隧道二次襯砌施工的質(zhì)量控制

1、隧道二次襯砌施工的質(zhì)量控制第一工程公司 孟慶譽摘 要 隧道二次襯砌施工的一個質(zhì)量要求就是“內(nèi)實外美”，內(nèi)實是對襯砌混凝土內(nèi)在質(zhì)量的要求，混凝土施工需要做到內(nèi)部密實；外美是對混凝土外觀質(zhì)量的要求，應(yīng)該達到表面圓順、光滑、顏色一致；項目經(jīng)理部對大門口隧道二次襯砌施工質(zhì)量進行了全面的控制，使已完成的施工質(zhì)量達到了較高的標(biāo)準(zhǔn)，得到了業(yè)主、監(jiān)理的充分肯定。關(guān)鍵詞 隧道二次襯砌 質(zhì)量控制1 工程概況杭新景高速公路SJB5合同段全長6.502公里，設(shè)計路幅為雙向六車道，設(shè)計行車速度120公里/小時。SJB5合同段大門口隧道位于杭州建德市壽昌境內(nèi)，此處位于浙江省西部富春江中游的低山丘陵地帶，隧道左線全長270

2、 m，右線全長242 m，合計512 m；該隧道為上下分離式三車道曲線隧道，建筑限界凈寬14.5m，限高5 m；內(nèi)輪廓凈寬為15.25 m，凈高7.7 m，屬大跨徑扁平隧道。大門口隧道于2004年11月正式開工，2005年11月全部貫通，目前二次襯砌施工正在有序地進行。在此對二次襯砌施工的質(zhì)量控制情況進行簡述。2 施工準(zhǔn)備2.1監(jiān)測圍巖的穩(wěn)定狀況，確定施工時間大門口隧道圍巖類型主要有三種，即II類、III類、IV類圍巖。通過監(jiān)控測量掌握圍巖的位移變形率，分析圍巖的穩(wěn)定狀況，來確定二次襯砌的施工時間。監(jiān)控量測，為二襯澆注時間提供依據(jù)監(jiān)測拱頂下陷量及仰拱頂隆起量，沿隧道縱向每10-50米一個斷面，

3、隧道中線上下點各設(shè)置一點，預(yù)埋錨桿。監(jiān)測隧道內(nèi)空變位，沿隧道縱向每10-50米一個斷面。通過以上方法判定圍巖及隧道穩(wěn)定性、支護參數(shù)合理性，并為二次襯砌澆注時間提供依據(jù)。在圍巖監(jiān)測中滿足以下條件方可進行二次襯砌施工各測試項目的位移速率明顯收斂，圍巖基本穩(wěn)定；周邊位移速率小于0.1-0.2mm/d，或拱頂下沉速率小于0.07-0.15 mm/d。二次襯砌前的位移已達總位移的80%以上。初期支護表面裂縫不再發(fā)展。對于II類圍巖,當(dāng)不滿足這些條件,圍巖有失穩(wěn)跡象時，為了控制過大變形以及安全需要可以提前進行二次襯砌。2.2測量隧道凈空斷面尺寸先用斷面儀沿隧道縱向每 10 m 測一個斷面。根據(jù)斷面測量結(jié)果

4、所反映的情況，處理超、欠挖。在鋪掛防水層前，用鋪掛防水層簡易臺車再測量隧道凈空斷面尺寸。具體方法是：在簡易臺車前端焊接一鋼筋圓孤。鋼筋圓孤尺寸與襯砌外輪廓尺寸相同，在準(zhǔn)備鋪掛防水層的區(qū)段，人力推動臺架在鋼軌上行走，檢查開挖洞身有無欠挖，若有欠挖及時處理。3防水層的施工質(zhì)量控制大門口隧道由于埋深小，地下水不發(fā)育，主要為空隙水和基巖裂隙水，除地表降水外與其他水系無聯(lián)系，所以水文地質(zhì)屬簡單型。但在隧道工程中，地下水的存在及地表降水都是必然的，根據(jù)圍巖的狀況，將來仍有可能出現(xiàn)滲漏水地段，所以大門口隧道從設(shè)計施工上都設(shè)置了相應(yīng)的襯砌防排水工程。3.1防水工程大門口隧道防水層是在襯砌背面設(shè)置隧道專用型貼背

5、吊帶式高分子土工布復(fù)合防排水卷材，土工布設(shè)置在防水卷材與噴混凝土層之間，其作用兼作襯背排水層及緩沖層。襯背防水層施工以可靠便利為原則，直接在洞內(nèi)鋪掛、拼找。防水層鋪掛采用吊帶鋪掛，不允許用釘子將卷材釘在噴射混凝土層表面上。鋪掛點壁面每1m2不少于1個。采用羊角釘子或自制U型釘（以無尖角為原則）。防水層鋪裝只能有環(huán)向接縫，不能出現(xiàn)縱向接縫。隧道復(fù)合防水卷材明洞背部防水采用2.5mm厚的SBS型改性瀝青防水卷材，需選晴朗干燥的天氣施工，首先用砂漿找平，之后敷設(shè)防水層（SBS改性瀝青防水卷材）并粘貼緊密，相互錯縫搭接良好，搭接長度不少于100mm，并向隧道內(nèi)拱背延伸不少于500mm。SBS型改性瀝青

6、防水卷材外部再做3cm水泥砂漿保護層，然后回填。襯背防水層施工鋪裝超前隧道二次襯砌30-50米。3.2止水帶、止水條施工在襯砌澆筑工作縫處設(shè)置BF遇水膨脹橡膠止水條(20×15mm)，在設(shè)置沉降縫處設(shè)置E5型橋式橡膠止水帶(規(guī)格290×25×R25×10mm)。止水帶、止水條安裝時，以及在混凝土澆搗作業(yè)過程中，注意止水帶的保護，不得被鋼筋、石子和釘子刺破，如發(fā)現(xiàn)有破損，及時修補；在固定止水帶和澆筑混凝土過程中，防止止水帶偏移；加強混凝土振搗，排除止水帶底部氣泡和空隙，使止水帶和混凝土緊密結(jié)合；止水帶的接頭根據(jù)止水部位采用不同的接頭方法，止水帶的搭接寬度為

7、100mm，冷粘縫寬不小于50mm。4 排水工程的施工大門口隧道排水工程主要采用隧道專用復(fù)合防水卷材使漏水從襯砌背面通過排水濾層排至墻腳，再由墻腳處襯背縱向盲溝集水，通過橫向排水溝引出。襯背縱向盲溝采用100mmHDPE單壁打孔波紋管，盲溝設(shè)置在防排水層外面，固定在噴混凝土面上。路面以下設(shè)置縱向中央排水溝。其作用是將路基圍巖滲水、涌水排走?？v向中央排水溝由帶孔內(nèi)徑300mm離心式鋼筋混凝土管外裹200g/m2土工布濾層及級配碎石濾層組成。沿隧道全長布置，將地下水排出洞口，最終匯集到洞外路基邊溝中。為了處理隧道內(nèi)沖洗及消防排放等的污水，在隧道路肩部位設(shè)置預(yù)制圓形路緣排污水溝，污水排出洞外與洞門外

8、路基邊溝槽相通。5 二次襯砌混凝土施工的質(zhì)量控制由于隧道施工條件和施工環(huán)境的限制，隧道內(nèi)混凝土施工相比露天的混凝土施工有一定的難度，也有其特點。例如，拱頂部位的混凝土灌注、搗固與邊墻的混凝土灌注、搗固就有不同。襯砌背后空洞的回填也是一個重要因素。因此，在隧道內(nèi)進行混凝土施工時，需要充分了解隧道內(nèi)混凝土施工的特點，才能獲得滿意的襯砌施工質(zhì)量。5.1模筑混凝土襯砌（二襯）施工模筑混凝土襯砌是道路隧道永久支護之一，是隧道營運的安全屏障，襯砌好壞直接影響整個隧道的工程質(zhì)量和使用，因此，在施工中必須注意保證質(zhì)量，符合設(shè)計要求。大門口隧道模筑混凝土襯砌采用襯砌臺車進行。襯砌臺車長9米，按照設(shè)計尺寸在廠家定

9、做。襯砌臺車拱部模板采用8mm厚鋼板。二次襯砌模板臺車在襯砌施工中先墻后拱法和先拱后墻法是經(jīng)常采用的。前者是大多數(shù)隧道施工中采用的，優(yōu)點較多。先墻后拱法和先拱后墻法比較表比較項目先墻后拱法先拱后墻法斷面封閉及時封閉及時封閉整體性整體性好整體性差防水性無拱墻施工縫，自防水性好。防水板一次鋪設(shè)，質(zhì)量易于控制有拱墻施工縫，自防水性差。防水板鋪設(shè)整體性差施工性拱墻一次性施工，施工性好拱墻分別施工，施工性差，在軟弱地質(zhì)條件下，墻可能采取跳槽開挖，更加惡化了施工性仰拱施工可先于拱墻修筑或同時修筑仰拱只能后修襯砌變異混凝土灌注，易于發(fā)生干燥收縮和溫度開裂臺階過長時，拱部懸臂段過長，易于彎曲下沉，形成橫向開裂

10、。開挖下半斷面時，易于引起拱腳下沉，形成向及剪切開裂使用性拱墻剎肩處，質(zhì)量不易控制，易漏水；外觀欠佳大門口隧道II、III類圍巖二襯有仰拱及仰拱填充，需先進行仰拱及仰拱填充施工。仰拱及仰拱填充施工完成后，襯砌臺車就位，進行二襯的鋼筋安裝。安裝時，需要與仰拱的鋼筋連成整體。襯砌作業(yè)采用先修仰拱，后修邊墻和拱圈的由下而上的修筑方法，即先墻后拱法。在進行混凝土澆注時，混凝土采用集中拌和，混凝土運輸車運輸，泵送澆注。5.2原材料為保證混凝土質(zhì)量，使之達到優(yōu)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。在施工中，需對原材料進行了嚴(yán)格的抽查，抽查頻率不小于 20%，發(fā)現(xiàn)問題及時糾正。（1）對于所有外購材料，購前必須取得生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)許可證、資

11、質(zhì)證、國家技術(shù)監(jiān)督部門認可的產(chǎn)品檢查合格證， 報監(jiān)理以及業(yè)主審核批準(zhǔn)后方可采購。對于工程用的鋼材、水泥等主要材料，都選用當(dāng)?shù)卮髲S的產(chǎn)品。所有自購材料進場后，先檢查出廠證明、生產(chǎn)合格證等質(zhì)量證明資料。資料齊全后，試驗室按技術(shù)規(guī)范進行抽樣檢查。試驗合格的材料才能投入使用，不合格的材料必須清退出場，工地試驗室不能自檢的材料，送有檢驗資格的單位委托檢驗。（2）對于砂、石材料，先考察料源，經(jīng)試驗室抽樣試驗合格后，才能投入使用。（3）根據(jù)到場材料，按規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)進行配合比試驗。配合比試驗結(jié)果必須送駐地監(jiān)理部門審核 ,批準(zhǔn)后才能配料施工。原材料有變化時，再作配合比對比強度試驗。不合格時，應(yīng)重做配合比。（4）進

12、場材料應(yīng)堆放整齊，不得混雜，做好標(biāo)識并標(biāo)明檢驗結(jié)果。5.3混凝土配料試驗室根據(jù)混凝土配合比和原材料的抽驗情況，開出施工配料單，同監(jiān)理人員和施工人員一道現(xiàn)場試驗施工備料及各種材料，試驗無誤后三方對配料單進行簽認，送混凝土攪拌場配料施工。項目混凝土拌和站采用的是全電腦控制，在使用前由當(dāng)?shù)丶夹g(shù)監(jiān)督部門進行了計量鑒定，并且項目試驗室人員同監(jiān)理工程師定期檢查、鑒定，秤量是否符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。各種材料秤量誤差均控制在 1% 以內(nèi)，水量偏差也在 1% 以內(nèi)?？刂苹炷恋呐浜媳龋ＷC混凝土具有良好的施工性能混凝土的施工性能指和易性、坍落度、流動性以及施工時的強度等。因此，在施工過程中，應(yīng)根據(jù)施工條件、構(gòu)造條件、環(huán)

13、境條件等，使之具有符合運輸、灌注、搗固等作業(yè)的施工性能。這樣，就要求我們在施工時，混凝土的配合比要合適。隧道的拱部是很難進行充分搗固的地點，這就需要混凝土有流動性大，難于離析，泌漿小的配比。因此，我們在施工隧道拱部時，加大了小石子的含量，即細骨料含量增加，同時水泥用量和混合材料的粉體量也要增加，形成了富有粘性的混凝土。有效的防止了拱部蜂窩、麻面現(xiàn)象，同時拱部空洞缺陷得到糾正。合理的混凝土配比設(shè)計（1） 混凝土配比強度應(yīng)大于設(shè)計基準(zhǔn)強度在設(shè)計中規(guī)定的混凝土強度決定了混凝土的設(shè)計基準(zhǔn)強度，并不是指現(xiàn)場的配比強度，但在施工中為了保證混凝土的設(shè)計基準(zhǔn)強度，其配合比強度應(yīng)根據(jù)設(shè)計基準(zhǔn)強度、現(xiàn)場必要的脫模

14、強度及混凝土品質(zhì)的離散性決定。大門口隧道屬三車道大斷面隧道，襯砌混凝土采用C30Mpa為設(shè)計基準(zhǔn)強度，隧道襯砌多在1220小時左右脫模。因此，合理的配比強度應(yīng)同時滿足所要求脫模時的強度和設(shè)計基準(zhǔn)強度。（2）水灰比水灰比應(yīng)根據(jù)抗壓強度、抗凍害性、對化學(xué)作用的耐久性、水密性等決定，原則上應(yīng)小于65%。大門口隧道二次襯砌水灰比為49%。（3）單位用水量單位用水量在作業(yè)容許的范圍內(nèi)，應(yīng)盡可能的小，原則上應(yīng)小于175Kg/m3。單位用水量的限界推薦值粗骨料最大尺寸（mm）單位用水量的上限（Kg/m3）粗骨料最大尺寸（mm）單位用水量的上限（Kg/m3）202517540165（4）坍落度控制大門口隧道襯

15、砌混凝土為泵送混凝土，坍落度控制在 1218cm 。邊墻及拱部比一般的混凝土結(jié)構(gòu)物坍落度大些，尤其是拱頂部位更大，但只增加單位水量的大坍落度混凝土，雖然灌注作業(yè)容易些，但泌漿多，粗骨料與沙漿易分離。為保證混凝土質(zhì)量，防止材料分離，盡量減少單位水量，提高和易性，利于混凝土輸送，節(jié)約水泥，大門口隧道施工中采用 UNF-1 高效減水劑，摻加量為水泥用量的 0.5% 。5.4混凝土的拌和與運輸項目部采用了強制式攪拌機攪拌混凝土，電腦控制拌和，拌和時間為 9Os。要求拌和均勻，顏色一致?；炷吝\輸采用混凝土攪拌運輸車。在運輸過程中自行旋轉(zhuǎn)攪拌，保證了混凝土不發(fā)生離析、 漏漿和泌水現(xiàn)象。在運輸能力控制上，

16、我們根據(jù)輸送泵輸送能力與運輸能力進行匹配控制，盡量縮短運輸?shù)难永m(xù)時間。5.5混凝土灌注清理場地，架設(shè)模板施工場地在灌注混凝土之前需清理干凈，做好中線、水平及開挖斷面的檢查工作，對欠挖部分，予以鑿除。拱部模板鋪設(shè)在拱架上。拱架用鋼材制成，分成二三片，便于安裝運輸，拱架制成設(shè)計所需形狀，在工點拼裝而成。如需加寬凈空，在搭接處加入適當(dāng)墊塊來調(diào)整凈空寬度。拱腳拱高在架立拱架時需預(yù)留沉落量。由于測量誤差、架立拱架的誤差及施工中的種種原因，有可能在灌注時拱腳內(nèi)擠，故在架設(shè)拱腳時每側(cè)加寬510cm，拱頂加高5cm。 墻架的構(gòu)造形式應(yīng)簡單、可靠、拆裝方便，墻架與工作平臺結(jié)合考慮。立墻架應(yīng)注意測量定位。墻基需清

17、理并檢查標(biāo)高。曲墻式襯砌要注意與抑拱銜接的要求。利用墻架工作平臺時，注意防止墻架走動變形。混凝土灌注項目部在大門口隧道洞口附近設(shè)置混凝土拌合站，采用混凝土輸送泵灌注混凝土。灌注混凝土?xí)r兩邊對稱分層灌注。左右高差不大于 50 cm, 水平分層的厚度不大于 5Ocm， 保證預(yù)留壓漿孔不堵，預(yù)埋件和模板不走樣。二次襯砌混凝土需連續(xù)灌筑，不得不間歇時，其間歇時間不大于120分鐘（溫度在10-20）或90分鐘(溫度在20-30)，超過時需將砼面及封頂層面在初凝前形成輻射狀，邊墻在模板側(cè)在一條水平線上；若因故中止，間歇時間應(yīng)盡量縮短，宜在前層混凝土凝固之前,并尚能將振動器插入前層混凝土工作,將兩層混凝土搗

18、成一體為準(zhǔn),一般不應(yīng)超過2小時。否則等24小時后方可接灌。為加強兩層混凝土的結(jié)合，需將其表面的水泥砂漿薄膜，松動石子或松散混凝土層等清除，以水沖洗干凈，再鋪一層約1.5 cm的與原混凝土灰砂比相同的水泥砂漿，在混凝土的接縫處需特別注意密實。襯砌混凝土澆筑混凝土的灌注方法及標(biāo)準(zhǔn)位置項目標(biāo)準(zhǔn)仰拱、邊墻及拱下部從吐出口到灌注面的落下高度1.5m以下灌注一層的高度4050cm左右流動距離不流動拱頂部灌注方式向上灌注流動距離10m左右混凝土搗固混凝土用內(nèi)部搗固器（附著式搗固器）和插入式震搗器震搗，震搗時間每次不超過 3O s , 震搗捧移動距離不超過震搗器作用半徑的 1.5 倍，插入混凝土深度一般不超過

19、每層厚度 的 2/3。拱圈封頂混凝土需適當(dāng)降低水灰比，增加泵送壓力，震搗密實。混凝土的搗固方法及標(biāo)準(zhǔn)位置項目標(biāo)準(zhǔn)仰拱、邊墻及拱下部搗固方法內(nèi)部搗固器搗固器插入間隔50cm左右搗固器插入深度下層混凝土中10cm左右拱頂部1處的振動時間515 s左右搗固方法不搗固混凝土拆模和養(yǎng)護大門口隧道采用新奧法施工，二次襯砌基本不承載，拱圈混凝土較薄，結(jié)構(gòu)承受自重較小。同時，又是采用模筑法施工，因此拆模時間以封頂混凝土強度達到 2.5MPa 時便可脫模，此時邊墻混凝土強度可達 68MPa 。具體拆模時間視洞內(nèi)溫度情況而有所不同：溫度高時為 1620 h，溫度低時為 2436 h 。灌注完襯砌后需進行養(yǎng)護，通常

20、于1012h后即灑水養(yǎng)護。大門口隧道使用的是普通硅酸鹽水泥，灑水養(yǎng)生時間不少于7d。6 二次襯砌混凝土外觀質(zhì)量控制二次襯砌混凝土是隧道土建施工的最后工序，不僅要求混凝土內(nèi)部密實，對外觀質(zhì)量也有很高的要求，要求混凝土表面要圓順、光滑、顏色一致。二次襯砌混凝土成品在具體施工中，我們著重控制了臺車就位與加固、模板的清理與涂抹脫模劑、混凝土的澆注與震搗這三個環(huán)節(jié)來控制。6.1臺車就位與加固為保證隧道的凈空，在模板放樣時，將設(shè)計的襯砌輪廓線擴大 5cm 。拱頂預(yù)留 23cm 的沉降量， 每次臺車就位，模板放樣均控制在此范圍內(nèi)，以保證模板拼接縫的連續(xù)、順直。臺車就位后，根據(jù)操作要求進行臺車加固，預(yù)防臺車因彈