隧道二次衬砌纵向施工缝施工关键技术研究

摘要：隧道二次衬砌纵向施工缝是隧道衬砌受压及防排水的薄

弱部位，是隧道施工质量控制的重点。本文根据仰拱衬砌及二次衬砌施工的实践经验，着重对二次衬砌纵向施工缝施工技术要点进行研究，以便更好地控制纵向施工缝质量。

关键词：隧道仰拱 二衬 纵向施工缝 施工技术

1 概述

目前，随着整体式全液压大模板衬砌台车、仰拱整体式桁架模板、混凝土输送泵等自动化机械的应用，我国铁路、公路隧道的二次衬砌无论是在质量还是外观都有很大提高。但是在隧道的二次衬砌施工过程中，由于受施工条件，施工单位技术及机械装备能力、衬砌结构的不同设计等因素影响，二次衬砌纵向施工缝控制都不可避免地存在一些问题。由于二次衬砌纵向施工缝一直是隧道施工中难以控制的一个难点，所以二次衬砌纵向施工缝控制需要我们高度重视，同时要不断总结技术要点，确保工程质量[1]。

2 工程概况

新建铁路沪昆客专贵州段CKGZTJ-11标段捧古隧道位于云贵高原侵蚀构造中低山区，地形复杂，溶岩发育。隧止沿线最高海拔1760m，最低海拔805m，最大埋深431m。起点里程D1K896+900，终点里程D1K906+276，全长9376m。本隧道工程地质条件复杂，不同程度的存在有岩溶及岩溶水、危岩落石、顺层偏压、断层破碎带及突水突泥等不良地质，特殊岩土为石膏。综合评价本隧工程地质条件较差，又是大长隧道，因此为全线重、难点及控制工期工程，施工中遵循“科学、合理、动态”施工极为重要。

隧道围岩级别划分为五个等级，捧古隧道涉及Ⅲ～Ⅴ级围岩，复合式衬砌依次为Ⅲa、Ⅲb、Ⅳa、Ⅳb、Ⅴa、Ⅴb及Ⅴc七种。衬砌砼厚度40～65cm不等，仰拱衬砌砼分为2种C30砼（Ⅲ围岩）和C35钢筋砼（Ⅳ、Ⅴ级围岩）；二衬砼为C30、C35纤维砼及C35钢筋砼。Ⅲa、Ⅲb、Ⅳa复合式衬砌钢筋，主筋φ18、分布筋φ12、箍筋φ6；Ⅳb复合式衬砌钢筋，主筋φ20、分布筋φ12、箍筋φ8；Ⅳc复合式衬砌钢筋，主筋φ22、分布筋φ12、箍筋φ8；Ⅴa复合式衬砌钢筋，主筋φ20、分布筋φ14、箍筋φ8；Ⅴb复合式衬砌钢筋，主筋φ22、分布筋φ14、箍筋φ8；Ⅴc复合式衬砌钢筋，主筋φ25、分布筋φ14、箍筋φ8。

3 仰拱衬砌施工技术要点

3.1 仰拱高程控制

仰拱施工缝错台控制首先控制仰拱高程。捧古隧道设计为双线铁路隧道，根据内轨顶面标高及线路坡度确定仰拱标高。仰拱顶面高程H计算公式：H=L×i+h+0.05（m）

L：里程点与已知高程点之间的水平距离

i：线路的设计坡度

h：已知内轨顶面标高

0.05（m）：仰拱模板顶面标高高于内轨顶面0.05m

通过计算已知仰拱高程，仰拱衬砌施工时，测量人员需准确将仰拱高程用全站仪，通过在边墙上做标记的方法放样与现场，实现仰拱高程控制。已知仰拱顶面高程即已知纵向施工缝高程，用高程减去施工缝到仰拱底部距离，反推出仰拱底部高程，必须确保高程与设计相符[2]。

3.2 仰拱中位偏距控制

仰拱中位偏距即隧道中心线到仰拱边墙的距离。见图1。

图1 Ⅴ级围岩Ⅴb型复合式衬砌仰拱衬砌断面图

仰拱模就位后，测量人员准确定位，2断面4点控制法，重点测量中位偏距。全站仪对中整平后，自由建站，将已知导线点高程引到隧道内。在仰拱已浇筑端头模板处立棱镜，测出中位偏距，两边各一点，共两点，同理在待浇筑端头模板处立棱镜，测中位偏距，两边各一点，共两点。当中位偏距大于设计值时，需要调整模板位置，直到中位偏距與设计相符。

4 止水带安装技术要点

4.1 中埋式橡胶止水带安装

中埋式、背贴式橡胶止水带埋设位置应准确，其中间空心圆环应与施工缝及变形线重合。仰拱衬砌施工时，中埋式橡胶止水带弯曲90°紧贴在端头钢模上，采用定位筋固定，位于仰拱衬砌钢筋中部，浇筑下一板衬砌时把止水带扳直伸入下一板衬砌钢筋中。

二衬施工时，挡头模板由两块组成，中埋式止水带从中间穿过。止水带安装采用φ6定位筋固定，第一节衬砌通过铁丝将钢筋卡固定在挡头模板上，钢筋卡按环向间距30cm设置；在第二节衬砌时扳直钢筋卡垂直固定第二节衬砌内的止水带[3]。见图2。

4.2 背贴式橡胶止水带安装

仰拱与二衬中背贴式止水带平铺与初支砼表面，用端头钢模顶紧在初支砼表面，一半在端头模板内，一半在端头模板外，必须保证止水带在同一个断面上是一条直线。二衬中背贴式止水带需用专用胶黏土与防水板上。见图3。

图3 背贴式止水带安装示意图

4.3 中埋式钢边止水带安装

中埋式钢边止水带安装时，用紧线器调直，位于中埋式橡胶止水带外侧、仰拱衬砌钢筋中间，紧贴中埋式橡胶止水带，采用φ6U型定位筋定位，30～50cm一个，保证位置处于衬砌钢筋中间且纵向保持垂直[4]。

4.4 止水带安装注意事项

①止水带应固定在挡头模板上，先安装一端，浇筑混凝土时另一端应用附加钢筋固定，固定时只能在止水带的允许部位上穿孔打洞，不得损坏止水带本体部分。

②固定止水带时，应防止止水带偏移，以免单侧缩短，影响止水效果。止水带定位时，应使其在界面部位保持平展，如发现有扭结不展现象应及时进行调正。检查止水带安装的纵向位置，通常止水带以施工缝或伸缩缝为中心两边对称，用角尺检查止水带与衬砌端头模板是否正交，否则会降低止水带的有效长度。止水带的长度根据施工要求事先向生产厂家定制（一环长），尽量避免接头。

③如确需接头，应采取以下方式及要求。粘接前应做好接头表面的清刷与打毛，接头处选在二次衬砌结构应力较小的部位，粘接采用热硫化连接的方法，搭接长度不得小于10cm，焊接缝宽不小于50mm。也可冷接法应采用专用粘结剂，冷接法搭接长度不得小于20cm。设置止水带接头时，应尽量避开容易形成壁后积水的部位，宜留设在起拱线上下。衬砌脱模后，若检查发现施工中有走模现象发生，致使止水带过分偏离中心，则应适当凿除或填补部分混凝土，对止水带进行纠偏。

5 施工缝凿毛

施工缝凿毛处理在混凝土进行下一循环施作时，首先在混凝土纵、环向施工缝用高压水冲洗干净，用钢丝刷清除表面浮浆，边刷边用水冲干净，保持湿润或砼强度达到2.5Mpa时，采用人工凿毛处理，凿除表面砼，保证外漏新鲜砼不小于75%，同时在纵、环向施工缝均涂抹混凝土界面剂（粘结力≥2.5Mpa，透气系数<0.5×10-10cm/s，厚度约2mm，水泥胶的配制（重量比）为界面剂：水泥：水=20：100：10～30）。

6 二次衬砌施工技术要点

6.1 二次衬砌台车中线控制

二次衬砌砼施工时，台车就位后要准确定位，符合台车中线是否与隧道中线重合及标高是否与设计相符。立模（台车就位）：根据放线位置，移动台车就位。台车就位后，按要求检查台车位置、尺寸、方向、标高、坡度。

台车定位：台车定位采用3点3断面精确定位。在衬砌台车范围内放设隧道中线点3个，3点分别位于台车中线的前端、中部及后端，并测3个点对应断面净空尺寸及高程。首先测量台车前端放设的隧道中线点位置与台车中线偏差值，偏差值必须控制在允许范围，确保台车中线与隧道中线重合，并测其高程，当高程不符合设计时，升降台车液压支撑千斤，调整高程，同时测设相应十字线方向点。同理测量台车中部和后端的隧道中线点及断面净空尺寸。通过台车上放设的3个隧道中线控制点精确定位台车位置，同时测其对应断面净空尺寸，起到错台控制的作用。

6.2 二次衬砌高程控制

二衬台车模板除了底边模板之外，其他都是整体移动，因此，一般放3个点就能满足要求，顶部1个（装配台车时或者台车验模时在台车顶部中央位置做出标记），两边底边模板分别1个，3个点都紧贴模板边，就可以实现准确定位[5]。二衬台车定位时，先将台车行走到本组二衬的里程，然后定位。定位过程是：先将已完成二衬端顶紧二衬，测量组先用全站仪将三个点，模板中心點及两边底边模板各1点放样出来，并测其高程，使高程与设计高程相符。

7 结论

隧道二次衬砌纵向施工缝一直是隧道施工中的一个难点。本文详细介绍了隧道仰拱高程控制及中位偏距控制方法；中埋式橡胶止水带和背贴式橡胶止水带安装方法及安装注意事项；二次衬砌台车中线控制及高程控制方法。通过这些技术，保证了隧道二衬纵向施工缝施工质量，确保了隧道施工安全和未来的运营安全。

参考文献：

[1]黄波，邓德华，元强，郑斌，田冬梅.西南地区铁路隧道衬砌病害分析[J].铁道建筑，2010（05）：48-50.

[2]谢文梅.地铁黄庄站三连拱拱部防渗漏施工技术[J].铁道建筑，2007（10）：38-39.

[3]马志富.铁路隧道防排水设计探讨[J].铁道标准设计，2011（05）：76-77.

[4]帅建国.地铁区间隧道施工缝、变形缝的防水技术研究[J].铁道标准设计，2004（03）：65-66.

[5]李伟，杨其新，杨丹.隧道衬砌施工缝和变形缝防水新方法的研究[J].铁道标准设计，2008（02）：75-77.

作者简介：牛新平（1971-），男，陕西延安人，助理工程师，研究方向：土木材料。