隧道施工二次衬砌混凝土四盒八槽浇注法浅析

隧道施工二次衬砌混凝土四盒八槽浇注法浅析

王,林

东台市公路事业发展中心  江苏省东台市  224200

摘要：本文通过对隧道二次衬砌混凝土施工中的普通全断面液压模板台车进行加工和改造，创造性地增加了四盒八槽，成功实现了二次衬砌混凝土的连续、均衡浇注，克服了传统二次衬砌混凝土浇注的诸多弊端，大幅提高了二次衬砌混凝土的浇注效率，获得了较高的经济效益。

关键词：隧道施工  二次衬砌混凝土   四盒八槽  浇注法

0  引言

隧道施工技术中，我国在引用新奥法以来，二次衬砌混凝土一般在初期支护变形基本稳定后进行。普通模板台车在二衬施工时，一般由下向上依次分层、分段、分侧浇注，每浇注一段后，都要将输送泵拆卸、安装，转移到另一段浇注，这样既浪费时间，又相当繁琐，还容易因停歇时间间隔过长而产生冷缝、混凝土输送泵堵管等现象，影响混凝土实体质量与外观，以及单侧浇注混凝土易使模板台车偏压，影响台车稳定等成为隧道二次衬砌施工中比较普遍存在的通病。

针对上述情况，我们通过隧道二次衬砌混凝土施工工艺技术总结，对普通12m穿行式全断面液压模板台车加工和改造，增加与组装四盒八槽，实现了利用输送盒配合溜槽形成两侧同时浇注，输送泵只要在一个输送盒浇注结束后，放在另一个输送盒即可，不需重复安装、拆卸输送管道，从而大幅提高了施工工效，减轻了施工强度，同时在质量、外观、进度等问题上取得显著效果。得到了成功的验证。本文通过漳永高速A12标控制性工程半岭湖隧道二次衬砌混凝土的施工实践，将隧道二次衬砌混凝土连续浇注法介绍如下。

1工程概况。

《海峡西岸经济区高速公路网布局规划》（修编）中三十三条联络线之一的漳州至永安联络线，线路涉及漳州、龙岩和三明三市，由南向北分别经过漳州市华安县、龙岩市漳平市，终于三明市的永安市，接上已通车的国家高速公路泉州至南宁福建境永安段。其中A12标段起于永安市西洋镇半岭湖附近（YK148+300=ZK148+297.480），穿越半岭湖隧道（2392米），经上坪路、胡芹两村，至岭头村建岭头大桥，跨越省道S307及鹰厦铁路，终点位于岭头村东北侧，终点桩号：K155+071.422，接泉三高速公路（YK175+532.450），设岭头枢纽互通。路线全长6.798859公里，设分离式隧道一座，右洞长2408，左洞长2376m，由顺吉集团有限公司承建。

2施工准备

2.1 改造模板台车

首先：针对普通12m穿行式全断面液压模板台车，具体改造过程如下。四盒八槽加工：在台车中按4m的间距结合实际情况分上下加工固定4个各长100㎝、宽50㎝、高60㎝的混凝土输送盒。盒子中安装2片长62.75㎝，宽50㎝的钢板，呈三角的形状。在输送盒两侧各安装一个安装挡砼板。详见图2-1

图2-1  输送盒加工尺寸图 （单位cm）

溜槽加工：每个输送盒两侧各安装一个宽40㎝，侧壁宽10㎝的U型溜槽，溜槽侧壁两侧安装2根φ20的空心圆管，并用连接钩与溜槽侧壁处连接，连接处采用电弧焊，溜槽长度结合现场施工情况确定。连接钩每20cm设置一处，以加固溜槽。详见图2-2。

图2-2  溜槽加工尺寸图（单位 cm）

四盒八槽安装：输送盒在台车上安装时，放置砼输送管的一面应该与另一面对应，以方便浇注混凝土时输送管的拆装。图2-3、图2-4是制作过程中的三张照片。图2-5为四盒八槽安装示意图。

 图2-3  输送盒在台车上安装完毕                 图2-4 输送盒与溜槽连接

图2-5  四盒八槽安装示意图

其次：检查隧道二次衬砌施工用的临时设施，如供水、供电、排水等是否正常，所需机械设备运行状态良好、材料充足。对洞口外侧地形、地貌进行了详察，对偏压等不良地质情况基本了解，对影响洞口施工的渗水进行了引排，并设法储存作为工程用水。已设置洞口沉降观测点、基点已布设完成，并取得第一组数据。

2.2 二次衬砌混凝土时机

漳永高速A12标隧道采用复合式衬砌，遵守新奥法施工原则，各级围岩二次衬砌的时机应根据变形监控量测的数据分析后，在变形基本稳定、符合规范要求后及时浇筑。隧道洞口段二次衬砌混凝土的施作须及时跟上，已施作的二衬与掌子面的距离不应超过50m的；洞身段，掘进超过200m的，必须停止开挖，进行二衬施作。二衬作业面距铺底作业面距离应保持在100m以上，距矮边墙作业面距离应大于60m，保证正常二衬施工进度。带仰拱的二衬施作时，先施作仰拱，洞身、墙拱二衬整体浇筑。在不妨碍掌子面开挖作业的距离上，根据经验拱墙二次模注衬砌时间应在围岩水平收敛速度小于0.15mm/d或拱顶位移速度小于0.1mm/d，收敛量已达到总收缩量的80%以上，且隧道周边位移速率由明显变为减缓时，即可施作二衬。

2.3 二衬须配备的设备

①液压模板台车：采用穿行式12m四盒八槽全断面液压模板台车。

②混凝土的拌和：洞外全自动计量拌合楼提供混凝土。

③混凝土的运输：配备3~4台9m3混凝土运罐车。进出口各1台60m3/h混凝土输送泵，50插入式振捣棒10只。

④衬砌台车定位：衬砌台车接通电源自行就位，台车经拖拉对中及横向定位复核要求后再行锁定。通过调整螺杆，使模板正确对位。

⑤现场试验室：配备试验检测师2名、检测员6，及相应的检测设备，负责检验各种原材料的质量，及控制混凝土的配合比等工作，确保二衬混凝土强度合格、表观一致、无色差、无错台，断面尺寸准确无误，一次合格率达100%。

3 衬砌施工流程

衬砌施工流程见图3-1。

图3-1 衬砌施工工艺流程图

4二衬砼连续浇注

二衬砼浇注时，先由输送泵将混凝土输送到输送盒中，再通过输送盒两侧的溜槽，溜槽深入至台车灌注窗内，形成两侧同时浇注，两侧同时分层浇注，层厚以50cm为宜，每浇一层，在台车两侧同时用插入式振捣棒将混凝土振捣密实，振捣应插入下层混凝土5cm，确保上下层混凝土之间无冷缝，必要时配备附着式振动器，以此循环，直至二衬施作结束，用符合设计要求的工艺进行施工组织，最终完成隧道二次衬砌的浇注和检验。其施工详细流程见图4-1。

浇注时注意事项如下：

4.1、在浇注过程中，如果发现有一侧浇注过快，而要影响台车稳定时，可以将挡砼板放下，暂停砼的浇注，等慢的这一侧浇到两边平衡时，再将挡砼板拿起，开始两边同时浇注。

4.2、由于泵送混凝土时，压力过大，砼会从放置泵管的另一边喷出，为防止砼漏掉，在可能会漏砼这一侧放置一些钢板或塑料板等物品格挡起来。

4.3、 输送盒浇注时，旁边须有两人来操作，一方面观察输送盒有没有漏浆，可及时修补，另一方面看输送泵管输送混凝土时有没有使输送盒移位或损坏。

4.4、混凝土浇筑采用竖向分层、前后分段、左右同时的对称方式进行。分层浇筑的厚度、方向、次序应根据振捣棒的功率、拌和楼的出料能力、混凝土的运输力量、洞内气温和施作工人的数量等因素确定,合理控制砼浇筑速度。每浇注50cm厚度后，在台车两侧同时用插入式振捣器振捣，不能漏振，也不能过振，以混凝土振捣密实为度，捣固密实后再开始下一循环，见图4-2、图4-3、图4-4；

图4-1  四盒八槽台车衬砌施工工艺流程图

图4-2溜槽在第二层排窗浇注完毕后，工人在插入振捣器捣固

图4-3 混凝土留入输送盒中               图4-4 混凝土经过溜槽开始浇注

4.5、砼溜槽端部应设接混凝土减速软管，减速软管的自由端至混凝土浇筑面的垂距不应超过1.5m，以防止浇注时，混凝土的自由落体距离过大，导致混凝土产生离析现象。

4.6、施工过程中除必须的移管停顿外，输送泵应尽量连续运转，泵送连续灌筑，宜避免停歇时间过长，混凝土层与层之间形成浇注“冷缝”。

4.7、当砼浇注至混凝土输送窗口下50cm时，应暂停浇筑，将已浇筑的混凝土振捣密实，清理干净附近的砼浆液残渣及其他赃物，关闭混凝土输送窗，关闭前应将窗口的模板涂刷脱模剂，然后将其关紧，窗口模板应安装牢固，与周围模板的拼接应平整、密封、无错台，防止窗口的部位砼表面出现凹凸不平的补丁甚至漏浆现象。

4.8、隧道二次衬砌混凝土起拱线以下，拱脚部位是砼浇筑作业的难点部位，该部位呈折线头，混凝土施作过程的气泡不易排除，施作过程上，应对加强对砼和易性的控制，必要时调整配合比，改善振捣方法，以减少该段混凝土的气泡，从而达到改善衬砌表面质量的目的。

4.9、当混凝土浇筑至隧道拱顶时，在拱顶部位预埋直径7cmPVC管注浆孔，注浆孔间距为3m，注浆孔设置拱顶模板浇筑窗口内，一模混凝土范围内注浆孔为4个，作为拱顶出现空洞时补充注浆填充之用；

4.10、隧道拱顶混凝土的浇注采用顶部浇注窗口特制封顶模板连接混凝土泵送管进行，压送拱顶混凝土时，应缓慢逐步加大泵送压力，当输送泵的泵送压力达到2.5MPa时应稳压1min即表明顶部混凝土已灌满，封顶完成，见图4-5。

图4-5 封顶浇注

5 模板的拆除与混凝土的养护

模板拆除时二衬应达到的强度，以浇注时同期养护的试件来控制，当浇注的拱、墙混凝土不承受外荷载时，同期养护试件的强度达到5Mpa即可拆除模板，拆除模板时，应注意不能损坏混凝土的表面和棱角；当拆除承受围岩压力的封口、封顶、墙及拱的混凝土模板时，同期养护试件的强度应满足设计要求。拆模前，模板外表面应先用清水冲洗干净，拆模后用喷洒器将养护水均匀喷洒于混凝土表面保湿养生，不可用高压水枪直冲，以免损伤表面混凝土，养护期一般保持在14天以上。

6 施工注意事项

6.1 模板台车安装完毕后，应复核模板的断面和净空尺寸，校核高程和中线。

6.2 二次衬砌混凝土的模板和台车必须具有足够的强度、刚度和稳定性。台车居中、不偏移、无变形，模板拼接平整、圆顺、拼缝无错台，能够满足多次重复使用的需要，保证成型的混凝土表面平整、无漏浆、线形圆顺，光滑。

6.3 沉降缝、伸缩缝的设置应符合设计要求，并应考虑衬砌施工缝的位置，统一布置。

6.4 安装模板台车前，应逐项检查预埋件、排水盲管、防水板、衬砌钢筋等陷蔽工程，并做好记录，不符合要求的应立即整改，验收合格后方可进入下道工序。

6.5 浇注前要检查混凝土的坍落度、和易性等指标，以避免混凝土浇注过程中发生堵管现象。

6.6 模板拼缝要紧密，不能漏浆，表面要均匀涂抹脱模剂，脱模剂应不漏不挂。浇筑前，要对模板内的钢筋、积水及杂物进行两次清理。

6.7 端部模板与二衬模板应连接紧密，与岩壁的间隙应密封胶封闭牢固，不能漏浆，并且要有足够的强度、刚度，不变形，施工缝端板应设预留槽成型条，以便安装止水条。

6.8 全断面衬砌模板台车振捣窗口采用0.45m×0.45m方形窗口，纵向间距以3m为宜，横向间距以2.5m为宜，振捣窗周边模板的支撑应加强设计，以避免混凝土浇注过程中，窗口因刚度不足，发生变形，从而影响二衬外观。

6.9 在全断面模板台车外侧，采用径向限位钢支撑将台车模板与围岩固定牢固，确保混凝土浇筑过程中，模板台车无纵向、横向及竖向位移。

6.10 混凝土的强度应满足设计要求，和易性、坍落度应满足施工浇注工艺的需要。二衬混凝土应连续浇注，中间不应停顿，施工过程中，如因故中断，应立即启用备用设置、机械，确保在初凝前完成一模混凝土的浇注。为防万一，混凝土的配合比设计应考虑加入缓凝剂，确保初凝时间满足施工需要。要对混凝土的拌和材料采取改善措施，确保夏季时，混合料入模温度在32℃以下、冬季在5℃以上。

6.11 由于混凝土的收缩特性，隧道二衬拱顶与外防水层之间必然会形成少量空隙，一般采用在拱顶二衬背后压力注浆的施工措施来解决这一现象。在浇筑二衬拱顶混凝土时，要在拱顶预留压力注浆孔，注浆孔纵向间距以3m为宜,横向设在拱顶最高处。由于要承受压力，因此，当衬砌混凝土强度达到设计要求的100%时，才可注浆。注入砂浆的强度等级应不低于二衬混凝土的设计强度，注浆压力应不大于0.1Mpa。

7 结束语

二衬砼连续浇注法避免了频繁装卸输送管，连续、均衡浇注有效降低了浇注时的停歇时间，避免了二衬砼施工缝的形成，很好地保证了二衬砼的施工质量。两侧同时浇注，基本避免了模板台车的偏压现象。每循环所用工时大幅下降，根据工地现场统计计算，在二衬施工中采用连续浇注法，每一循环施工时间比普通台车节约7.5小时，减少约20%，极大地加快了二衬的施工进度。

参考文献

[1]、《公路隧道施工技术规范》（JTG F60—2009）[S] 中交第一公路工程局有限公司主编 北京 人民交通出版社2009.9

[2]、《公路隧道施工技术细则》（JTG T F60—2009）[S]中交第一公路工程局有限公司主编 北京 人民交通出版社2009.9

[3]、《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1—2004）。[S]交通部公路科学研究所主编 北京 人民交通出版社2004.11

[4]、黄成光 于敦荣 《公路隧道施工》 [M]  北京 人民交通出版社2001.5

[5]、王乃存、成岩、翁利锋等《二次衬砌模板台车四盒八槽混凝土浇注施工工法》[P]北京 人民交通出版社 2015.1