隧道工程拱頂回填壓漿施工技術(shù)

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[摘要]隧道工程二襯拱頂脫空是隧道施工中常見(jiàn)的質(zhì)量缺陷，如何合理控制拱頂脫空是整個(gè)隧道工程施工的關(guān)鍵。本文結(jié)合麒麟隧道施工實(shí)際情況，分析了拱頂回填壓漿施工技術(shù)在隧道工程施工中的具體應(yīng)用，研究結(jié)果表明：成功應(yīng)用回填壓漿施工技術(shù)可有效處理拱頂脫空問(wèn)題，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，希望對(duì)今后同類(lèi)工程施工有一定的參考和幫助。

[關(guān)鍵詞]隧道工程；拱頂；回填壓漿；二次襯砌

一、工程概況

（一）工程概述

麒麟隧道位于溫泉南場(chǎng)～麒麟站區(qū)間，為工期控制性工程。隧道進(jìn)口里程為DK7+190，出口里程為DK9+430，全長(zhǎng)2240m。為保證工期在DK8+850處設(shè)有與正洞77°夾角的斜井，斜井長(zhǎng)270m，DK8+133～DK8+216設(shè)83m明洞一處。本隧道為單線隧道，進(jìn)口段760m線路縱坡為3‰上坡，其后為6‰上坡。全隧道埋深均較淺，隧道洞身最大埋深約63m。全隧道進(jìn)口段位于R-800m的右偏曲線上，洞身段208.123m位于R-2000m的右偏曲線上，出口段位于R-600m的右偏曲線上外，其余位于直線上，隧道洞身依次下穿運(yùn)營(yíng)的昆畹公路、安楚公路，并下穿新明灣水塘，然后穿越安祿公路、駕校后出洞。

（二）地質(zhì)特征

隧道穿越地層主要為第四系全新人工填土（Q4ml）、坡殘積（Q4dl+el）粉質(zhì)黏土、角礫土；下伏基巖為侏羅系中統(tǒng)腰站組打磨山段（J2y1）砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥巖，侏羅系下統(tǒng)祿豐組甸基段（J1y2）粉砂質(zhì)鈣質(zhì)泥巖，以Ⅴ級(jí)、Ⅴ級(jí)抗震圍巖為主。

二、回填壓漿施工技術(shù)在隧道工程拱頂施工中應(yīng)用要點(diǎn)

（一）防水板施工

在防水板施工前要先對(duì)防水板的質(zhì)量、性能、材質(zhì)、規(guī)格、型號(hào)等進(jìn)行全面系統(tǒng)的選擇，在本工程施工中采用了高分子防水板，材料標(biāo)準(zhǔn)符合隧道工程對(duì)防水技術(shù)條件的需求，寬度在2.5m～4m，厚度為2mm，具有耐刺穿、柔性、耐久性好的要求。確認(rèn)防水板材料達(dá)到施工要求后，通過(guò)專(zhuān)業(yè)的畫(huà)線筆，畫(huà)出拱頂中線。在隧道工程二次襯砌之前就要完成防水板鋪設(shè)工作，并進(jìn)行合理保護(hù)，避免發(fā)生機(jī)械損傷，并和掌子面保持安全距離。在本工程施工中防水板采用環(huán)形鋪設(shè)法，先進(jìn)行拱頂鋪設(shè)，然后進(jìn)行邊墻鋪設(shè)，下部防水板要壓住上部防水板，防水板面積要全部抵到隧道圍巖中。并進(jìn)行分段鋪設(shè)，邊緣位置預(yù)留出約60cm的搭接余量，并進(jìn)行有效保護(hù)。附屬洞室防水板鋪設(shè)時(shí)，要對(duì)附屬洞室進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)測(cè)量結(jié)果，加工防水板，隧道工程的邊墻防水板焊接要成一個(gè)整體。

（二）仰拱施工

仰拱施工要在二次襯砌施工前全部完成，緊跟開(kāi)挖工作面進(jìn)行施工，如果在仰拱施工遇到不穩(wěn)定圍巖時(shí)，仰拱距離開(kāi)挖面控制在40m以?xún)?nèi)，仰拱和填充采用分開(kāi)澆筑的方法進(jìn)行施工，待混凝土澆筑后強(qiáng)度達(dá)到5MPa時(shí)才能允許施工人員通過(guò)，混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)，才能允許車(chē)輛通過(guò)，為保證開(kāi)挖效率，車(chē)輛在通過(guò)時(shí)采用棧橋法通過(guò)。

（三）混凝土二次襯砌

1.施工測(cè)量

臺(tái)車(chē)就位之前，通過(guò)放樣的方法確定出中心線和車(chē)輛運(yùn)輸軌道，控制臺(tái)車(chē)就位誤差低于10mm。此外，還要在小邊墻上給出臺(tái)車(chē)的標(biāo)高和相應(yīng)的邊線，并做好標(biāo)記，確保臺(tái)車(chē)運(yùn)行質(zhì)量。

2.鋼筋制作安裝

由于隧道空間有限，襯砌鋼筋需要在洞外完成加工，在加工時(shí)要充分考慮鋼筋的搭接長(zhǎng)度和接頭連接時(shí)的錯(cuò)開(kāi)距離，加工完成后由專(zhuān)業(yè)的焊接人員完成操作。鋼筋制作和安裝是本工程仰拱施工的關(guān)鍵，對(duì)施工質(zhì)量和施工的安全性有至關(guān)重要的影響，需要滿(mǎn)足如下標(biāo)準(zhǔn)：第一，所選鋼筋的規(guī)格、型號(hào)、機(jī)械性能等參數(shù)必須全部符合工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定，并且鋼筋在進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)前，需要進(jìn)行全面系統(tǒng)的抽樣檢查，確認(rèn)達(dá)到實(shí)際要求后，才能投入使用。第二，發(fā)生彎曲的鋼筋在加工前要進(jìn)行調(diào)直處理，并清除鋼筋表面的油漬、水泥漿液、氧化鐵皮等。加工完成后，鋼筋表面嚴(yán)禁存在傷痕。如果采用冷拉法進(jìn)行鋼筋調(diào)直，則一級(jí)鋼筋的調(diào)直率要控制在2%以下，二級(jí)鋼筋的調(diào)直率要低于1%。第三，焊接時(shí)，焊接接頭的質(zhì)量必須符合相應(yīng)的規(guī)范和要求，根據(jù)工程特性和實(shí)際要求，對(duì)焊接試樣進(jìn)行全面檢測(cè)，確認(rèn)達(dá)到焊接要求后，才能進(jìn)行焊接施工

3.臺(tái)車(chē)就位

通過(guò)五點(diǎn)定位法保證臺(tái)車(chē)就位的精度，具體做法為：以拱頂襯砌圓心為原點(diǎn)，建立平面坐標(biāo)系，并對(duì)拱部模板在中心進(jìn)行全面控制，通過(guò)拱部模板和墻體模板相交的兩個(gè)絞接點(diǎn)和墻體兩側(cè)模板底腳點(diǎn)來(lái)全面控制臺(tái)車(chē)的位置。在具體施工中，為避免混凝土澆筑過(guò)程中發(fā)生臺(tái)車(chē)上浮的問(wèn)題，可采用三個(gè)30t的千斤頂進(jìn)行支撐，避免發(fā)生臺(tái)車(chē)上浮而引起拱部錯(cuò)臺(tái)的問(wèn)題。

4.混凝土拌和與運(yùn)輸

混凝土拌和前，需要對(duì)各項(xiàng)材料進(jìn)行全面檢查，堅(jiān)決杜絕質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的材料進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，從根本上保證混凝土施工質(zhì)量。并對(duì)計(jì)量設(shè)備進(jìn)行全面校驗(yàn)，保證混合料稱(chēng)量的準(zhǔn)確性，嚴(yán)格按照配合比添加原材料，在混凝土拌和時(shí)，拌和時(shí)間不能低于2min，確保各項(xiàng)混合料混合的均勻性。拌和好的混凝土，要盡量在接近拌和狀態(tài)下進(jìn)行運(yùn)輸。合理選擇運(yùn)輸路線，保證運(yùn)輸?shù)缆返钠教剐裕s短混凝土運(yùn)輸時(shí)間，避免在運(yùn)輸過(guò)程中發(fā)生混凝土材料離析，坍落度下降等問(wèn)題。

5.混凝土澆筑

混凝土澆筑是隧道工程拱頂回填壓漿施工的重點(diǎn)，混凝土澆筑方法對(duì)混凝土襯砌質(zhì)量有很大的影響。比如：澆筑方法、振搗方法、養(yǎng)護(hù)方法等都會(huì)影響混凝土的性能。因此，在具體施工中，必須對(duì)混凝土各項(xiàng)施工環(huán)節(jié)都進(jìn)行全面控制，確保各道工序施工質(zhì)量均滿(mǎn)足要求，并嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行操作。在本工程施工中，通過(guò)泵送法進(jìn)行混凝土澆筑，根據(jù)工程施工部位的不同，合理控制泵送速度和泵送量，為混凝土振搗提供良好的環(huán)節(jié)。

6.混凝土搗固

在本工程混凝土振搗時(shí)，采用了附著式振搗器聯(lián)合人工插入式振搗棒振搗的方法，有效保證了振搗的質(zhì)量和效果，臺(tái)車(chē)加工時(shí)，需要在起拱以下、起拱線附件等預(yù)留出合理振搗窗口，通過(guò)振搗窗口進(jìn)行全面、均勻、細(xì)致的振搗，提升振搗的密實(shí)性。

（四）拱頂回填壓漿

襯砌臺(tái)車(chē)就位后要進(jìn)行全面測(cè)量控制，并在灌注前進(jìn)行復(fù)核操作。通過(guò)布置支墊的方法穩(wěn)定襯砌臺(tái)車(chē)下部，用同構(gòu)短桿支撐的方法穩(wěn)定臺(tái)車(chē)上部，避免在施工發(fā)生晃動(dòng)。安裝的模板也要進(jìn)行全面測(cè)量，保證接縫的密實(shí)性，避免在壓漿操作時(shí)發(fā)生漏漿問(wèn)題。混凝土生產(chǎn)能力、運(yùn)輸能力要和壓漿能力相互匹配，避免發(fā)生中斷，保證施工質(zhì)量。灌注混凝土?xí)r，注意連續(xù)性和對(duì)稱(chēng)性，兩側(cè)混凝土表面高差不得超過(guò)50cm，澆筑必須連續(xù)進(jìn)行，不得中斷，為此必須配備備用發(fā)電機(jī)組。隧道襯砌封頂采用鋼管壓注法，選擇合適的混凝土坍落度，使隧道拱頂混凝土回填密實(shí)。每循環(huán)襯砌前，對(duì)上一組襯砌接縫處的混凝土鑿毛、清洗、糾正止水帶位置，并刷一層水泥漿以使新舊混凝土接合良好?；炷凉嘧⑦B續(xù)一次灌注完畢，如發(fā)生停電等意外事故必須停工時(shí)，將灌注面整平、振搗好。停工2小時(shí)以上，要等24小時(shí)后才能接灌。拱部封頂時(shí)，必須填滿(mǎn)搗實(shí)，不得有空隙。養(yǎng)護(hù)采用灑水養(yǎng)生。拆模在拱部混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度8Mpa以上進(jìn)行，拆模時(shí)注意混凝土角隅及表面的保護(hù)

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作者：王佳偉 單位：中鐵十八局集團(tuán)第四工程有限公司