公路隧道二次衬砌施工质量控制

摘 要 ：本文结合工程实例,对公路隧道工程的二次衬砌施工质量控制要点作一些分析.

关 键 词 ：公路隧道 二次衬砌 施工质量 控制

公路隧道的二次衬砌施工是隧道工程的重要施工环节,其施工质量对隧道工程稳定性和安全性影响重大.

一、工程概况

某高速公路隧道全长888m,其中隧道长788m,暗洞长773m,明洞15m,暗洞包括：V级围岩39m,IV级围岩（设仰拱）76.2m,IV级围岩（不设仰拱）177.8m,III级围岩480m.隧道位于直线段,隧道纵断面布置情况为：最大纵坡2.016%,最小纵坡0%,最小竖曲线半径10000m（凸）,最大竖曲线半径18000m（凸）.本隧道二次衬砌,围岩衬砌类型采用复合式衬砌.

本隧道二次衬砌采用了整体式衬砌台车,衬砌刚度较大、整体性好,拱部、侧墙及仰拱连接圆顺,外观平顺,衬砌截面等厚,施工容易控制.其结构稳定,防水和衬砌外观均能满足公路隧道使用的基本要求,适合多种地质条件,技术较为成熟,是目前公路隧道最好的衬砌结构形式.

二、隧道二次衬砌施工质量控制要点

1.施工流程

本隧道考虑衬砌结构受力,采用曲墙三心圆拱的内轮廓净空,且左右洞部分洞身位于超高段,不同横坡段隧道净空尺寸不同.为不削弱拱脚边墙宽度及结构受力,并根据本隧道实际施工情况,经研究决定,二次衬砌第一步施工电览沟槽底,第二步一次性浇筑电览沟底以上弧形段的二次衬砌,最后浇筑电览沟壁；隧道衬砌台车长9m,台车与模板各成独立系统,钢面板厚度12mm,隧道衬砌台车在两侧底部设活动面板,活动面板尺寸将根据需要拆卸调整.

2.二次衬砌时机的确定

二次衬砌应在围岩和初期支护变形基本稳定后施作.围岩变形量较大,流变特性明显时,要加强初期支护并及早施作仰拱和二次衬砌.围岩和初期支护变形基本稳定应符合下列条件：（1）隧道周边位移有明显的减缓趋势；（2）水平收敛（拱脚边墙中部）速度≤0.2mm/d；（3）施做二次衬砌前的位移值已达总位移的80%以上；（4）初期支护表面裂缝不再继续发展.

3.二次衬砌施工质量控制

（1）电览沟底施工基底松渣清理干净,测量放样后,浇筑电览沟底,并对二次衬砌混凝土接触面凿毛.

（2）台车衬砌施工.

①衬砌钢筋钢筋骨架制作.骨架钢筋的连接采用搭接双面焊,钢筋骨架焊接前,根据施工条件进行试焊,合格后方可正式施焊,焊工持证上岗.钢筋骨架制作时的分段原则为：根据钢筋的定尺长度,合理安排,尽量做到节省材料,减少焊接的数量及作业时间.接头错开1.0m,主钢筋接头根数在同一截面不超过总数的50%.骨架在钢筋场地上集中加工,因环形较长,分段制作.相邻段钢筋骨架拼装在一起同时加工,前一环形骨架作为后一环形骨架的模具,制作好的钢筋骨架放置于平整、干燥的场地上,每个环形筋下垫方木与地面脱离,每个环形段的钢筋骨架挂好标志牌,同时做好防雨、防潮等工作.钢筋骨架安装人工把分段后的环形钢筋搬运至施工现场,钢筋骨架分段对接采用双面搭接焊,焊缝长度不少于5d.骨架钢筋采用高强度砂浆垫块使骨架钢筋有足够的保护层.安装时骨架中心位置要与桩位中心相符,其允许误差为±20mm.钢筋骨架横向要与隧道横断面方向平行.

②衬砌台车就位及端部模板安装.调整台车轨道中心及标高,采用43钢轨,方木作枕木,底面直接置于已铺底或仰拱填充的混凝土地面上,保证台车平稳.轨道平面位置偏差和高程偏差控制均在1cm以内,使模板中心线尽量同台车大梁中心重合,使台车在混凝土灌注过程中处于良好的受力状态.端模（挡头板）选用5cm厚松木板制作,采用角钢U形卡和短方木固定,以适应端模尺寸的不规则性.端模施工中应注意止水带的安装.

（3）预留洞室及预埋件施工.隧道预留洞室和预埋件采取在衬砌台车模板上钻孔用螺栓固定预留、预埋件的方法施工,保证其尺寸和位置准确.

（4）混凝土浇筑.混凝土的塌落度控制在14～16cm,根据混凝土灌注部位不同,墙部混凝土坍落度宜小,拱部混凝土坍落度宜大.在保证混凝土可泵性的情况下,尽量减小混凝土的坍落度,并提高混凝土的和易性、保水性,避免混凝土泌水.混凝土采用泵送,用分层、左右交替对称浇注,每层浇筑厚度不得大于1m.两侧高差控制在50cm以内.接头管箍避免接触不当造成爆脱,管路用方木支垫高出地面,穿过台车时管箍不与台车构件相接触.混凝土输送管路端部设置一根软管,软管管口至浇筑面垂距控制在1.5m以内,以避免混凝土集料堆积和产生离析.混凝土开盘前先泵送同级砂浆,砂浆量为在电览沟底顶面上平铺2cm,以保证电览沟底顶面混凝土同拱墙混凝土的连接,防止模板缝隙漏浆造成混凝土泛砂或露骨；同时起到润湿输送泵和管路的作用.振捣采用定人定位用插入式振动器捣固,保证混凝土密实；拱顶及反弧段辅以附着式平板振动器振捣.灌注过程中严禁用振动棒拖拉混凝土.

（5）拆模.按施工规范采用最后一盘封顶混凝土试件达到的强度来控制.当不承受外荷载时,混凝土强度需达到5MPa或在拆模时混凝土表面和棱角不被损坏并能承受自重时拆模；拆模时先拆两侧模板,最后拆顶模,支撑按先后顺序放松,防止由于支撑丝杆放松不当使台车模板扭曲,造成混凝土表面粘连擦伤.当衬砌施作时间提前,承受有围岩压力时,按规范要求进行.

（6）混凝土养护.拆模前用水冲洗模板外表面,拆模后用高压水喷淋混凝土表面,以降低温度,养护期不少于7天.

4.二次衬砌混凝土质量控制

（1）二次衬砌防水混凝土原材料质量控制：保证碎石的形状和级配.碎石按级配规格分仓堆放,分别进入拌和机料仓自动计量后再与其它材料一同拌和.

（2）混凝土坍落度控制：一般选14～16cm,根据混凝土灌注部位的不同,墙部混凝土坍落宜小,拱部混凝土坍落度宜大.在保证混凝土可泵性的情况下,宜尽量减小混凝土的坍落度,并提高混凝土的和易性、保水性,避免混凝土泌水. （3）外掺剂的选用：选用性能优良的防水剂.

（4）按施工配合比准确计量：自动计量器具须具有资质的单位进行标定并定期校核,每次混凝土拌制前必须对计量器具进行检查,确保混凝土用料计量准确.

（5）混凝土灌注：混凝土采用分层、左右交替对称浇注,每层浇筑厚度不得大于1m.两侧高差控制在50cm以内.浇注过程要连续,避免停歇造成“冷缝”,间歇时间超过1h则按施工缝处理.

（6）混凝土定人定位捣固：专职捣固手定人定位用插入式振动器捣固,保证混凝土密实；起拱线以下辅以木锤模外敲振和捣固铲抽插捣固,以抑制混凝土表面的气泡产生.灌注过程中严禁用振动棒拖拉混凝土.

（7）钢筋保护层：钢筋混凝土衬砌采用泵送混凝土,由于灌注速度快,钢筋变形显著,易造成拱部钢筋保护层减小.因此要适当加大混凝土垫块厚度并放慢混凝土灌注速度.

（8）输送泵管路布置：接头管箍应避免不当接触造成爆脱,管路宜用方木支垫高出地面,穿过台车时管箍不与台车构件相接触.混凝土输送管路端部设置一根软管,软管管口至浇筑面垂距控制在1.5m以内,以避免混凝土集料堆积和产生离析.

（9）混凝土对称灌注时间控制：采取混凝土灌注时间和灌注高度两个指标进行双控,即单侧混凝土灌注高度达0.5m时,必须换管：单侧混凝土灌注间歇时间不超过混凝土的初凝时间,我们规定每侧边连续灌注时间达60min时,必须换管.

5.缺陷处理

（1）气泡：采用白水泥和普通水泥按衬砌表面颜色对比试验确定的比例掺拌后,用海绵沾取水泥局部填补抹平.

（2）环接缝处理：采用弧度尺画线,切割机切缝,缝深约2cm,不整齐处进行局部修凿或经砂轮机打磨后,用高标号水泥砂浆修饰,用钢镘刀抹平,使施工缝圆顺整齐.

（3）有害裂缝处理：隧道二衬衬砌结构一旦发现漏水的裂缝将用水泥砂浆等嵌缝和补强.根据裂缝宽度大小,采用不同材料嵌缝：①细小裂缝用水泥浆或环氧树脂等涂刷和嵌缝.②对较大裂缝,用10号水泥砂浆或膨胀水泥砂浆嵌缝.③对大裂缝（缝宽大于5mm）,采用环氧树脂砂浆,或采用压浆、钢筋网喷混凝土等进行补强.

三、结束语

总之,在隧道二次衬砌施工中要通过监控、量测,掌握围岩与支护结构的变化规律,及时调整支护与衬砌的参数,并确定二次衬砌的合理施工时间,使二次衬砌结构安全可靠.