某公路隧道工程二次衬砌的施工技术

汪强;田宇

【摘 要】In order to meet the requirements of modern highway tunnel construction, the structure of secondary lining is essential, its main functions are reinforcement, waterproof and drainage system optimization route, beautifying the appearance, convenient for setting, monitoring facilities such as com-munications, lighting, its construction quality is directly related to the durability and safety of tunnel structure. Combined with Zhaoqiao secondary neck rock highway tunnel project, this paper introduces the construction technology of tunnel secondary lining, offering some references for similar projects.%为适应现代化公路隧道建设的要求，二次衬砌是必不可少的结构，其主要作用为加固支护、美化外观、方便设置通讯、照明、监测等设施，其施工质量直接关系到隧道结构的耐久性和安全性。该文结合云南省昭通市昭巧二级公路齐头岩隧道工程，介绍了隧道二次衬砌的施工技术，可为类似工程提供借鉴。 【期刊名称】《重庆建筑》 【年(卷),期】2015(000)002 【总页数】4页(P50-53)

【关键词】公路;隧道;二次衬砌;方法和措施 【作 者】汪强;田宇

【作者单位】重庆市爆破工程建设有限责任公司，重庆 400020;重庆市爆破工程建设有限责任公司，重庆 400020 【正文语种】中 文 【中图分类】U455.91

1 工程概况

位于云南省昭通市昭巧二级公路中的齐头岩隧道为新建单洞双线二级公路隧道，里程K83+360～K83+620，隧道全长260m，其中隧道分洞口工程、明洞、洞身开挖、初期支护、防排水、二次衬砌、仰拱及其填充、洞内路面等分部分项工程。隧道埋深3～60m，总体埋深较浅，为典型的山岭隧道。隧道岩性较为复杂，地表覆盖层为粉质粘土，覆盖厚2～5m，洞口段为全强化风玄武岩，岩石破碎，稳定性差，为Ⅴ级围岩；洞身为中～微风化玄武岩，围岩裂隙发育，岩石较破碎，稳定性较差，属Ⅳ围岩。二次衬砌结构为明洞C25钢筋混凝土，厚60cm，Ⅴ级围岩洞口段C30钢筋混凝土，厚45cm，Ⅴ级洞身段C30钢筋混凝土，厚45cm，Ⅳ级围岩段C30钢筋混凝土，厚40cm，抗渗等级均为S8［1］。 2 施工方法和工艺 2.1 二次衬砌施工工艺

二次衬砌混凝土施工工艺见图1。 2.2 施工准备

2.2.1 二衬施工时间的确定[2-3]

分析量测数据，确认可否进行二次衬砌。该工程隧道二次衬砌必须在围岩和初期支护结构基本稳定并符合下列条件后方可进行施工： 图1 二次衬砌施工工艺流程图

（1）隧道周边收敛速度有明显减缓趋势。 （2）收敛量已达总收敛量的80%以上。

（3）收敛速度小于0.15mm/d或拱部位移速度小于0.1mm/d。 2.2.2 净空检查

在二衬施工前，项目部技术人员对隧道净空进行检查，以确保二衬的厚度，对于侵入二衬的初期支护采取凿除、打磨等方式进行处理。 2.2.3 施工放样

在模筑施工前，按设计尺寸现场放样出预浇筑段两端的以下几何要素：隧道中线、隧道中线处及矮边墙顶高程、矮边墙与隧道中线的宽度，确定台车调整参数（模板高度和水平位移），使之符合线路中线、标高及限界标准，以利于台车就位。 2.3 二衬钢筋制作安装 2.3.1 钢筋加工

隧道衬砌用钢筋采用合格的大厂钢筋，所有钢筋均根据设计图纸在钢筋加工棚进行加工，完成后运至使用部位进行安装。 2.3.2 钢筋施工放样

现场用全站仪五点定位法定出钢筋的位置，即：以衬砌圆心为原点建立平面坐标系，通过控制拱部台车模板中心点、拱部衬砌台车外模板同边墙部模板的两个交接点、两墙部模板的底脚点来控制钢筋的位置。 2.3.3 仰拱钢筋的施工

仰拱钢筋在模筑混凝土浇筑完毕之后进行。边墙上埋设定位钢筋，仰拱底部利用定位钢筋与环向、横向钢筋可靠焊接，环向钢筋要求接头错开1m以上。 2.3.4 拱部衬砌钢筋施工

为确保二衬钢筋定位准确，钢筋保护层厚度符合要求。具体做法：

（1）先由测量人员放样定出台车范围内前后两根钢筋的中心点，确定好法线方向，

钢筋绑扎的垂直度采用三点吊垂球的方法确定。

（2）测量调平层上定位钢筋中心点标高，定出圆心位置（自制三角架如图2所示）。

图2 自制三角架

（3）圆心确定后，检验定位钢筋的尺寸是否满足设计要求，全部符合要求后再固定钢筋。

（4）定位钢筋固定好后，在支撑杆上标出环向主筋布设位置，在定位钢筋上标出纵向分布筋安装位置，然后开始绑扎此范围内的钢筋，各钢筋交叉处均应绑扎，钢筋接头采用双面焊接,搭接长度不小于5d。

为了使二衬结构满足设计的耐久性和安全性要求，二衬钢筋保护层厚度偏差必须满足要求。该隧道二衬设计厚度有40cm、45cm、60cm三种，为提高隧道二衬混凝土钢筋保护层厚度质量，特制订以下施工措施。

（1）提高隧道开挖质量，严格控制欠挖，开挖轮廓圆顺，保证开挖断面符合设计要求。

（2）仰拱钢筋的加工及安装：加工前根据设计图纸计算钢筋下料长度；安装前时测量仰拱开挖后基坑尺寸，有不满足图纸的地方人工进行修整，铺设时，外层钢筋放在5cm厚高标号砂浆垫块上，其间距＜1m，呈梅花形布置，外层钢筋铺设好后，根据设计钢筋层厚度加工焊接架立筋，并拉线进行控制内层钢筋铺设位置。仰拱钢筋铺设好后，全面检查层厚，保证预留钢筋的位置符合图纸要求。

（3）拱墙二衬施工前对初支凹凸不平的地方进行修整，直到断面符合图纸要求方可进行钢筋安装。

（4）拱墙二衬钢筋加工及安装：加工前根据设计图纸进行下料，加工好后在特制弯曲机上进行弯曲，钢筋堆放时按编号分开堆放，以免使用时混淆；安装时先安装外层钢筋和仰拱预留钢筋进行搭接时焊接牢固，在外层钢筋和防水层之间放置

5cm厚高标号砂浆垫块，其间距≯1m，呈梅花形布置。外层钢筋铺设好后，沿轮廓线每隔2m焊定位筋，根据设计钢筋层厚预先加工好定位筋，并拉线进行控制内层钢筋铺设位置，铺设好外层钢筋后，绑扎5cm厚高标号砂浆垫块，其间距≯1m，呈梅花形布置。

（5）模板台车定位：钢筋及预留预埋件安装好后，对钢筋层厚进行全面检查，有不够的地方及时调整。

（6）混凝土浇筑：加强对现场工人技术交底，在用振捣棒振捣过程中尽量避免接触钢筋，以防止钢筋错位。

（7）钢筋安装实测项目偏差须满足下列要求［4］。 表1 钢筋安装实测项目偏差表 2.4 衬砌台车及模板安装[5]

衬砌台车采用厂制轨行式钢结构定型大模板台车，主门架尺寸构造须便于出渣车辆的出入，台车长度为9m。在衬砌台车端头，用木槽制作挡头板，在挡头板上要设置固定止水带和止水条的设施。台车由专业台车机械厂制作好后运至现场安装：（1）二衬台车在隧道洞口平整的场地上组装，试拼消除潜在的不平整和错台，台车模板安装牢固，接缝严密，确保不漏浆，浇筑中不变形、不位移；（2）安装完成后对液压系统和各设备行程及能力等进行严格的调试检验，确保满足施工需要，边墙与拱部模板应预留混凝土灌注及振捣孔口；（3）调试结束以后，对调试过程中发现的问题逐一进行解决，使之能达到设计要求及满足施工需要，对受力大、易对台车稳固性造成影响的地方及时进行补焊加强；（4）调试加固以后，对照图纸，认真核对量测，对台车中心线、模板的平整度、模板接口的联接、弧形模板的开合、液压系统的开启与关闭及工作行程等关键部位、关键项目进行认真检核，确保台车结构、材料、整体安装质量和细部处理满足要求，验收合格再投入使用。同时，在使用过程中加强维护，确保二次衬砌质量。

铺设防水层：铺设防水层前，对喷射混凝土表面凹凸显著部位应分层喷射找平，外露的锚杆头及钢筋网应齐根切除，并用水泥砂浆抹平，使混凝土表面平顺。 台车就位：台车轨道采用60 cm×20cm×16cm枕木、间距为45cm，钢轨采用43kg/m，轨道中心与隧道中心线允许偏差≯3cm，左右轨允许高差≯2cm。走形轨面的高程应符合规范要求。台车就位后，要校正模板外轮廓与设计净空相吻合并锁定台车。校正模板外轮廓时，应注意复核台车中线是否与隧道中线重合，台车拱顶高程是否考虑预留沉落量（该隧道二衬台车拱部模板预留沉落量为10～30mm、其高程允许偏差为设计高程加预留沉落量（+10mm,0mm）），矮边墙与拱墙混凝土接茬处的隧道净宽是否符合设计要求，并且调整模板中心线尽量同台车大梁中心重合，使台车在混凝土灌注过程中处于良好的受力状态。 2.5 二衬混凝土施工[6]

为确保洞身混凝土质量，二衬混凝土采用衬砌台车全断面浇筑成型，其混凝土采用自拌混凝土，输送方式采用混凝土罐车及混凝土输送泵泵送入模。附着式振捣器配插入式振捣棒捣固，衬砌循环长度为9m。为解决铺底施工与出碴的干扰，分左右侧两次浇筑铺底混凝土，铺底混凝土达到70%强度后方能通过施工车辆。 2.5.1 混凝土的拌制与运输

（1）严格控制原材料进场质量，做到每种材料必检，检测频率和质量必须满足要求。

（2）严格控制混凝土配合比设计：在试验监理工程师、中心试验室的具体指导下，由工地试验室按有关技术规范进行计算和试验，完成配合比设计，并在施工过程中经常检查。

（3）拌合站原材料计量的控制：施工前，拌合站的电子计量装置经过了计量部门的核准和标定，并进行了计量测试（即试拌），确保计量精度。

（4）严格控制混凝土坍落度：坍落度控制在墙体100～150mm，拱部160～

180mm，在拌合地点和浇筑现场均进行坍落度检测，不符合要求时，及时调整配合比。

（5）混凝土的运输采用混凝土混凝土罐车。运输要点：

ⅰ）混凝土在运输中应保持其匀质性，做到不分层、不离析、不漏浆。运到灌注点时，要满足坍落度的要求；

ⅱ）混凝土罐车使用前清除容器内的残渣及湿润，装料要适当，防止过满溢出； ⅲ）从搅拌机卸出到浇灌完毕的延续时间不超过2h；

ⅳ）运输道路保持平坦，以免造成混凝土分层离析，并根据浇灌结构情况，合理调度车辆，保持道路畅通。 2.5.2 混凝土的浇筑与振捣

二衬混凝土采用混凝土输送泵、输送管，末端采用软管连接入模，混凝土入模的自由倾落高度保证其不发生离析，现场施工中不超过2m。输送管严禁接触模板，以免混凝土压出时对管口产生的强烈冲击使模板发生小位移及局部变形；防止振捣器直接冲击防水层、钢筋、模板和预埋件，以免造成防水层、模板损坏和钢筋、预埋件位移。衬砌混凝土在浇筑时，为防止台车偏移，应从两侧拱脚向拱顶对称分层浇筑，并加强钢边橡胶止水带处混凝土捣固，两侧灌筑高差最大不超过100cm，且需连续灌注，灌注速度不宜太快，以10m3/h为宜，若必须终止则不应超过混凝土初凝时间，否则应作施工缝处理，衬砌不留施工平缝，纵向工作缝都必须竖直，相邻段浇筑时，先对已浇混凝土端头凿毛冲洗干净后再浇筑混凝土。变形缝及垂直施工缝端头模板应支立垂直、牢固。混凝土灌注至墙拱交界处，应间歇1～1.5h后方可继续灌注；边墙及墙顶部分采用插入式振捣器振捣，拱顶部分采用附着式振捣器振捣。采用插入式振捣器振捣时，分层厚度30cm，振捣时间宜为10～30s。拱顶部分振捣时附着式振捣器应单个启动，使用时，应根据需振捣的部位开启振捣器振动约30～50s。混凝土振捣应确保密实。插入式振捣棒需变换其在混凝土中

的位置时，应竖向缓慢拔出，不得用插入式振捣棒平拖以驱赶下料口处堆积的拌合物振捣，待混凝土充分下沉后再浇筑拱部，以防因边墙混凝土下沉而造成拱部开裂。 2.5.3 封顶

（1）当拱部混凝土浇筑至台车最上层窗口时，应将泵送管接至拱顶圆形进浆口。从圆形进浆口泵送混凝土进入衬砌台车时，应从已衬砌段向末衬砌段进行，混凝土充填满拱部后继续泵送混凝土，直到混凝土浇筑至台车挡头约2m处。

（2）在台车拱部挡头处预留环向长约2m的空间，先不安设挡头板，以便进行封顶作业。当混凝土浇筑至台车挡头约2m处时，将泵送管接至台车挡头处，通过软管从未安设挡头板处向拱顶浇筑混凝土：将软管出口端设置于模板上预封顶处，待输送出的混凝土充满封顶部分并将软管埋入混凝土约30cm时，将软管拔出约40cm，振捣后连续输送混凝土。待其埋入约30cm后，再拔出一次并振捣，直至混凝土浇筑至台车挡头。

（3）当混凝土处浇筑至台车挡头时，一边安设挡头板，一边浇筑混凝土，并采用插入式振捣棒振捣密实，直至封顶完毕。

（4）为保证拱部混凝土的密实性，在拱部预埋Φ20mm压浆管，待衬砌混凝土强度达到设计强度的70%后再进行压浆处理。 2.5.4 拆模

该隧道二衬是在初期支护变形稳定后施作的，承重模板拆除时，二衬混凝土强度须达到20.0MPa时以上；拆除非承重模板时，按施工规范采用最后一盘封顶混凝土试件现场抗压达到的强度来控制拆模，混凝土强度不得低于5MPa，并应保证其表面及棱角不受损伤。 2.5.5 混凝土养护[7]

拆模前用水冲洗模板外表面，拆模后用水喷淋混凝土表面，以降低水化热。 （1）应在浇筑完毕后的12h以内对混凝土保湿养护；（2）混凝土浇水养护的时

间：养护期不少于14d；（3）浇水次数应能保证混凝土处于湿润状态；（4）混凝土强度达到5MPa前，不得拆除堵头模板；（5）衬砌混凝土实测项目偏差须满足下列要求。

表2 衬砌混凝土实测项目偏差表 2.6 二衬施工注意事项

（1）检查接缝模板、堵头板是否安装牢固，检查灌注部位的作业窗是否关闭，检查输送管接头是否牢靠。

（2）灌注混凝土前，必须用水将基底冲洗干净，灌注时必须两侧同时进行，否则造成偏压导致跑模，灌注部位的作业窗两侧必须用销子插上。

（3）混凝土材料的选用、配合、搅拌、运输、灌注、振捣等要求按混凝土施工技术规则进行。

3 保证衬砌背部密实的措施

（1）加强光面爆破控制，提高围岩基面平整度。

（2）严格施工过程控制，对初支平整度不满足要求的不予验收，直至补喷合格后才允许进入下一道工序的施工，确保初支基面平整。

（3）加强防水板铺设质量控制，特别是防水板固定后的松紧度控制，预防太紧防水板崩裂，太松形成褶皱导致空洞的出现。 （4）加强二衬混凝土浇筑过程的振捣质量。

（5）加强各工序作业人员的质量意识和责任心，把好每道工序质量。 4 结束语

总之，二次衬砌是一个程序比较多的施工过程，它涉及测量、防水、钢筋、模板、混凝土等施工工序及施工技术，在齐头岩隧道工程二衬各工序从施工准备到施工过程及后期均进行了严格的控制，确保了二衬施工质量，有效地提高了隧道二衬的安全性、耐久性、感观质量。

参考文献：

[1]黄河，汪强.昭巧二级公路齐头岩隧道施工方案[R].重庆市爆破工程建设有限责任公司,2010.

[2]王鹏.隧道二次衬砌施工方案的探讨[J].山西建筑,2008(04).JTGF80/1-2004 [3]程尚，李凡，陈建平，等.新奥法二次衬砌施工中几个问题的探讨[J].安全与环境工程，2002(01)

[4]公路工程质量检验评定标准[S].北京:人民交通出版社，2004.

[5]袁远泉.浅析隧道二次衬砌施工中的质量控制[J].中国新技术新产品,2011(17) [6]赵伟.隧道二衬施工技术要点及应用[J].科技传播,2011(16).

[7].赵前.隧道二次衬砌浇筑混凝土施工技术要点及应用[J].科技传播,2011(15).