某公路隧道二次襯砌施工控制技術(shù)

鄧祥輝+盧澤霖++王睿

【摘要】本文以某公路隧道為例，對二次襯砌混凝土施工的流程、控制措施進(jìn)行了研究。具體方法是：將襯砌斷面分為左下、右下部分，左中、右中部分、左上、右上部分和拱頂部分分別進(jìn)行施工，分部控制混凝土施工質(zhì)量。該方法能保證二次襯砌的密實性和完整性，為類似二次襯砌施工提供借鑒和指導(dǎo)。

【關(guān)鍵詞】隧道工程；二次襯砌；施工流程；質(zhì)量控制

前言

隨著“西部大開發(fā)戰(zhàn)略”的實施，我國高速公路、鐵路建設(shè)取得了前所未有的發(fā)展。由于西部地區(qū)山嶺較多，需要修建眾多的公路、鐵路隧道。在隧道施工過程中，由于不確定性因素較多，當(dāng)施工控制措施不合理，容易出現(xiàn)施工質(zhì)量問題。二次襯砌的施工是隧道施工中非常重要的一個步驟，施工過程中容易出現(xiàn)振搗不密實、襯砌厚度不符合實際要求、二次襯砌與初期支護(hù)結(jié)合不緊密以及二次襯砌的施作流程滿足不了現(xiàn)代隧道深埋、大跨度的要求等均有可能引起二襯質(zhì)量不符合要求，甚至開裂等工程問題。因此，探索二次襯砌的施工流程和質(zhì)量控制方法對于隧道建設(shè)具有重要的意義。

2. 工程概況

（1）某高速公路隧道位于留壩縣武關(guān)驛鎮(zhèn)，G316國道西側(cè)。隧道按左、右線分離式設(shè)計，左線隧道進(jìn)口樁號ZK163+332，出口樁號ZK164+505，長1173m；右線隧道進(jìn)口樁號YK163+300，出口樁號YK164+493，長1193m，均屬長隧道。

（2）進(jìn)洞段位于褒河右岸二級階地后緣與谷坡的過渡地段，現(xiàn)狀條件下自然坡坡面穩(wěn)定?，F(xiàn)坡面為殘坡積與沖洪積多成因的粉質(zhì)黏土及碎石覆蓋，其下為全強(qiáng)風(fēng)化的片麻巖。

（3）本文以該高速公路隧道為例，對二次襯砌結(jié)構(gòu)施工控制技術(shù)進(jìn)行分析。

3.施工準(zhǔn)備

（1）二次襯砌應(yīng)在圍巖及支護(hù)體系發(fā)生一定變形收斂后進(jìn)行。因此，二次襯砌施工前，監(jiān)控量測人員應(yīng)復(fù)核初期支護(hù)結(jié)構(gòu)變形是否穩(wěn)定。變形趨于穩(wěn)定判斷標(biāo)準(zhǔn)：隧道變形速率明顯趨于平緩；同時，隧道拱頂下沉和周邊收斂累計位移值達(dá)到總的位移值的80%以上，并且，初支表面有裂隙的地方，裂隙不再繼續(xù)發(fā)育。

（2）施工復(fù)測，由測量人員對隧道的中線、水平進(jìn)行復(fù)測，以保證二次襯砌中線、高程的準(zhǔn)確性。同時檢查襯砌斷面是否滿足設(shè)計要求。

（3）對二次襯砌施工所需的原材料、機(jī)械設(shè)備的數(shù)量及質(zhì)量進(jìn)行檢查，以確保本循環(huán)二襯混凝土能順利一次灌注完成。

（4）進(jìn)行襯砌臺車、模板的檢查修整，并滿涂脫模劑。模板臺車粗調(diào)就位后，由測量人員進(jìn)行復(fù)測檢查，復(fù)測弧形模板及模板臺車高程、中線等是否符合設(shè)計要求，如檢測不合格現(xiàn)場調(diào)整，直至符合設(shè)計要求后鎖定臺車，并采用撐桿進(jìn)行固定。

（5）檢查上環(huán)混凝土表面是否按照規(guī)范進(jìn)行了清理，檢查止水條、軟式透水管等是否符合設(shè)計要求。防水板的掛設(shè)是否符合驗收評定標(biāo)準(zhǔn)的要求，是否滿足現(xiàn)場施工的需要，如不滿足須立即采取補(bǔ)救措施。

4. 施工控制技術(shù)

二次襯砌施工的順序是：由下而上，整體閉合，先超前施工隧底的仰拱和填充，然后采用襯砌模板臺車整體澆筑墻部和拱部的混凝土，形成環(huán)狀閉合結(jié)構(gòu)。施工中采用仰拱弧形模板及鋼端模先超前澆注仰拱和填充混凝土，達(dá)到強(qiáng)度后，模板臺車就位澆筑邊墻和拱部混凝土。二次襯砌臺車窗口示意圖如圖1所示。

4.1整體澆筑方法和順序。

（1）邊墻以及拱部的混凝土澆筑采用分層、逐窗澆筑。

（2）邊墻及拱部的混凝土澆筑應(yīng)該連續(xù)澆筑，不得留有施工縫；拱墻混凝土應(yīng)自兩側(cè)矮邊墻起對稱分層對稱灌注，分層高度不宜大于1m，最大下落高度不能超過2m，臺車前后混凝土高度差不能超過0.6m，左右混凝土澆筑面高差控制在50cm以內(nèi)。另外，澆注速度不宜過快，防止臺車上浮跑模（二次襯砌臺車窗口示意圖見圖1）。

4.2左下、右下分部澆筑。

（1）在進(jìn)行左下、右下部分澆筑時，將其分為三層澆筑，每一層澆筑高度為50cm。

（2）在澆筑第一層時，從左下A窗口澆筑混凝土，待混凝土澆筑50cm時（從矮邊墻以上50cm），采用插入式振搗器振搗，每棒插入時間，一般不少于10～30s，以混凝土表面流平，出現(xiàn)水泥漿，且不顯著坍落為宜。嚴(yán)格控制振搗時間，避免出現(xiàn)振搗不實、跑模和離析現(xiàn)象。

（3）然后分別從左下B、左下C、右下C、右下B、右下A重復(fù)上面施工過程，施工中使用的附著式振搗器分別為左下2、左下3、右下3、右下2、右下1伸入，完成振搗，完成左下、右下部分的第一層澆筑。

（4）在使用插入式振搗器作業(yè)時，應(yīng)該按照快插慢拔的原則。插入式振動棒在混凝土中需要移位時，應(yīng)豎向緩緩拔出。拔出時不得接觸防水板，以防防水板受到損傷。同時，應(yīng)該避免振搗棒碰到模板和預(yù)埋管線等。

（5）第一層澆筑完成之后，再從左下A窗口開始澆筑混凝土，待混凝土澆筑50cm時（從矮邊墻以上100cm），重復(fù)第一層澆筑混凝土施工流程。當(dāng)?shù)诙邮┕ね戤吅?，從左下A窗口澆筑混凝土，待混凝土澆筑到50cm時（左下、右下窗口下沿），重復(fù)第二層澆筑混凝土施工流程完成第三層的混凝土澆筑。當(dāng)三層澆筑完成之后，關(guān)閉所有的窗口，完成左下、右下部分混凝土的澆筑。

4.3左中、右中分部澆筑。在進(jìn)行左中、右中部分澆筑時，同樣將其分為三層澆筑，每層澆筑高度為50cm。

（1）澆筑第一層。從左中A窗口澆筑混凝土，待混凝土澆筑50cm時（從矮邊墻以上200cm），采用插入式振搗器振搗，每棒插入時間，一般不少于10～30s，以混凝土表面流平，出現(xiàn)水泥漿，且不顯著坍落為宜。左中1振搗的時間，一般不少于10～15s。然后分別從左中B、左中C、右中C、右中B、右中A重復(fù)上面施工過程，施工中使用的附著式振搗器分別為左中2、左中3、右中3、右中2、右中1伸入，完成振搗。此時，完成左中、右中部分的澆筑。

（2）澆筑第二層。第一層澆筑完成后，從左中A窗口開始澆筑混凝土，待混凝土澆筑50cm時（從矮邊墻以上250cm），重復(fù)第一層澆筑混凝土施工流程。

（3）澆筑第三層。當(dāng)?shù)诙邮┕ね戤吅?，緊接著從左中A窗口澆筑混凝土，待混凝土澆筑50cm時（左中、右中窗口下沿），重復(fù)第二層澆筑混凝土施工流程完成第三層的混凝土澆筑。當(dāng)三層澆筑完成之后，關(guān)閉所有的窗口，完成左中、右中部分的混凝土澆筑。

4.4左上、右上分部澆筑。左上、右上部分澆筑與上述方法大致相同，具體步驟為：

（1）澆筑第一層。在澆筑第一層時，從左上A窗口澆筑混凝土，待混凝土澆筑50cm時（從矮邊墻以上350cm），采用插入式振搗器振搗，每棒插入時間，一般不少于10～30s，以混凝土表面流平，出現(xiàn)水泥漿，且不顯著坍落為宜。然后振搗左上1，一般不少于10～15s。然后分別從左上B、左上C、右上C、右上B、右上A重復(fù)上面施工過程，附著式振搗器分別為左上2、左上3、右上3、右上2、右上1伸入，完成振搗，第一層澆筑完成。

（2）澆筑第二層。第一層澆筑完成后，從左上A窗口澆筑混凝土，待混凝土澆筑50cm時（從矮邊墻以上400cm），重復(fù)第一層澆筑混凝土施工流程。

（3）當(dāng)?shù)诙邮┕ね瓿珊?，緊接著從左上A窗口澆筑混凝土，待混凝土澆筑50cm時（左上、右上窗口下沿），重復(fù)第二層澆筑混凝土施工流程完成第三層的混凝土澆筑。當(dāng)三層澆筑完成之后，關(guān)閉所有的窗口，完成左上、右上部分的混凝土澆筑。

4.5拱頂澆筑。拱頂混凝土采用預(yù)留泵送孔澆筑，預(yù)留的泵送孔分別拱頂1孔、拱頂2孔、拱頂3孔。當(dāng)所有的準(zhǔn)備就緒以后，分別從泵送孔1、泵送孔3泵送五次混凝土，每次澆筑的混凝土為2.4m3、2.5m3、2.6m3、2.8m3、3.5m3，澆筑完畢之后，采用附著式振搗器振搗15～20s。最后從泵送孔1、2分別泵送混凝土5.6m3，采用附著式振搗器振搗15～20s。再從3孔泵送混凝土約5.6m3，當(dāng)水泥漿停止工作，并振搗15～20 s，即可完成二襯混凝土澆筑。

5. 結(jié)論

二次襯砌施工流程對于保證襯砌質(zhì)量非常重要。本文二次襯砌采用新的施工流程，具體流程為：將襯砌斷面分為左下、右下部分，左中、右中部分、左上、右上部分和拱頂部分分別進(jìn)行施工。除拱頂部分外，其余部分的施工將分為三層，并對每層施工完成之后進(jìn)行充分的振搗。拱頂部分的施工時，采用泵送混凝土的方法，分六次泵送，每次泵送完畢之后充分振搗，保證二次混凝土振搗密實、防止出現(xiàn)拱頂空洞等現(xiàn)象。與一般二次襯砌的施工方法相比，本文建議的施工方法具有連續(xù)施工、振搗充分的特點(diǎn)，可有效保證二次襯砌的密實性和完整性，減少施工裂縫的產(chǎn)生。

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