洞身衬砌施工技术在隧道工程中的应用

2021-10-09曾昌梁

设备管理与维修 2021年16期

曾昌梁

（中铁十九局集团第二工程有限公司，辽宁辽阳 111000）

1 工程概况

德让隧道地处四川省雅江县普巴绒乡普古村，全长2934 m，为单线设置，桩号K36+674—K39+608。我标段施工隧道进口段全长1426 m，其桩号为K36+674—K38+100。该隧道洞身围岩为三叠系上统两河口组炭绢元板岩夹砂岩，微风化，中薄层状结构，岩体完整。本文将针对洞身衬砌施工技术在该隧道项目中应用进行分析探讨。

2 洞身衬砌施工过程

本次隧道工程在洞身衬砌施工之前，需要准备一辆专业厂家制造的液压整体式模板衬砌台车、一辆HBT60B 型砼输送泵以及数量运输车。经过实地勘探，发现隧道洞口段围岩比较差，施工中很容易出现坍塌等安全事故，因此做好二衬施工非常重要。

2.1 工艺流程

（1）仰拱施工。作为二衬施工过程中的一个非常重要的环节，仰拱施工直接关系到整个工程施工质量，是边墙和顶拱能否顺利进行的基础[1]。因此施工人员必须要严格按照相关规定要求，准确控制线性和标高以及埋设好施工缝的防水材料，确保无误后，才能进行侧墙和顶拱的衬砌台车施工。

仰拱施工过程中，钢筋的使用直接关系到工程质量，因此必须严格按图纸要加工和安装钢筋。安装过程中必须在端头和两侧留出接茬钢筋头，接茬钢筋头间距须均匀且长短错开，钢筋不能出现弯曲、尺寸规格不达标等现象。

目前，仰拱施工中都采用木模板，为了便于使用，通常用方木和工字钢加工成仰拱的形状。本工程施工采用的仰拱分为9 m和12 m 两个规格，其中每节9 m 仰拱需要5 节模板拼装而成，而每节12 m 仰拱则由6 节模板拼装而成。在组装模板过程中，需要在其上方布设混凝土浇筑孔，方便之后的浇筑作业。安装固定好模板后，进行混凝土浇筑作业[2]。首先运用搅拌机拌制混凝土，用运输车将混凝土及时运至施工现场，并利用砼输送泵将其运至浇筑面，通过浇筑孔将混凝土注入到模板内，并运用振捣器按照相关操作要求，将混凝土振捣密实。

完成仰拱衬砌灌注作业后的养护工作非常重要，施工单位需要安排专人对作业面进行洒水等养护作业。模板需要等到混凝土强度达到设计要求的75%后才能拆除。

（2）边墙、拱顶二次衬砌施工。本次工程在边墙、拱顶衬砌施工中采用衬砌台车，施工工艺流程如图1 中所示。

图1 边墙、顶拱二衬施工工艺流程

在正式进行衬砌施工之前，需要按照设计图纸要求在隧道环向铺设塑料盲沟以及横向排水管。在铺设盲沟过程中，采用直径为50 mm 的HDPE 双壁打孔波纹管沿着隧道环向布置，并且与道路两侧纵向直径为100 mm 的HDPE 管连通，注意每间隔30 m，需要再由直径100 mmHDPE 管横向向排水至路中直径400 mm 的HDPE 管连通，排至隧道口外的路边排水系统。

2.2 工艺控制标准

本次隧道洞身衬砌施工工艺控制标准要求见表1。

表1 隧道洞身衬砌施工工艺偏差控制标准

2.3 衬砌台车施工工艺

为了提高施工质量和效率，衬砌台车设计加工非常关键，一般是委托专业钢模厂家进行设计加工。本次工程所使用的衬砌台车全长12.2 m，其有效长度为12 m。在仰拱施工中，必须要等至混凝土强度达到设计要求的80%时，施工人员才能进行台车行走轨道铺设作业，需特别注意的是轨道中心必须和隧道中线重合。铺设作业完成后，要将台车移动到指定位置，然后按图纸的净空及中线要求，准确调整标高和模板位置，一切准备就绪后，再将堵头板固定和封设起来[3-4]。由于台车会与已完成的衬砌搭接10 cm，因此施工人员调整台车时要特别小心，不要破坏衬砌。另外，台车在每次完成衬砌后，都应及时安排技术人员进行整修，模板要刷涂上脱模剂，方便之后的拆模作业。

本次工程选用液压式模板衬砌台车，施工步骤：立模、混凝土泵送、脱模以及行走。

2.3.1 立模

（1）模板的表面的清洁度会对衬砌施工造成一定影响，因此在移动衬砌台车到衬砌位置后，需要清除模板表面杂物后在表面均匀涂抹脱模剂，之后收起顶模架体支撑千斤顶和模板限位装置收，并将门架支撑千斤顶撑于钢轨上，最后将其牢牢旋紧。

（2）开启液压电机，操作电机让竖向油缸缓慢升起，之后将衬砌台车模板调整到设计要求的高度。

（3）操作液压电机，使水平油缸缓慢平移，调整衬砌台车模板中心线与衬砌中心线对其，然后再操作电机，使竖向油缸上升到预定位置，最后把台架支撑千斤顶及上部模板限位装置牢牢旋紧。

（4）操作侧向油缸撑出，将衬砌台车侧模板调整到预定位置。

（5）按照设计要求安装侧模丝杠。

（6）完成以上操作后，关闭液压电机，并卸压侧模和底模油缸。调节侧向千斤顶使衬砌台车模板和底模板达到浇筑状态。

以上操作完成后，将地丝杠、封头板以及止水带安装好即可。

2.3.2 施工缝、变形缝止水条及止水带的安装

按图纸要求的位置设置变形缝以及施工缝（不得超过12 m）。设置好施工缝后，需要在其环向安装遇水膨胀橡胶止水条，变形缝环向则需安装651 橡胶止水带。无论是橡胶止水条还是止水带，其接头都采用热熔焊接，注意其牢固性。

（1）止水条的安装。止水条需要安装在混凝土衬砌厚度的1/2处，以及施工缝处。另外还要在接近洞心的模板上安装止水条限位钢筋，对止水条起到固定作用。止水条安装方法如图2 所示。

图2 止水条安装示意

（2）止水带的安装。按照图纸要求安装变形缝，并在其环向设置651 橡胶止水带，同样在接近洞心一侧的模板上安装上限位钢筋。在后浇块开仓之前，把填缝法泡沫板和RS 弹性密封胶安装好[5]，而富水地段变形缝处的BW 止水胶泥条需要在完成先浇块和后浇段作业后进行，安装方法如图3 所示。

图3 止水带安装示意

（3）钢筋制作及安装。钢筋厂按照设计要求制作尺寸标准的钢筋成品，运至施工现场指定位置。钢筋安装过程中，由于防水板属于易燃物，钢筋接头一般不采用焊接方式，而采用直螺纹或者钢筋长度搭接的方式。

（4）混凝土入仓浇筑。混凝土入仓浇筑需要在立模作业完成后进行，其是采用垂直封拱法。运用输送泵，将搅拌好的混凝土从衬砌台车模板两侧的最下排工作窗口输送上去，等输送量达到设计要求后启动附着式振动器振捣，直至混凝土接近工作窗口即关闭窗口，然后从第二个窗口进行注浆，最后通过拱顶入仓口进行封拱。

（5）脱模。脱模要等混凝土强度达到设计要求后才能进行。首先将侧模丝杠、对地丝杠和挡头板拆掉，启动液压电机控制侧模油缸，将衬砌台车侧模与衬砌脱离，之后再将台架支撑千斤顶和模板限位装置收起，最后一步是利用升降油缸收顶模，使衬砌台车钢模板完全脱离衬砌面。为了避免损害到衬砌面的平整度，脱模过程要根据工程实际情况分几次进行。