1、隧道二次衬砌施工质量控制摘要：隧道工程为永久性建筑物，必须具有规定的强度、稳定性和耐久性。为避免洞内岩层日久风化及水的侵蚀而发生落石掉块，危及行车安全，一般情况下隧道应做衬砌。衬砌是隧道工程的重要组成部分。衬砌结构一般是由临时或初期支护和二次衬砌所组成，衬砌结构类型及尺寸可根据围岩类别、衬砌工作特点，并考虑施工条件，通过工程类比和结构计算确定。本文通过阐述衬砌作业的发展，分析了衬砌施工中的要点和难点，最后结合具体实例指出了隧道衬砌作业带来的工作效率和效益。 关键词：隧道衬砌 施工质量 影响因素 控制方法 中图分类号：U455 文献标识码：A 前言 我国是个多山的国家，山区及高原约占全国总面积的
2、 60。修建在山区的铁路，隧道往往占有很大的比重。尤其在西南地区，大部分线路隧道总长占到线路长度的 2034，如此多如此长的隧道，在施工或交付运营后很难避免出现一些质量问题。而隧道的施工质量在很大程度上取决于其衬砌施工的质量，因此衬砌施工中的每一个环节都非常重要。重在管理、责任到人；周密的施工方案、得力有效的施工措施；合理的工序安排、科学的施工方法、充足的人员、设备投入及现场试验质量检测和现场施工监控等系列措施是隧道衬砌混凝土质量的保证1。 1 衬砌作业概述 衬砌作业沿开挖隧道壁建造的，用以防止围岩变形和地层塌方，以及阻挡地下水渗漏的构筑物。常常埋置于地层中的结构物，在受力变形过程中与周围的地
3、层(围岩)有着密切的联系。隧道衬砌采用的建筑材料不同，其施工方法也往往不同，如用砖、料石、混凝土块作衬砌材料，一般采用砌筑法或拼装法施工；用混凝土和钢拱架作衬砌材料，一般采用就地灌筑混凝土法施工。 2 衬砌作业台车概述 模板衬砌台车必须按照隧道内净空尺寸进行设计与制造，钢结构及钢模必须具有足够的强度、刚度和稳定性。衬砌台车经施工单位会同监理单位验收合格后方可投入使用。南吕梁山隧道衬砌台车长度采用 12m，工点设计应根据沉降缝、预留洞室和预埋管线位置综合确定。模板台车侧壁作业窗宜分层布置，层高不宜大于 1.5m，每层宜设置 45 个窗口，其净空不宜小于 45cm45cm。拱顶部位应预留 24 个
4、注浆孔2。 3 南吕梁山隧道施工分析 3.1 工程概述 南吕梁山隧道设计为双洞单线隧道，左线进口里程 DK298175，右线进口里程 DK298145，与七标分界里程 DK310+800；1 号斜井承担正洞任务：左、右线起讫里程均为 DK301+307DK306+776，长 5468m；其中级围岩 140m、级围岩 751m、级围岩 1560m、级围岩 3018m，各级围岩所占比例分别为：2.56%、13.73%、28.53%、55.19%。 3.2 施工要点、难点 一般情况下，灌注墙、拱混凝土前需先检查初期支护轮廓是否符合设计要求，然后进行施工放样、绑扎钢筋和浇注墙、拱混凝土。采用全断面法开
5、挖时，灌注混凝土的模板由预先制作的模板台车充任，灌注过程的施工步骤需要注意以下几个方面： 1)模板台车就位 (1)对模板台车进行尺寸标定，确定台车中线； (2)通过洞内测量，标定粗略定位； (3)进行台车试走行，借助测量使其粗略定位； (4)利用横向移动装置进行精确定位，对中误差3cm/m。 2)抹油和安装挡头模板 台车就位后先在模板外模面上均匀涂抹一层脱模油，完成后安装挡头模板。挡头模板作用为纵向模板，构造形式有气囊式和木模板两种，施工现场以木模板较为常见。木模板需提前进行加工，并需根据衬砌厚度加工部分楔形模板，安装时采用拼装加固牢靠。 3)灌注墙、拱混凝土 墙、拱混凝土灌注一般采用泵送混凝
6、土。灌注前需先在输送主管的端部安装三岔管和控制阀，然后接上输送支管，分岔插入台车两侧中部起拱线附近的灌注窗内。混凝土出管口与混凝土灌注面高差不大于20in，控制阀用于控制两侧边墙的灌注速度，使两侧边墙混凝土的高差不大于 1Om。混凝土灌至灌注窗时，拆除三岔管，将输送主管固定在拱顶第一灌注口上，灌注拱顶混凝土。前段拱顶灌注完后，再移动至第二灌注口，以保证混凝土的流动性和混凝土泵的压力，将拱部全部灌满。4)拆模 采用模板台车、混凝土泵灌注墙、拱混凝土时，拆模主要是拆模板支撑构件，并将模板台车驶离灌注现场。关键是确定拆模时间。一般说来，衬砌混凝土强度达到 2.5MPa 即可拆模，工程施工中可经过试验
7、确定具体拆模时间。 5)混凝土灌注堵管处理 (1)灌注混凝土发生堵管后，先将混凝土输送泵强行开机运行几次，强行冲压。或用木棒或胶棒边敲打输送管、边用输送泵冲压。 (2)将输送管在弯头处拆开，用高压风进行吹管。 (3)若输送管堵塞时间过长，应将输送管逐节拆开，处理清洗后重新连接管线。 6）基底清理 拱墙衬砌施工前必须清除边墙基底虚碴、淤泥和杂物，用高压风管对基底进行吹扫干净，基底开挖轮廓符合设计要求，允许局部最大欠挖5cm,欠挖大于 5cm 部位用风镐凿除；允许最大平均超挖值为 10 cm，超出部分采用同级混凝土回填。 3.3 隧道衬砌施工注意事项 （1）衬砌不得侵入隧道建筑限界，衬砌施工放样时
8、将设计的轮廓线扩大 5cm。 （2）混凝土灌注前及灌注过程中，应对模板、支架、钢筋骨架、预埋件等进行检查，发现问题应及时处理，并做好记录。 （3）混凝土振捣时不应破坏防水层。 （4）衬砌施工缝端头必须进行凿毛处理，用高压水冲洗干净。 （5）按设计要求预留沟、槽、管、线及预埋件，并同时施作附属洞室砼衬砌。 （6）砼衬砌灌注自下而上，先墙后拱，对称浇筑。在施工过程中，如发生停电应立即起动备用电源，确保砼浇筑作业连续进行。 （7）混凝土振捣时，不得碰撞模板、钢筋和预埋件。 （8）泵送砼结束时，应对管道进行清洗，但不得将洗管残浆灌入到已浇筑好的砼上。 （9）钢筋混凝土二次衬砌地段，必须用与二次衬砌混凝
9、土相同配合比的细石混凝土或砂浆制作垫块，确保钢筋保护层的厚度，主筋保护层尺寸不小于 30mm、迎水面主筋保护层不小于 50mm。 3.4 南吕梁山隧道衬砌作业的特点 （1）衬砌施工前认真执行了技术交底制，使现场领工员及每一位施工人员做到心中有数，严格按技术要求施工，保证设计意图的实现。 （2）在施工中，严格实行了工序“三检制”自检、互检、交接检，上道工序不合格，不准进入下道工序的施工。每道工序自检合格后，再报请监理工程师检查，监理验收合格后方可进行下道工序的施工。 （3）认真设计、严格控制混凝土配合比，做到计量准确，混凝土拌合均匀，坍落度适合。 （4）混凝土下料高度超过 2m 时设串筒或溜槽；
10、浇灌混凝土分层下料、分层捣固密实，以防止漏捣，至排出气泡为止。 （5）为防止衬砌裂缝的产生，施工中从原材料的检验和选用、混凝土的配比和拌制、浇筑温度的控制和振捣、养护等各工序严格控制工艺要求。 3.5 南吕梁山隧道的出新点 南吕梁山隧道衬砌采用模板台车、混凝土泵灌注墙、拱混凝土时，拱顶上方在衬砌与围岩之间常存在空隙，特别是还经常出现拱顶厚度不够、钢筋外露等现象，造成严重质量隐患。不但影响结构受力，而且影响衬砌防水。克服这一缺陷的措施如下： (1)改进操作方法，采用“封拱顶工艺”进行施工，确保其中包含的气体畅通排除。 (2)采用密实度检测仪，对已衬砌段的衬砌背后进行检查，有空洞时及时进行处理馈改
11、进灌注的操作方法。 (3)灌注混凝土时，要求在拱顶最高位置，纵向每 35m 设一注浆孔，在衬砌拆模后，对拱顶衬砌背后充填注浆，以保证衬砌背后与围岩密贴，及拱顶衬砌厚度能达到要求。充填砂浆强度一般为 M20。 结语 通过本文分析隧道衬砌施工技术的每个环节的好坏决定了隧道工程整体衬砌质量的成败，在采用合理的材料同时，再配合正确的施工工艺，才能得到良好的隧道工程。同时高质量的施工水平对于节约建筑成本、提高施工效率，增加施工项目经济效益也具有重要的意义，因此实际施工过程还需要不断加强质量控制。 参考文献： 【1】王建宇.隧道工程的技术进步M.北京:中国铁道出版社,2004:205237. 【2】倪光斌.树立铁路隧道设计新理念 完善铁路隧道设计标准J.铁道标准设计,2007,(3). 【3】刘晓树,赵建字.改进施工工艺提高隧道衬砌质量J.铁道建筑,2002,(9):2526.
