高速铁路运营线隧道二衬“套衬补强”施工技术

高速铁路运营线隧道二衬“套衬补强”施工技术

明登飞

中国水利水电第七工程局有限公司四川成都610000

摘要：高速铁路运营后如发现隧道二衬厚度局部不够需及时处理，否则将会产生掉块隐患对铁路的运营安全造成极大的威胁。当二衬为素混凝土且欠厚值超出检算范围则需采用“套衬补强加固”方案对缺陷进行处理。由于补强在高铁运营后进行，所以整个缺陷整治又必须按运营线“抢险模式”组织施工。本文根据某高速铁路运营后隧道套衬补强施工经验，对运营线施工计划、施工技术、销号与限速点恢复进行系统总结。

关键词：营业线隧道二次衬砌套衬补强加固

1概述

因隧道开挖和初支轮廓控制不严格造成二衬厚度不足，当二衬为素混凝土且欠厚值在设计厚度1/3以上欠厚环向长度大于3米则采用套衬补强方案（本案为Φ18钢筋钎钉+20cm厚C35钢筋砼）。通过与业主、工务段、监理敲击现场联合钻孔取芯验证并邀请第三方雷达检测后综合探测病害情况并提交设计，设计单位在保证行车安全的前提下进行结构强度验算并确定套衬范围，在套衬过程中如发现与接触网支柱发生冲突，应采取措施保障AF线、PW线、正馈线需满足绝缘距离要求。

2营业线施工准备

（1）在施工前，按照《铁路营业线施工安全管理办法》（铁办【2012】280号）办理施工月计划和日计划。

（2）病害整治段落按120Km/h进行限速，施工前需与路局相关部门办理限速申请。

（3）严格按《铁路技术管理规程》和《铁路工务安全规则》设置安全防护，防护人员（驻站联络员、防护员、安全员）由经过培训且考试合格的职工担任，确保施工安全和行车安全。

3套衬补强施工技术

3.1脚手架选用

由于施工均在“天窗”点内施工，时间短、搭拆频繁，故在选择时应充分考虑以下几点：结构安全可靠，便于快速搭设和坼除；结构选型时，力求做到受力明确，构造措施到位，便于检查验收，要求提前加工成整体单元进行试拼演练。决定采用以整体单元架方案，注意脚手架四周要设置栏杆防止人员坠落。

3.2接触网吊柱改移

本补强项目接触网吊柱处于套衬施做范围之内与整治施工存在相互干扰，须将接触网吊柱进行永久改移以避开隧道缺陷段落。先进行吊柱改移钻孔、植入化学锚栓，待锚固胶达到设计强度达后，对化学锚栓进行逐根拉拔实验，M16化学锚栓拉拔实验荷载按40KN控制，试验合格后出具试验报告，方可安装新的接触网附加吊柱。触网改迁必须要求有高速铁路施工资质的施工单位进行施工。

3.3凿毛、植钢筋钎钉、钢筋安装

凿毛采用电锤，凿毛厚度为2cm。植钢筋钎钉时线先测量布点并标记点位后采用电钻打孔，严格按照设计孔深、孔径钻孔后清孔。注入植筋胶时注胶工人要带防护手套，植筋胶注入量为孔深的2/3。插入钢筋钎钉后植筋胶约2h达到强度。根据钢筋安装图安装钢筋，要确保安装牢固。

3.4模板安装

3.4.1钢支撑加工

钢支撑在专业型钢加工厂制作，采用I20b工字钢冷弯加工，型号分A、B两个单元。A单元为拱脚部分共7节，每节长度为2.07m；B单元为拱部共2节，每节长度4.4m，单元链接采用双夹板式栓接。夹板栓接用于A、B单元和A、A单元链接，采用10mm厚钢板，尺寸200×240mm，每块链接板钻4个ф22螺栓孔，采用M20高强螺栓连接，螺栓长度60mm（为确保钢架结构稳定每根螺栓采用双螺母加固）。钢架拱脚设置垫板，采用10mm厚钢板，尺寸205×240mm。

3.4.2钢拱架安装

定位锚杆施作完毕后，进行钢支撑安装。每次安装根据施工总体安排施工作业区段长度进行确定，一般按1.6～1.7m间距控制安装，工字钢与混凝土表面间隙采用泡沫板进行填塞。每单元拼装后，检查垂直度满足后，与定位锚杆焊接牢固。第二循环安装钢支撑时，可与第一次安装后施作其他工序时同在一天窗内实施。但每榀安装、固定必须在一个天窗内完成。为保证工字钢与衬砌混凝土链接紧密，工字钢与混凝土连接面采用膨胀螺栓固定，环向间距40cm（安排专人对工字钢安装情况进行检查，避免由于焊接质量不合格，导致列车运行期间钢筋、工字钢掉落，造成行车安全事故）。钢拱架安装成果图见图2.

图1钢拱架安装成果图图2模板安装成果图

3.4.3模板安装

模板采用大块高强竹胶板，切割后规格为120（宽）cm×（160、170）（长）cm，厚度20mm，每二块高度2.4米设置一40（宽）cm×150（长）cm预留窗口做为泵送口及振捣器工作窗口。模板背肋采用12cm槽钢，间距背肋间距拱墙40cm，拱部30cm，每根背肋采用3道M18高强螺栓固定（螺栓植入原混凝土30cm，外漏40cm，垫片采用弹簧垫片，双螺帽固定。），使每块竹胶板的边缘处背肋对竹胶板间的环向缝隙进行封堵。待浇筑至窗口底面时迅速用螺栓插入固定模板后，换上层窗口浇筑、振捣；拱部增设一预留窗口，只在模板中间开孔，采用软管加钢管的方式进行浇筑，确保泵送管送入顺畅，待混凝土浇筑完成后将钢管向上推至拱顶，已防止混凝土回流，造成混凝土不密实，拆除软管后，将钢管用铁丝固定在槽钢上。模板安装前涂脱模剂，确保脱模顺畅。工字钢与槽钢打孔22mm，采用M20螺栓连接固定。打孔在洞外事先测量定位，精确定位打孔位置。模板安装成果见图2

3.4.5混凝土运输与浇筑

混凝土运输段落划分：既有便道至栅栏门，栅栏门至线路，线路至施工点三部分组成。既有便道至线路段采用人工运输，线路至施工点采用平板车运输，最后采用地泵进行浇筑。施工前采用PVC管对接触网正馈线、保护线、承力索、接触网进行包裹防护，采用厚海绵对绝缘子进行包裹防护，地面道床部分采用土工布进行覆盖防止污染道床，钢轨采用专制防护套进行防护（防护套采用竹胶板加工而成，防护范围为作业区两段各延伸5m）。施工过程中要禁止刮伤、碰断接触网、绝缘子。

3.4.6拱部注浆

套衬施做时预埋Φ32PVC注浆管，长度穿过既有衬砌至脱空处，注浆深度是套衬背后以及既有二衬背后。待恢复的套衬混凝土强度达到100%后，对该段隧道缺陷衬砌进行注浆加固，保证套衬以及原有衬砌背后脱空填充密实，同时提高了既有二衬防水效果。

3.4.7拆模与养生

待留存样件强度达8MPa时（在浇筑7天后），拆除模板，拆模后采用养生液进行养生，养生7天。

3.4.8断面测量、打磨修整。

拆模后对形成套衬面进行测量，与设计断面对比。对侵入设计断面以内的部分进行打磨修整，至止满足设计断面。

3.4.9验收与销号

由业主组织监理、工务部门、设计、监理、供电、电务进行验收，验收合格后打取消限速申请报告恢复常速。

4.重点防护措施

4.1接触网防护

施工过程中为防止对施工区域的接触网造成损坏，将对接触网设备进行防护。采用PVC管将接触网正馈线、保护线、承力索、接触线进行包裹，包裹长度必须超出整治范围前后各5米。绝缘子采用厚海绵进行包裹，防止绝缘子被隧道掉块砸伤。天窗结束前，将PVC管、厚海绵拆下，恢复接触网原状态。所有的防护工作必须在供电段配合人员的监督指导下进行，施工后的结构物要保证300mm以上的绝缘距离要求。所有的高空作业必须在接触网接地完成后方可进行。

4.2通信设备防护

在施工前对通信电缆、固定支架进行防护，避免碰撞或划伤。在光电缆径路沟盖板上覆盖木板并铺土工布，电焊位置要铺钢板，避免火花等掉入光电缆沟损伤光电缆。

4.3道床、轨枕、钢轨防护

轨道板采用优质彩条布进行满铺，防止污染，施工完成后进行杂物清理。轨枕上方铺设竹胶板，防止高空落物砸伤轨枕。

4.4作业架防护

施工的作业架在四周采用缆风绳绑扎在轨道上，顶部设置110cm防护栏，操作人员配备安全带。

5结论

运营线隧道处理难度高、费用大、安全风险高、“天窗”批复时间短，因此，在施工过程中就必须要做好隧道二次衬砌的各指标控制，减少或杜绝缺陷的发生，这既需要有经验的管理者和施工人员，又需要严把材料关、检查关、交底关等，做好“事前、事中、事后”控制，落实岗位职责制度，提高参建人员的意识，强化管理体系，才能防患于未然，确保隧道二衬施工质量、安全、进度符合总体目标。

参考文献：

[1]郑赞毅.浅析隧道二次衬砌施工技术及常见问题解决方法[J].江西建材，2016，20：135-136.

[2]周军红.铁路隧道二次衬砌裂缝预防及控制措施[J].建筑技术开发，2016，12：38-39.

[3]陈国富.公路隧道衬砌裂缝成因分析及治理技术[J].低温建筑技术，2011，（10）：118-120.

[4]雷璇.隧道二衬带模注浆施工技术应用[J].工程技术研究，2018，（2）1671-3818