隧道二衬施工技术要点及应用

摘要 隧道二次衬砌衬砌质量的好坏对隧道的长期稳定、使用功能的正常发挥以及外观美均有很大影响。鉴于此，本文结合某隧道二次衬砌工程，对隧道二次衬砌的施工工序和施工方法进行了详细的探讨，对施工过程中的技术要点进行了总结特，提出了二次衬砌施工质量控制措施，以提高隧道二次衬砌质量。

关键词 隧道施工；二次衬砌；应用

中图分类号TU8 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）49-0191-02

1工程概况

本隧道左、右线起讫里程分别为ZK90+120~ZK94+040、YK90+125~YK94+065，分别长3 920m、3 940m。洞门采用端墙式，均设计有10m明洞。另外，还包括有5个车行横洞、9个人行横洞，5处紧急停车带。隧道位于低山地貌区，最大埋深300m，隧道出口坡度40°~50°。左右线隧道测设线间距38m左右，属分离式隧道形式。隧道地层复杂、断层发育，共有14条断层破碎带，出口端施工预计需穿越7条断层破碎带。隧道按新奥法原理设计，结构采用锚、网、喷、钢拱架组成初期支护与二次模筑砼相结合的复合式衬砌型式；拱墙采用C25防水砼，抗渗等级不小于S8，仰拱采用普通C25砼。

2隧道二衬施工方法

二次衬砌施工顺序：仰拱与小边墙同时施工，仰拱、小边墙超前50m，后期仰拱、边墙应流水线组织施工，拱墙基面处理、防水施工、钢筋绑扎、二衬砼浇注紧跟。本隧道以采用复合式衬砌为主，明洞段采用明洞衬砌。隧道衬砌遵循“仰拱超前、拱墙整体衬砌”的原则，初期支护完成后，为有效地控制其变形，仰拱尽量紧跟开挖面施工，仰拱填充采用栈桥平台以解决洞内运输问题，并进行全幅一次性施工。

2.1仰拱及仰拱填充施工方案

采用移动仰拱栈桥对隧道进行仰拱施工，以便于施工平行作业的进行，栈桥的尺寸及规格如下：长为12m，由5根工字钢（I30）加工而成，宽1.0m，将Φ22钢筋每隔25cm焊牢在工字钢上，底面用[10槽钢焊接，以保证栈桥的整体性。仰拱与仰拱填充混凝土分幅分段浇筑，超前二次衬砌20m~30m，仰拱与仰拱填充应分开施工，浇筑应按设计厚度一次成型，浇筑段长应在保证在8m以内。仰拱填充浇筑时两边预留临时水沟。Ⅳ、Ⅴ级围岩包括仰拱砼的浇筑、仰拱填充层的浇筑；Ⅲ级围岩包括铺底混凝土的浇筑。

2.2拱墙施工方案

1）净空量测。拱墙衬砌施工前，先对隧道净空进行量测，合格段落可以直接按照设计铺设防水板，不合格段落需采取相应措施进行整理合格；2）衬砌钢筋。钢筋加工弯制前应调直，并将表面油渍、水泥浆和浮皮铁锈等均应清除干净；加工后的钢筋表面不应有削弱钢筋截面的伤痕。按照设计要求进行衬砌钢筋制做，钢筋接头应设置在承受应力较小处，并应分散布置。配制在“同一截面”内受力钢筋接头的截面面积，占受力钢筋总截面面积的百分率，应符合设计要求。钢筋的布置形式必须符合设计要求；3）模板台车。拱墙二次衬砌采用全断面整体钢模衬砌台车，支模前先进行中线、高程测量放样，根据中线和标高铺设衬砌台车轨道，起动电动机使衬砌台车就位。起动衬砌台车液压系统，根据测量资料使钢模定位，保证钢模衬砌台车中线与隧道中线一致，拱墙模板成型后固定，测量复核无误。模板安装必须稳固牢靠，接缝严密，不得漏浆。模板表面要光滑，与混凝土的接触面必须清理干净并涂刷隔离剂，涂刷时均匀且不污染混凝土表面及钢筋；4）衬砌混凝土。混凝土采用洞外拌合站集中拌合，搅拌运输车运输、输送泵泵送混凝土入模灌注，插入振捣器捣固。砼自模板窗口灌入，应由下向上，对称分层，防止钢模台车偏移，倾落自由高度不超过2.0m。在砼浇筑过程中，观察模板、支架、钢筋、预埋件和预留孔洞的情况，当发现有变形、移位时，应及时采取加固措施。混凝土浇筑应连续进行，当因故间歇时，其间歇时间应小于前层混凝土的初凝时间或能重塑的时间；当超过允许间歇时间时，按接缝处理，衬砌砼接缝处必须进行凿毛处理。混凝土浇筑分层厚度（指捣实后厚度）宜为振捣器作用部分长度的1.25倍，但最大摊铺厚度不宜大于600mm。在新浇筑完成的下层混凝土上再浇筑新混凝土时，应在下层混凝土初凝或能重塑前浇筑完成上层混凝土；5）拆模与养护。在初期支护变形稳定后施工的，二次衬砌混凝土强度应达到8.0MPa以上。混凝土浇筑完毕后的12小时以内开始对混凝土进行养护，混凝土养护的最低期限应符合有关要求，且养护不得中断。

2.3防排水施工

隧道防水主要是利用混凝土的自防水能力，混凝土的的抗渗等级不得低于S8。拱墙背后设置单面自粘式HDPE复合防水卷材，防水板厚度不小于1.5mm。隧道变形缝采用橡胶止水带止水，隧道施工缝采用膨胀橡胶止水条止水。隧道防排水施工工艺流程如下：基面检查处理环、纵向排水盲管安装沉降缝、施工缝止水条安装隐蔽检查防水板铺设隐蔽检查衬砌台车定位灌筑二次衬砌混凝土拆模养护。

3施工质量控制措施

隧道二次衬砌施工质量控制措施包括：

1）混凝土浇筑完毕后，应按施工技术方案及时采取有效的养护措施，并应符合下列规定：（1）应在浇筑完毕后的12 h以内对混凝土加以覆盖并保湿养护；（2）混凝土浇水养护的时间：对采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土，不得少于7d；对掺用缓凝型外加剂或有抗渗等要求的混凝土，不得少于14d；（3）浇水次数应能保持混凝土处于湿润状态；混凝土养护用水应与拌合用水相同；（4）采用塑料布覆盖养护的混凝土，其敞露的全部表面应覆盖严密，并应保持塑料布内有凝结水；（5）混凝土强度达到1.2 MPa前，不得在其上踩踏或安装模板及支架；（6）当日平均气温低于5℃时，不得浇水。

2）二次衬砌应达到结构密实、表面平整光滑、曲线圆顺；

3）III~Ⅳ级围岩的二次衬砌应在围岩和初期支护变形基本稳定后施作，即拱脚水平相对净空变化速度小于0.2mm/d，拱顶相对下沉速度小于0.15mm/d。浅埋隧道Ⅴ级围岩应根据具体情况确定二次衬砌施作时间；深埋地应力复杂的隧道，应允许围岩较大范围的变形和应力的释放，二次衬砌的施作时间应根据设计和监测结果确定；

4）对衬砌完成的地段，应与设计单位密切配合，继续观察和监测隧道的稳定状态，注意衬砌的变形、开裂、侵入净空等现象，并做出长期稳定性评价；

5）混凝土浇注前需要经过测量组的复核，需要仔细检查预埋件，确保没有错漏时才允许混凝土的浇注；

6）二次衬砌施工的顺序是仰拱超前，墙、拱整体浇筑。标准断面应采用移动式模板台车，墙、拱整体浇筑。边墙基础高度的设置（水平施工缝）应避开剪应力最大的截面；

7）隧道拱、墙背后的局部坍塌或塌落，必须回填密实，必要时回填注浆。拱部范围与墙脚以上1m范围内的超挖，应用与衬砌同级混凝土回填。隧底超挖部分应用与隧底结构同级的混凝土回填。所有超挖部分不得用浆砌片石进行回填。

4结论

本文结合笔者从事隧道工程施工工作的相关经验，详细地介绍了隧道二次衬砌施工工序及方法。以某隧道二次衬砌为例，结合该工程特点，提出了在隧道二次衬砌过程中控制施工质量的具体技术措施，重点介绍了混凝土浇筑的质量控制，以提高隧道二次衬砌质量，保证隧道的安全运行。

参考文献

[1]王鹏.隧道二次衬砌施工方案的探讨[J].山西建筑，2008，4.

[2]张庆欣.齐岳山隧道出口二次衬砌施工技术 [J].铁道建筑技术，2006，3.