隧道衬砌施工技术总结

刘泽林

（太佳高速公路吕梁段建设管理处，山西 吕梁 033000）

隧道衬砌施工技术总结

刘泽林

（太佳高速公路吕梁段建设管理处，山西 吕梁 033000）

二次衬砌作为隧道的一种重要支护结构，其施工质量直接影响隧道的结构安全、使用寿命、运营舒适度及美观等，所以在施工时，要严格控制各项技术指标，使隧道二次衬砌施工质量取得良好成效。

隧道衬砌；施工

1 概述

二次衬砌作为隧道的一种重要支护结构，其施工质量直接影响隧道的结构安全、使用寿命、运营舒适度及美观等。离军高速公路有多条石质两车道隧道，施工中严格按照新奥法原理控制二次衬砌的施工时间，并加强过程控制，隧道二次衬砌施工质量取得了良好成效。

2 二次衬砌施作时间

二次衬砌施工过早，围岩的正常变形被限制，不能充分发挥围岩的自承能力，二衬会承受较大的围岩内应力。二次衬砌施工过晚，则围岩会过度变形松弛，甚至会引起隧道塌方。按照新奥法原理，隧道二次衬砌的施作应在围岩及初期支护变形基本稳定后进行。围岩及初期支护变形情况应通过监控量测获得。隧道二次衬砌的施作应在满足下列条件下进行：

（1）各量测项目位移速率明显收敛，围岩基本稳定。

（2）水平收敛（拱脚附近）速度小于0.2 mm/d（机械式收敛计实测数据，7 d的平均值）。

（3）拱顶下沉速度小于0.15 mm/d。

（4）已产生的各项位移已达到预计总位移量的80%～90%。

3 二次衬砌的工艺流程

见图1。

图1 洞身模筑衬砌施工工艺流程图

4 主要施工工序控制

4.1 防水层铺设

防水板于隧道全断面，防水板采用1 200 g/m2的TJ383BFP型PVC复合防水板，在初期支护变形基本稳定和二次衬砌灌注前施作，其施工控制主要体现在以下几方面：

（1）断面轮廓必须满足设计要求，严格控制超、欠挖，如有欠挖必须在铺设防水板前处理。

（2）喷混凝土层壁面必须稳固、平整，以保证防水板能接触基面。基面上锐利棱角、浮于壁面的大颗粒石应予凿平，凿除后露出的岩石刃角亦应打平。

（3）裸露的锚杆钢筋头应予割除，不得残留钢刺，并用水泥砂浆覆盖。

（4）防水板间焊接采用热合机双焊缝焊接，严防漏焊或假焊，搭接宽度不小于10 cm，PVC防水板受焊部位焊接前必须除去表面污物、油脂，再行焊接，并且要控制好焊接的温度和速度，经试验本工程PVC复合防水板的合理焊接的温度和速度如下：焊接温度130～180℃、焊接速度0.15 m/min。同时焊缝质量应设专人检查并做好检查验收记录，保证强度、密闭性及抗渗性符合要求。

（5）防水板每环长度及宽度应留有富余，避免因施工混凝土时，局部绷紧而将防水板拉破。

（6）防水层用垫圈和绳扣吊挂在固定点上，其固定点的间距：拱部为0.5～0.7 m，侧墙为1～1.2 m，固定点之间防水层不得绷紧，以保证灌注混凝土时板面与混凝土能密贴。

4.2 沉降缝的施工

隧道衬砌在地质变化处或明洞和隧道暗洞分界处均设沉降缝。沉降缝设置遇水膨胀型HPZ-AI（NR）止水带。止水带预埋于暗洞衬砌厚度的1/2处，其施工方法及施工注意事项如下：

（1）沿衬砌1/2厚度处之轴线在挡头板上每隔0.5 m钻一12的钢筋孔，将制成的钢筋卡，由待灌混凝土的一侧穿入另一侧，内侧钢筋卡卡紧止水带一半，另一半止水带紧贴在挡头板上。

（2）待混凝土凝固后拆除挡头板，将原贴在挡头板上的止水带拉直后，弯曲钢筋卡套卡紧另一半止水带，浇注施工缝另一侧混凝土。

（3）止水带埋在衬砌混凝土中，在浇捣混凝土及止水带定位时，应注意安装位置及浇捣压力，以避免粗集料将止水带刺破或造成止水带偏移，并充分振捣，使止水带和混凝土很好贴合。

4.3 施工缝的施工

洞身衬砌施工缝、仰拱横向施工缝、仰拱与边墙相接处均采用HX-2型钢板腻子止水带，洞身衬砌施工缝内止水带沿衬砌环向铺挂，直至小边墙顶面。止水带预埋于衬砌厚度的1/2处。钢板腻子止水带的施工工艺及注意事项同沉降缝遇水膨胀止水带施工法。

4.4 钢筋安装

隧道Ⅴ级围岩段及紧急停车带加宽段衬砌为钢筋混凝土结构，钢筋工程严格按设计和规范施工。施工过程中应注意以下几点：

（1）钢筋焊接时在防水层表面必须采用木板或其他来遮挡，避免烧焊作业中焊渣灼伤、烧焦防水板，降低防水板使用质量。

（2）安装及灌筑砼时钢筋不得松动或变形，双层钢筋之间应设置足够强度与数量的钢筋撑脚。所有预埋件、预留箱盒必须和钢筋骨架固定在一起，以免灌筑砼时发生偏移。

4.5 台车就位

衬砌采用整体式衬砌模板台车，台车长10.5 m。台车设计必须经过结构受力分析和验算，具备足够的强度、刚度及稳定性，模板杆件加工制作应符合金属工程施工技术要求，以避免模板在施工过程中变形移位以致混凝土结构出现严重质量问题。衬砌模板施工主要注意下列事项：

（1）台车进洞就位前对该节初支面的围岩欠挖情况作全面细致的检查，对与设计不符的应作二次爆破处理，杜绝二衬厚度不足或衬砌侵入隧道净空。

（2）台车拼装完成后必须经过正确放样，调试检查无误后再立模。

（3）模板表面清理干净，板缝宽及板间高差控制在规范允许范围以内，涂刷好脱模剂。模板缝应平整严密，不得漏浆。

（4）为能充分保证施工后隧道净空，台车定位时按加高、加宽各5 cm处理（注：洞身开挖时已预留变形量，足以充分保证隧道成洞净空），就位后必须复核中线及标高是否正确。

（5）在衬砌施工中拱顶和堵头侧易产生厚度不足的情况，因此堵头板必须安装牢固，为了配合凹凸的开挖面和喷混凝土，堵头板安装材料主要为木材和气囊，以保证其能承受混凝土压力，达到不漏浆的效果。

4.6 衬砌混凝土施工

二次衬砌混凝土的质量主要受到混凝土施工性能和施工方法的影响，因此在施工中要严格控制各项技术指标，并规范混凝土的运输、灌注、捣固、养生各个施工环节。

[23] Nadege Rolland, “China’s ‘Belt and Road Initiative’: Underwhelming or Game-Changer?” The Washington Quarterly, Vol. 40, No.1 (Spring 2017), p. 137; 韦宗友：《美国对“一带一路”倡议的认知与中美竞合》，《美国问题研究》2018年第1辑，第57页。

（1）混凝土拌制：混凝土施工性能是指和易性、坍落度、流动性以及施工时的强度，在施工过程中，应根据施工条件、构造条件、环境条件作合理调配，使其符合各作业环节的要求。其中在衬砌施工中混凝土的泌浆量是影响混凝土质量的最大因素，因为泌浆量大，粗骨料与砂浆易分离，会造成蜂窝和空洞等缺陷，同时对拱顶背后空隙的大小有着很大的影响，在混凝土调配中主要通过以下两种措施来解决这个问题：一是通过适当增加细骨料和水泥等粉体的用量，形成富有黏性的混凝土；二是掺入适量高效能减水剂，尽量减少单位用水量，达到提高坍落度减少泌浆的效果。

（2）混凝土运输：混凝土在拌和后要迅速运送、立即灌注、充分捣固，以免造成混凝土材料分离和坍落度下降等问题。

（3）混凝土泵送浇注：混凝土灌筑前应对模板、钢筋、预埋件、预留孔洞、施工缝变形缝止水带等进行检查，清除模板内杂物，隐蔽工程验收合格后，方可灌筑砼。严格控制混凝土灌注速度和灌注高度差，避免由于混凝土的灌注速度和高度差超过模板设计时的预计值而造成模板的变形和移动。应在堵头板设置排水孔将泌浆水排除，以免降低混凝土的质量。拱顶部分混凝土采用向上灌注的方式，向上灌注口设置在距已灌注好的混凝土侧0.75 m位置上，减少靠已灌注好混凝土侧拱顶产生空隙的现象。同时为了减少空隙中的空气，在已灌注好混凝土侧设置排气孔。

5 防止、减少和处理二衬砼开裂的措施

衬砌因全周的外缘与喷射混凝土接触，变形受到约束，约束了混凝土的温度收缩和干燥收缩，有时会因此产生拉伸裂纹，此外，由于灌注和捣固不慎也会产生混凝土开裂现象。如开裂扩大、劣化就可能会造成混凝土剥落、掉块，对隧道的质量、安全造成严重影响，因此在施工中应采取适当合理的措施防止、减少衬砌凝土的开裂，如出现开裂现象要及时处理。

（1）砼加减水剂、膨胀剂：减少单位水泥和水的用量，可以减少砼收缩应变。

（2）初期支护与二衬间设隔离层或低标号的砂浆，减少对二衬的约束。设置防水隔离层可以使衬砌支护与二衬间不传递切向力，对预防开裂作用很大，但要用喷射砼或砂浆整平支护面。

（3）在易开裂的部位加筋。

（5）减慢灌注速度，在到拱脚处停止1 h左右，以待边墙砼下沉稳定后再进行拱部施工（一般拱脚附近裂缝较多）。

（6）细小裂缝用丙烯酸、水泥浆或环氧树脂涂刷填缝。

（7）较大裂隙缝可用10号水泥浆或环氧树脂填缝。

（8）当大于5 mm时用环氧树脂或压浆、钢筋网喷射砼补救。

6 结束语

随着社会经济和高速公路的飞快发展，隧道建设在公路建设中起着越来越重要的作用，而研究隧道衬砌施工新技术成为了迫切的需要，以确保隧道质量和营运安全。

Tunnel Lining Construction Technique Summary

Liu Zelin

Two lining works take tunnel's one kind of important supports and protections structure，its construction quality immediate influence tunnel’s structure security,service life,operation comfort level and artistic and so on.Has many lithical two traffic lane tunnels to the armed forces highway，in the construction the law principle controls two time lining work strictly according to construction time，and strengthened the process control，the tunnel two lining work construction quality has made the good progress.

tunnel lining；construction

U 455

A

1000-8136(2010)32-0056-02