隧洞襯砌與灌漿

第二節(jié)隧洞的襯砌與灌漿一、隧洞襯砌隧洞開挖后，為了使圍巖不致因暴露時間太久而引起風化、松動或塌落，需盡快進行襯砌或支護。對于水工隧洞來說，襯砌還可以減小糙率，增大隧洞的輸水能力。隧洞襯砌是一種永久性的支護，根據(jù)使用材料的不同可分為現(xiàn)澆混凝土或鋼筋混凝土襯砌、混凝土預制塊或塊石襯砌等。這里僅介紹現(xiàn)澆鋼筋混凝土襯砌。（一）混凝土襯砌的分段與分塊由于隧洞一般較長，襯砌混凝土需要分段澆筑。當襯砌在結構上設有永久伸縮縫時，永久縫即可作為施工縫；當永久縫間距過大或無永久縫時，則應設施工縫分段澆筑，分段長度視斷面大小和混凝土澆筑能力而定，一般可取6?18m。為了提高襯砌的整體性，施工縫應進行處理。分段方式有以下兩種：1、澆筑段之間設伸縮縫或施工縫各襯砌段長度基本相同，如圖11-16所示?？刹捎庙樞驖仓ɑ蛱鴤}澆筑法施工。順序澆筑時，一段澆筑完成后，需等混凝土硬化再澆筑相鄰一段，施工緩慢；而跳倉澆筑時，是先澆奇數(shù)號段，再澆偶數(shù)號段，施工組織靈活，進度快，但封拱次數(shù)多。澆策段之問設倬縮暗2-^13-止水流貌股之間設空檔I-虎貌段！『空檔：J箍！4-止水圖11-172、澆筑段之間設空檔如圖11-17所示，空檔長度1m左右，可使各段獨立澆筑，大部分襯砌能盡快完成，但遺留空檔的混凝土澆筑比較困難，封拱次數(shù)很多。當?shù)刭|條件不利、需盡快完成襯砌時才采用這種方式。混凝土襯砌，除了在縱向分段外，在橫向還應分塊。一般分成頂拱、邊墻（邊拱）、底拱等四塊，如圖11-18為圓斷面襯砌分塊示意圖。分塊接縫位置應設在結構彎矩和剪力較小的部位，同時應考慮施工方便。分縫處應有受力鋼筋通過，縫面亦需進行鑿毛處理，必要時還應設置鍵槽和插筋。

圓形璘洞襯砌斷面的分塊1-哽拱；卜邊墻：3-底拱圖11-18隧洞橫斷面上各塊的澆筑順序是：先澆筑底拱（底板），然后是邊墻和頂拱。在地質條件較差時，也可以先澆筑頂拱，再澆筑邊墻和底拱，此時由于頂拱混凝土下方無支托，應注意防止襯砌的位移和變形，并做好分塊接頭處的反縫的處理。對反縫，除按一般接縫處理外，還需進行接縫灌漿。（二）隧洞襯砌的模板隧洞襯砌用的模板，隨澆筑部位的不同，其構造和使用特點也不同。1、底拱模板當?shù)坠爸行慕禽^小時，可以不用表面模板，只安裝澆筑段兩端的端部模板。在混凝土澆筑后，用弧形樣板將混凝土表面刮成弧形即可。當中心角較大時，一般采用懸吊式弧形模板，如圖11-19所示。澆筑前先立好端部模板和弧形模板桁架，混凝土入倉后，自中間向兩邊安裝表面模板。必須注意，混凝土運輸系統(tǒng)的支撐不要與模板支撐連在一起，以防混凝土運輸產生振動，引起模板位移。底拱模板卜腳手架：A路而振：3-模板桁架：4?桁斐立柱圖11-19此外，當洞線較長時，常采用底拱拖模，如圖11-20，它通過事先固定好的軌道用卷揚機索引拖動，邊拖動邊澆筑混凝土，澆筑的混凝土在模板的保護下成型好后（控制拖動速度）才脫模。

V型拖模構造示意圖

后視圖V型拖模構造示意圖〔b）側視圖V型拖模構造示意圖

缶）俯視圖圖11-202、邊墻和頂拱模板邊墻和頂拱模板有拆移式和移動式兩種。拆移式模板又稱為裝配式模板，主要由面板、桁架、支撐及拉條組成（圖11-21）。這種模板通常在現(xiàn)場架立，安裝時通過拉條或支撐將模板固定在預埋鐵件上，裝拆費時，費用也高。移動式模板有鋼模臺車和針梁臺車。鋼模臺車如圖11-22所示，主要由車架和模板兩部分組成。車架下面裝有可沿軌道移動的車輪。模板裝拆時，利用車架上的水平、垂直千斤頂將模板頂起、撐開或放下；當臺車軸線與隧洞軸線不相符合時，可用車架上的水平螺桿來調整模板的水平位置，保證立模的準確性。模板面板由定型鋼模板和扣件拼裝而成。（b） ⑹ E） （e）鋼模臺車，:單位，cm）⑴模板構造由）科動狀態(tài)（必垂直F斤頂頂起〔d）水平千斤頂撐開岳）撤走臺車I一車駕：一垂直二斤頂3-?冰平嫌肝

一水KT?斤頂S拼版（1一混;疑土進入口圖11-21鋼模臺車使用方便，可大大減少立模時間，從而加快施工進度。鋼模臺車可兼作洞內其他作業(yè)的工作平臺，車架下空間大，可以布置運輸線路。3、針梁模板針梁模板是較先進的全斷面一次成型模板，它利用兩個多段長的型鋼制作的方梁（針梁），通過千頂，一端固定在已澆混凝土面上，另一端固定在開挖巖面上，其中一段澆筑混凝土，另一段進行下一澆筑面的準備工作（如進行鋼筋施工），如圖11-23。

針梁模板:單位ml…大歉金長由2淚塊組蕓浦凰一鋼模，煲長1版盼腺XI.5“紐忘^成3??―鞘支建海壓千斤頂M礫與大梁螺檢連接,平底何一后支座海壓千斤頂,2X50i.與大梁螺柱連援，亞底-：■，、'前抗浮灌壓千斤頂平臺.2K明南軌行走平項一后抗淳禎隹千斤頂平臺，四35南枷亍走,瓠頊一行走越置親統(tǒng)管梁模板〈單位驢｝（h）A—A湎-；??—行走肘徵系貌 史…混凝土襯祖設計厚度仞血加盅：織?…文案的案框一戲與銅模象一體M矣在梁瓶系的輪子，供鋼模行走用品個U?一手動嫁栓千斤頊，保伸蝴世模用 咫手蔬螺憐千斤頂，供伸始項橫用04?…大梁上下明M繇脂L供若姑行走使用■.->??…千斤預詞藐怪控，理根圖11-22針梁模板（a）縱剖面圖 （b）A-A剖面 （單位：mm）（三） 鋼筋施工襯砌混凝土內的鋼筋，形狀比較簡單，沿洞軸線方向變化不大，但在洞中運輸和安裝比較困難。鋼筋安裝前，應先在巖壁上打孔安插架立鋼筋。鋼筋的綁扎宜采用臺車作業(yè)，以提高工效。（四） 混凝土澆筑模板、鋼筋、預埋件、澆筑面清洗等準備工作完成后，即可開倉澆筑襯砌混凝土。由于洞內工作面狹小，大型機械設備難以采用，所以混凝土的入倉運輸一般以混凝土泵為主。圖11-23為用混凝土泵澆筑邊墻和頂拱的布置示意圖。

■ ]g 1?！?——_―9—?-用混凝土泵澆筑邊墻和頂拱的布置圖1一?斗車八一機車，一皮帶機4一混凝土泵5一水平導管6—支架 T一軋鋼筋用腳手架 8一模板 9一尾管10—混凝土斗 11一混凝土泵圖11-23澆筑邊墻時，混凝土由邊墻模板上預留的“窗口”送入。兩側邊墻的混凝土面應均衡上升，以免一側受力過大使模板發(fā)生位移。澆筑頂拱時，混凝土由模板頂部預留的幾個窗口送入，順隧洞軸線方向邊澆邊退，直至澆完一段。如相鄰段的混凝土已澆而無處可退時，則應從最后一個窗口退出，最后一個窗口拱頂處的混凝土澆筑，稱為封拱。在最后一個窗口澆筑時，由于受到已澆段的限制，要想將混凝土送到拱頂處則異常困難。封拱的目的是使襯砌混凝土形成完整的拱圈。用混凝土泵澆筑邊墻和頂拱是隧洞混凝土襯砌最有效的方法。封拱時，在輸送混凝土的導管末端接上沖天尾管，垂直穿過模板伸入倉內，如圖11-24所示。尾管的位置應根據(jù)澆筑段長度和混凝土擴散半徑來定，其間距一般為4?6m。尾管出口與巖面的距離原則上是越近越好，但應保證壓出的混凝土能自由擴散，一般為20cm左右。封拱時為了排除和調節(jié)倉內空氣、檢查拱頂填充情況，可以在澆筑面最高處設置通氣管。在倉中央部位還需設置進人孔，以便進入倉內進行必要的輔助工作。用混凝土泵封拱的布置1-垂直尾管2一通混展土泵3一支架圖11-24用混凝土泵封拱的步驟如下：1） 當混凝土澆筑到拱頂處時，撤出工人和澆筑設備，封閉進人孔；2） 增大混凝土坍落度至14?16cm左右，同時加大混凝土泵的輸送速度，保證倉內混凝土的連續(xù)供應;3） 當通氣管開始漏漿，說明拱頂處已經(jīng)填滿，可停止輸送混凝土，將尾管上包住預留孔眼的鐵箍去掉（圖11-25），在孔眼中插入鋼筋，防止混凝土下落，然后拆除混凝土導管；4） 拱頂拆模后，將露在外面的導管用氧氣割去，并用砂漿抹平。垂直尾笛上的孔眼3澆筑時的情況 導管拆除后的情況1—?尾管 2―號管 ：〕一?直徑23cm的孔眼4…鐵皮5''插入FL眼中的鋼筋圖11-25二、隧洞灌漿隧洞灌漿有回填灌漿和固結灌漿兩種?；靥罟酀{目的是填塞圍巖與襯砌之間的空隙，確保襯砌對圍巖的支承，防止圍巖變形；固結灌漿的目的是加固圍巖，提高圍巖的整體性和強度。為了節(jié)省鉆孔工作量，防止鉆孔時切斷鋼筋，灌漿前要在襯砌中預埋灌漿管，直徑為38?50mm?；靥罟酀{孔一般只布置在拱頂中心角120°范圍內。固結灌漿孔則應根據(jù)需要布置在整個斷面四周。灌漿孔沿隧洞軸線每2?4m布置一排，各排孔位呈梅花形布置。此外，還應根據(jù)規(guī)范要求布置一定數(shù)目的檢查孔。隧洞灌漿必須在襯砌混凝土達到一定強度后才能進行?；靥罟酀{可在襯砌混凝土澆筑兩周后安排進行，固結灌漿可在回填灌漿一周后進行。灌漿時應先用壓縮空氣清孔