二次襯砌施工方法及預防二次襯砌開裂

1、二次襯砌施工方法及預防二次襯砌開裂主講：王永東概述1二次襯砌施工方法2施工縫及空隙的處理3減少及預防二次襯砌開裂4二次現(xiàn)澆混凝土襯砌施工 在公路隧道及地下工程中常用的支護襯砌形式主要有：整式襯砌、復合式襯砌及錨噴支護。整體式襯砌即為永久性的隧道模筑混凝土襯砌（常用于傳統(tǒng)的礦山法施工）；復合式襯砌是由初期支護和二次支護所組成，初期支護是幫助圍巖達成施工期間的初步穩(wěn)定，二次支護則是提供安全儲備或承受后期圍巖壓力。錨噴襯砌的設計基本上同復合式襯砌中的初期支護的設計，只是應增加一定的安全儲備量。 一.概述常用的支護襯砌形式1整式襯砌（傳統(tǒng)礦山法）2復合式襯砌（新奧法）3錨噴襯砌 按照現(xiàn)代支護理論和新奧

2、法施工原則，作為安全儲備的二次支護是在圍巖或圍巖加初期支護穩(wěn)定后及時施作的，此時隧道已成型，因此二次支護多采用順作法，即由下向上，先墻后拱順序連續(xù)灌溉。在隧道縱向需要分段支護，分段長度為9m12m。二.二次襯砌施工方法 二次襯砌多采用模筑混凝土作為層襯砌結構。由于時間因素影響很多，二次襯砌和仰拱的施作，直接關系到襯砌結構的安全。過早施作會使二次襯砌承受較大的圍巖壓力，拖后施作會不利于初期支護的穩(wěn)定。因此，在施工中通過監(jiān)控量測掌握圍巖與支護結構的變化規(guī)律，及時調整支護與襯砌設計參數(shù)，并確定二次襯砌和仰拱的施作時間，使襯砌結構安全可靠。隧道泵送模注襯砌施工工藝框圖 中心水平測量矮邊墻基頂修鑿襯砌臺

3、車軌道輔設脫 模松開各絲桿千斤頂用千斤頂將過模脫開用液壓千斤頂將過拱模脫開松開軌道卡臺車就位緊固下部中間支孔千斤頂緊固軌道卡行走定位水平定位立模用液壓千斤頂高速拱部標高拱部中心線定位立模用液壓千斤頂高速拱部中線邊墻模板預定位拱墻模板固定成型用邊墻液村千斤頂高速邊墻凈空緊固各絲桿千斤頂涂脫模劑灌注混凝土泵送砼經(jīng)前后灌注口入模分層灌注脫模養(yǎng)生混凝土輸送管從拱頂中間灌注口入模前后兩端擠壓施工準備定位立模灌注砼二次襯砌現(xiàn)場作業(yè) 二次支護多采用模筑混凝土作為內襯襯砌 二次襯砌混凝土施工除應遵守公路隧道施工技術（JTJ042-94）有關規(guī)定外，尚應符合下列要求：（1） 混凝土混合料必須同時輸入攪拌機；（2

4、）采用混凝土拌和樓、攪拌車及泵車送混凝土時，要求攪拌在輸送混凝土時不得停拌，自進入拌和機至卸出的時間，不得超過混凝土初凝時間的一半；（3）初期支護基本穩(wěn)定后，應及時修筑二次襯砌，當混凝土強度達到2.5Mpa時即可脫模。二次襯砌混凝土施工主要技術要求10二次襯砌施作時間確定 二次襯砌的施作時間，應在圍巖和錨噴支護變形基本穩(wěn)定后進行。主要條件是：（1）位移速率有明顯減緩的趨勢；（2）拱腳附近水平收斂小于每天0.2mm；（3）已產(chǎn)生的位移占總位移量的80%以上。其位移與位移速率是以采用機械式收斂計實測數(shù)據(jù)為依據(jù)的。水平位移與拱頂下沉速度，以安全考慮，是指至少7d的平均值，總位移值可由回歸分析計算求得

5、。11 自穩(wěn)性很差的圍巖，可能在較長的時間達不到上述基本穩(wěn)定的條件，噴混凝土將會出現(xiàn)大量明顯裂縫，而支護能力難以加強，此時則應及早施作仰拱，以改變圍巖變形條件。若圍巖仍不能穩(wěn)定，應提前施作二次襯砌，以提供支護抗力，避免初期支護坍垮。 如二次襯砌僅作為保護防水層的不承重結構，其厚度小、自重輕，無論單、雙車道隧道，當混凝土強度達到2.5Mpa時，即可拆模。 典型的位移時態(tài)曲線 泵送混凝土施工技術要求1、泵送混凝土坍落度 （1）振動時通常為8cm12cm；（2）不振搗時通常為15cm21cm。2、最小水泥用量管徑分別為100mm、125mm和150mm時，其最小水泥用量分別為280kg/m3、290

6、kg/m3及300kg/m3。3、石子粒徑管徑分別為100mm、125mm和150mm時，其石子粒徑分別為小于或等于20mm、25mm和40mm。4、泵送物含氣量應為5%左右為宜二次襯砌完工 隧道工程二次襯砌背面的防水混凝土施工縫與伸縮縫、沉降縫一樣，對隧道漏水有重要影響，所以均必需注意處理。防水混凝土的施工縫須作防排水處理，一般可采用塑料止水帶或橡膠止水帶，基本無水地段可采用企口式或臺階式施工縫。止水帶品種較多，可經(jīng)技術經(jīng)濟比較后選用。如設置止水帶后仍有滲漏水時，則需進行堵漏或設置排水暗槽進行處理。三.施工縫及空隙的處理二次襯砌出現(xiàn)滲水橡膠止水帶技術性能指標要求 硬度6065邵氏度； 抗拉強

7、度17.6519.61Mpa； 伸長率450%以上； 老化系數(shù)0.85以上； 耐寒性-45。 止水帶施工安設工藝 止水帶的安設工藝，應視現(xiàn)場施工機具而定。當采用模板臺車與泵送混凝土時，宜采用如下的止水帶安設工藝： （1）沿設計襯砌軸線，每隔不大于0.5m鉆一直徑為12mm的鋼筋孔；（2）將制成的鋼筋卡，由待灌混凝土側向穿入，內側卡緊止水帶之半，另一半止水帶平靠在擋頭板上（見圖3-6所示）； （3）待混凝土凝固后拆除擋頭板，將止水帶靠鋼筋拉直、拉平，然后彎鋼筋卡套上止水帶（見下圖所示）。下環(huán)止水帶定位初期支護與二次襯砌間空隙處理 初期支護內輪廓與二次襯砌外輪廓間應緊密結合。由于超挖、坍塌等和原因

8、造成兩者之間可能有空隙時，可采用以下幾種辦法處理，以增強初期支護與二次襯砌之間的粘結。處理方法當空隙不超過允許超挖量時，或由于初期支護施工后洞體凈空收斂未達到設計預留變形量時，應根據(jù)實際輪廓選擇增大加寬值，或以同級混凝土回填密實。當超挖較大，用上述方法不能滿足初期支護與二次襯砌間密貼的要求時，拱腳及墻基以上1m范圍內采用同級混凝土回填密實，其余部分可根據(jù)空隙大小分別選用同級混凝土、漿砌片石或貧混凝土回填。當為較大空隙或坍塌處，應加強初期支護，使其充分穩(wěn)定后方可進行二次襯砌。此時，較大的空隙或坍塌處所不宜采用一般填料，以避免二次襯砌的局部承載過大，而應增設錨桿鋼筋網(wǎng)噴混凝土等措施，以加強初期支護

9、與二次襯砌間的支撐接觸。采用貧混凝土回填采用鋼支架，鋼支撐等用同級混凝土回填密實增設錨桿鋼筋網(wǎng)噴混凝土等措施四.減少及預防二次襯砌開裂防止和減少二次襯砌開裂主要措施（1）混凝土加減水劑、膨脹劑或用膨脹水泥由于混凝土收縮和水泥水化發(fā)熱，使混凝土灌注后溫度上升，經(jīng)3d5d后溫度下降等原因，使襯砌受拉超過混凝土極限強度后而出現(xiàn)裂縫。在混凝土中加減水劑、膨脹劑，可以減少單位水泥和水的用量，因膨脹混凝土壓密實，從而減少混凝土的收縮應變等。（2）初期支護與二次襯砌間，設置隔離層或低標號砂漿后，減少對二次襯砌的約束。設置防水隔離層，可以使襯砌支護與二次襯砌之間不傳遞切向力，因此對防止二次襯砌開裂有很大作用。

10、但在輔設防水隔離層之前，應用噴射混凝土或水泥沙漿將初期支護表面大致整平，以改善二次襯砌的條件。但是防水隔離造價較貴，應作經(jīng)濟技術比較。（3）改進混凝土的灌筑工藝和提高其施工技術水平，并加強混凝土震搗和養(yǎng)護，精心施工，以提高混凝土襯砌的施工質量。（4）可在易開裂部位加設少量鋼筋，使混凝土裂縫分散而裂縫寬度不超過允許值。 （5）在改進混凝土施工工藝同時，可放慢灌注速度，并在兩側邊墻對稱分層灌注混凝土，到拱腳處停止1h左右，待邊墻混凝土襯砌下沉穩(wěn)定后，再灌注拱部混凝土襯砌。一次模筑混凝土襯砌環(huán)節(jié)不宜過長，以免混凝土硬化收縮使襯砌產(chǎn)生裂縫（模板臺車一般長度為6m12m）。當混凝土灌注速度過快，沉降不均勻易產(chǎn)生裂縫，拱腳附近裂縫更多。 （6）在襯砌內或易開裂部位，布置少量鋼筋，可減少裂縫的產(chǎn)生，并使裂縫分布較均勻而裂縫寬度不超過允許值等。二次襯砌開裂隧道端墻裂縫隧道襯砌剝離（內有黃泥） 隧道襯砌的軸向裂縫 偏壓引起的局部裂縫 拱和邊墻有施工縫時，容易產(chǎn)生錯臺 隧道襯砌裂縫分類 拱部與墻部裂縫 二次襯砌有害裂縫處理方法 隧道二次襯砌結構漏水或影響使用的裂縫應用水泥