大跨度断面隧道二衬施工技术

大跨度断面隧道二衬施工技术

栗虎

山东省路桥集团有限公司山东济南250021

摘要：目前，地铁隧道施工过程中主要采用初期支护二次衬砌结构，在地铁隧道施工初期，一般采用钢筋格栅作为主要骨架作为支护结构承受各种压力载荷，然后再通过向其中喷灌混凝土从而形成隧道结构。本文以某地铁隧道工程为例，从主要施工工艺流程出发，对大跨度断面隧道二次衬砌施工工序工作进行了全面的介绍，并对相关的施工标准及常识性要求进行了必要的阐述。

关键词：大跨度；断面隧道；二衬施工技术

1、工程概况

某隧道左线全长1010m，右线全长1002m，设计最大开挖宽度21．1m，最大开挖高度13．56m，是目前国内已施工完成的跨度最大的公路隧道。隧道按上下分离式布置，根据围岩类别不同，洞身开挖施工分别采用了台阶法、中隔壁法、双侧壁导坑法等工法，其中采用双侧壁导坑法施工的洞身长460m。二衬结构混凝土使用强度等级为C30、抗渗等级为S10的防水混凝土，双侧壁导坑法的断面二衬混凝土厚度分别为：5--5断面650mm，6—6断面650mm，7—7断面700mm，8—8断面750mm。根据地质勘探资料显示，暗挖竖井所处地层自上而下分别为人工填土层、淤泥质土层、粉细砂层、中粗砂层、淤泥质土层、粉质黏土层、全风化泥质粉砂岩、微风化泥质粉砂岩。

2、主要施工工艺流程

地铁隧道二次衬砌施工一般可以分为三大阶段，阶段一主要为前期准备性施工，分别为初期支护背后注浆及堵漏、临时支护的拆除、基面处理、防水层施工等；阶段二则为主体施工工序，分别为钢筋制安、模板及支撑结构安装、混凝土浇筑等；阶段三则为收尾性施工，分别为混凝土养护、模板及支撑结构拆除、混凝土修补、施工后材料清运以及二衬结构堵漏等。

2.1临时支护拆除

地铁隧道临时支护的拆除主要分为两期工程，一期工程先拆除竖井横通道西部，二期工程拆除竖井横通道东部。隧道中临时支护喷射混凝土的主要拆除方式采用自上而下分层破除法，先通过风镐凿除上部，然后使用液压破碎头凿除下部，而型钢及钢筋则主要使用气割切割破除。

2.2基面处理

基面处理通常在防水板铺设之前完成，其工程标准要求必须达到坚实、圆顺且无明显凹凸物的水平，主要分为回填注浆密实、引水堵塞、欠挖处理、基面突出物割除、基面抹平等过程。

2.2.1回填注浆

回填注浆一般分为集中注浆和系统注浆两个部分。系统注浆是利用初支背后预埋回填注浆管回填注浆，材料一般采用水泥单液浆，压力在0.75MPa左右，注浆量一般控制在单孔不超过20t，方向采取从低向高依次进行。集中注浆在系统注浆后进行，通常是局部出现漏水现象时，对渗漏点进行集中注浆。

2.2.2引水堵塞

堵漏通常是在注浆完成之后，对部分漏水区域进行直接堵塞或引管堵塞。直接堵塞通常应用于小范围漏水，比如基面滴水，这种情况下，水压较小，因此只需以漏水点为中心，凿除形成孔槽，随后用水清洗干净，将堵漏灵置于槽内并压实，随后观察是否继续漏水，如果继续漏水则重复操作。而引管堵塞主要指漏水点较大时，且有明显流水时，这时候就需要凿除周围区域，形成一个锥形槽，清洗干净后将引流管置于槽内，并用快硬泥浆封实，进而使得漏水从引流管中流出。

2.2.3欠挖处理

欠挖处理主要针对经过断面检查后初支欠挖大于5cm的部分，通常采用换拱外移进而满足净空的要求。至于那些局部超挖超过10cm的部分补喷即可，大面积超挖通常采用二衬混凝土回填。

2.2.4基面突出物的割除

该部分主要针对那些超出基层的金属构件进行切除抹平操作，至于那些凸出鼓包混凝土则使用风镐凿平进而满足净空圆顺的要求。

2.2.5基面抹平

基面抹平主要指在基面棱角或阴阳角区域使用砂浆抹成圆弧的工序。

2.3防水施工

地铁隧道防水主要使用1.5mmPVC防水板，在防水板与初期支护之间使用无纺布缓冲。防水板则按照二衬结构施工段进行分段铺设，每段分2次施工，也就是先施工再仰拱防水层，等待仰拱混凝土灌注完成之后，再对边墙以及拱顶防水层进行施工。防水施工第一步，固定防水板和无纺布，仰拱防水板统一按照空铺法进行铺设，而边墙和拱顶则按照垫片固定法铺设。每块防水板要求环向布置2排垫片，距离防水板边缘40cm。同时要求垫片距离边墙80cm，拱顶40cm。防水施工第二步，连接防水板和无纺布，防水板的连接统一使用爬行热合机焊双焊缝结合热吹风焊接，要求焊缝的宽度大于等于15mm，而无纺布的连接则采用搭接的方法，无纺布和防水板均要求采取全断面环向进行铺设。

同时，要求无纺布和防水板的搭接纵向接缝接头部位错开距离至少为30cm，环纵向搭接宽度均不小于10cm。在铺设防水板的时候，要严格按照基层不平度，保持防水板适当的松弛度。防水施工第三步，细石混凝土保护层施工。仰拱防水板顶面铺设50mm厚C15细石混凝土保护层。采用商品混凝土，施作时商品混凝土通过下料管投至竖井底，然后用前翻式农用车运至作业面，再由人工用胶桶盛装提至防水板上，人工用木抹子和铁抹子在防水板上从仰拱底往边墙上按环向1m宽为1幅，沿隧道纵向单方向后退式一次性抹贴50mm厚。

2.4特殊部位防水施工

特殊部位防水主要指施工缝防水和变形缝防水。施工缝防水采用厚钢板止水带，其纵向水平施工缝防水则使用带燕尾的30cm槽形镀锌钢板止水带，而环向施工缝则采用直形镀锌钢板止水带。

钢板止水带安装采用准8钢筋定位固定，准8钢筋与结构钢筋焊牢。连接相同方向上的钢板止水带采用全宽对焊以及搭接满焊连接，连接相交的钢板止水带则采用满焊全宽搭接连接。在施工缝进行浇注混凝土前，必须将施工缝表面清理干净。而对于变形缝则需要采用中置式宽橡胶止水带。

2.5防水板的保护及质量检查

在防水层铺设完成后，必须对其加以保护，因为钢筋的运输、绑扎、焊接等过程都有可能对防水板造成损坏。在对钢筋接头进行焊接的时候，必须使用石棉板对其隔挡形成保护。如果发现防水层已经发生损坏，那么必须迅速对其进行修补。

防水板的质量检查主要分为外观检查和焊缝质量检查。防水板铺设应该尽量均匀且连续，要求焊缝不小于10mm，并且焊缝必须平顺无皱褶焊接均匀。对焊缝进行质量检查的时候，需要使用5号注射器，一头与打气筒连接，另一头与压力表连接，使用打气筒加压至0.25MPa，如果10min后压力下降幅度小于或等于10%，就说明焊缝质量合格，如果超过10%，那就说明需要找到不合格区域重新焊接，直到合格为止。检查采用随机抽样的方法，每10条抽取1条焊缝检查。

2.6混凝土浇筑及养护

混凝土浇筑主要包括仰拱混凝土浇筑和边墙及拱顶混凝土浇筑边墙及拱顶混凝土浇筑，前者要求从仰拱底部向两边对称浇筑，后者则要求先浇筑边墙，后浇筑拱顶。在浇筑边墙混凝土的时候，要求必须在衬砌拱架两侧起拱线标高位置纵向每隔3m开1个混凝土浇筑窗口，混凝土泵送混凝土料至衬砌拱架后，通过设于混凝土输送钢管末端的左右分叉软管同时送至左右两侧浇筑口对称浇筑。边墙混凝土从下至上分层浇筑，分层厚度约为600mm，左右边墙对称、连续进行，其间歇时必须在前层混凝土初凝之前完成次层混凝土的浇筑，否则，应凿毛后方可浇筑，严禁出现冷缝。

3、结语

地铁隧道二次衬砌施工是一项系统工程，影响因素众多，施工过程中根据工程实际情况分期施工、控制结构施工各工序、控制混凝土的浇筑质量，控制好隧道净空尺寸，加强对周边建筑物及洞内的监测，采取可行施工方法与技术措施，确保工程质量。

参考文献

[1]赵海钦．大断面隧道施工技术探讨[J]．山西建筑，2009，35（3）：300—301．

[2]广州市轨道交通六号线工程越秀南站详细勘察阶段岩土工程勘察报告[R]．广州：广东有色工程勘察设计院，2005．