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北京市市政一建设工程有限责任公司 北京市 100083
摘要:根据隧道二衬施工的发展形势,交流与运用铁路隧道衬砌施工成套技术。在隧道二衬台车现有结构基础上,配套设计逐窗分层入模浇筑系统、带模注浆技术、窗口改进、二衬组合钢端模、软搭接模、作业平台安全防护措施等成套设施。通过现场调研、方案策划、研究评审、试验加工、现场跟踪及持续改进,达到满足现场二衬规范施工需求的目的。
关键词:隧道二衬;测量;混凝土
前言:在公路工程建设过程中,由于施工环境及位置的影响,施工技术难度是比较高的,而且随着交通压力的增大,桥梁、隧道等的建设质量及效率要求也不断提升,合理应用各类先进的施工技术体系,并且加强技术质量管理,才能够有效应对公路施工中存在的人为或客观问题。隧道建设是公路施工中的一个关键性项目,在施工过程中,通常会采用新奥法施工技术,并根据实际情况结合使用其他关键性施工技术,在隧道明洞段采用整体式衬砌,余下地段均采用复合式衬砌,在施工过程中,常常出现隧道二次衬砌厚度不足的问题,影响到隧道建设质量,必须寻找合适的治理方案。
一、隧道初支断面净空测量
在隧道二衬施工之前,先由测量组对隧道初支断面净空进行测量,对隧道净空进行检查,完成后将测量成果上报。提前对侵限部分进行处理,处理完成后进行复测,并经监理检查合格后方进行下一道工序。
二、清底和基面处理
1、清底采用人工配合挖掘机,清底过程中应注意对隧道初支的保护。
2、初支基面漏水部位进行注浆堵水,渗水部位施作防水砂浆刚性防水层或堵漏灵,做到无滴水、漏水、淌水、线流或泥砂流出,保证基面干燥、清洁。
3、自拱顶向两侧将基面外露的钢筋头、铁丝、锚管、排管、锚杆等尖锐物切除锤平,并用砂浆抹平顺,不得出现尖锐物。
4、对基面凹凸不平处修凿及用砂浆抹平顺,不平整度最大为3mm,拱部不平整度矢弦比不大于1/8,其它部位矢弦比不大于1/6。将基面阴、阳角处和棱角部位用砂浆抹成圆弧,圆弧半径为100mm。
5、基面处理完,并经检查验收合格后,方可进行下一工序施工。
6、仰拱填充不与仰拱同时灌注,拱墙衬砌采用液压钢模衬砌台车施工,最后施工水沟电缆槽,特殊地段采取回填注浆。
三、二衬拱墙施工
1、拱墙测量放样
首先,检查边墙基础施作结构尺寸,检查是否满足拱墙衬砌净空和模板台车就位尺寸。如果不满足净空和台车就位尺寸,应进行修凿处理。净空满足要求后,使用水准仪操平在隧道两边边墙基础上用红色油漆标出模板台车就位标高,使用全站仪在防水板上标出隧道中心线及模板台车就位的法线。中心线放在拱墙衬砌的两个端头,放线长度以8.9m(9m长台车)为准,预留10cm的模板搭接长度,中心线和就位高程点精确放在两个里程断面,随时监测台车中心线。
2、拱墙施工方案
隧道在开挖、支护后,围岩变形达到收敛,即不变形、不沉降后即可进行衬砌施工。防水层铺设前要对开挖断面净空进行检查,欠挖部分进行处理,保证不侵入设计要求净空。同时对喷砼进行基层处理,基层平整度要求:凹凸处高差不得大于5cm。
复合式衬砌要求隧道混凝土二次衬砌应在围岩收敛变形稳定后作为最佳衬砌时机,但软弱围岩及断层破碎带处,由于其围岩自稳能力差,初期支护难以使其达到完全稳定,故根据支护情况及量测信息,为确保洞体稳定及施工安全,经监理工程师同意后及时进行二次衬砌,必要时紧跟开挖面。
正洞衬砌段落边拱模采用定制9米衬砌钢模板衬砌台车,通过调整液压元件,使模板正确对位。混凝土灌筑通过灌筑窗口,自下而上,从已灌段接头处向未灌方向,水平分层对称浇灌,边浇边捣,层厚不超过40cm,相邻两层浇注时间不超过1.5小时,确保上下层混凝土在初凝前结合好,不形成施工冷缝,垂直自由下落高度控制不超过2m,捣固采用附着式振捣器和插入式振捣器,安排专人负责,保证混凝土衬砌内实外光。
减少二次衬砌混凝土表面的气泡,采取堵头板分层设排水孔排出泌浆水的措施,混凝土在振捣过程中,产生泌浆水,容易粘在模板上形成混凝土表面的气泡。在堵头板上沿竖向每20~30cm设可以封闭的孔(φ10~14的螺钉孔即可),浇筑时根据混凝土的层面,依序打开孔排水,排完水及时封孔。
衬砌台车由现场提供断面尺寸及功能要求,委托专业的厂家加工,现场组装。衬砌台车具备足够的强度和刚度,满足断面衬砌要求,并且立模方便。
预留洞室等结构物衬砌采用简易衬砌台架、组合钢模立模,泵送混凝土入仓。施工时,与正洞衬砌连接段预留出1m长,与正洞衬砌同时灌筑。
混凝土灌注结束12小时后从挡头板浇水养护。
3、边墙基础、拱墙施工缝基面处理
在防水层铺设、防排水结构安装完毕,经自检、监理检查、充气试验检查合格后,对边墙基础顶面清除焊渣、杂物等,然后用水进行冲洗,待水干后,涂界面剂。拱墙施工缝必须凿毛处理,同时用水清洗,理顺止水带。
四、混凝土浇筑
混凝土浇筑:灌筑边拱混凝土时,应由下向上对称灌筑,两侧同时或交替进行,边墙部位混凝土应采取埋管式浇注,由液压泵直接顶压入模,挤压顶升式浇注。拱部先采取退出式浇注,最后用压入式封顶。混凝土用附着式振捣器和插入式振捣器联合捣固,安排专人负责,保证混凝土内部密实,外部光滑。并注意保护好预埋于混凝土内部的注浆管,防止其歪斜和倾倒,以确保二次衬砌后回填注浆能顺利进行。要配足备用捣固机具,防止因捣固机具发生故障,造成漏捣或捣固不实。混凝土灌筑必须连续进行,因故不能连续灌筑,间歇时间超过混凝土初凝时间时,必须按规定进行接茬处理。
五、混凝土结构自防水
隧道二次衬砌混凝土(包括仰拱砼)采用抗渗等级不低于P10的防水混凝土。
(1)准备工作:在砼浇筑前,必须检查输送泵是否完好,拌合站运转情况是否正常,砼罐车是否到位,配合比、外加剂是否调整好。各种机具(捣固器等)是否准备好,是否能用。
(2)砼浇筑:砼浇筑前,先清洗边墙基础顶面,清除杂质,涂界面剂,仔细检查台车模板表面的平整度,整洁情况。
(3)主要技术措施
隧道衬砌砼为使衬砌砼抗渗等级不小于设计要求等级,达到内实外美,不渗、不漏、不裂和砼表面无湿渍的质量标准,施工过程采取以下主要技术措施进行控制。
1)衬砌净空控制
在拱墙衬砌前,对模板架立位置进行测量放样。模板架立位置比设计位置净空大5cm,对模板结构尺寸和衬砌净空进行检查,对模板进行调整,加固。
2)砼质量控制
试验钢材、水泥、粗细骨料、水、外加剂等原材料,经试验后选用符合设计强度标准的原材料进行配合比设计并不断优化。对隧道内渗水进行水质化验,弄清它是否对砼有侵蚀性,以便在配合比设计时采取相应的措施,如原材料的选用等。施工中严格按配合比准确计量,严格按配合比拌制砼,必须采用自动计量搅拌站拌和,采用重量法计量,砼搅拌时间不能少于3分钟;砼拌和完成后必须在规定的时间内用完,否则将重新进行试验检验或报废。砼浇筑全部采用泵送砼入模。脱模时间必须经试验确保砼强度达到8MPa以上后才能脱模,脱模后及时进行养护,养护时间不少于7d。
结束语:
??二衬厚度的控制,需杜绝开挖轮廓线的欠挖,使用符合设计尺寸的钢拱支撑,加强喷射砼工艺,精确定位二衬台车。在初期支护和二衬施工前,做好断面扫描,检查开挖和初期支护断面,发现有欠挖和侵限部位,及时处理至设计轮廓尺寸后,才能进行下一道工序。
参考文献:
??[1]李斌.高速铁路隧道衬砌混凝土施工成套技术研究.城市地理,2017(4):202-203.
??[2]杨成宽,朱广学.模筑混凝土技术在隧道二次衬砌施工中的应用.西部探矿工程,2004,16(8):108-110