公路隧道二次衬砌混凝土施工的几个质量控制要点

公路隧道二次衬砌混凝土施工的几个质量控制要点

摘 要：本文结合了水涧山隧道二次衬砌混凝土施工的具体实例和本人从事隧道工程施工工作的相关经验，以水涧山隧道二次衬砌工程为例，在总结该工程特点的基础上，通过介绍了衬砌施工中混凝土衬砌施工方案的设计，混凝土的搅拌、运输 、灌筑，着重探讨了施工过程中的质量控制和施工细节的注重。

关键词：隧道工程；二次衬砌；施工技术

1 工程概况

水涧山隧道是博深高速的控制性先行工程，由中铁隧道集团一处有限公司承建，实行隧道式3公里单头掘进，隧道左线全长2929米，右线全长2906米。整个隧道穿越具有“小九寨”之称的东莞市银屏山自然风景保护区。

2 混凝土衬砌施工方案的设计

2.1二次衬砌时间的选择

水涧山隧道全隧采用复合式衬砌，适时合理选择二次衬砌时机，是保证村砌质量的关键。水涧山隧道明确要求二次衬砌根据围岩等级情况设计规定距离范围内紧跟掌子面。

围岩量测是新奥法的核心技术，对确保开挖、施工支护、二次衬砌的安全质量具有决定性的作用，必须认真对待。在水涧山隧道施工中，还通过结合隧道围岩超前地址预报反馈信息，对开挖后的围岩实际情况进行了变更，通过及时改变施工方法和施工工艺，确保

了施工安全和质量。

2.2 混凝土的搅拌 、运输 、灌筑

搅拌过程中严格控制混凝土振捣工艺，边墙采用人工振捣，拱腰采用附着式振捣器振捣，保证振捣时间（泛浆、平坦、不冒气泡）及振捣数量（不漏振）。

混凝土的细骨料选用中砂，粒径小于0．315mm颗粒所占的比重为15％～20％，砂率为40％～50％。粗骨料选用连续级配的卵石，公称粒径为5mm～40mm。粗细骨料及水泥均采用机械上料，自动计量。混凝土的搅拌时间等均符合规范要求。在施工中采用测量拱部断面计算混凝土用量和在挡头板观察来控制封顶混凝土的质量，再者由于采用泵送混凝土压力大，也能提高封顶质量。混凝土的振捣采用在模板上设附着式振动器并配以插入式振动器的复合振动方式 ，实践证明，混凝土不但 内实而且外美。

3 二衬质量控制的难点

3.1 隧道初期支护的控制要求

1、隧道开挖成型控制。通过聘请了爆破专家现场指导，召开爆破专题会议，邀请一线工人共同参与，确保爆破设计合理，并在实施过程中不断优化、适时调整；爆破前由测量组将开挖轮廓线精确放样，并重点对周边眼进行了标注，爆破后Ⅱ级围岩段残痕率达到90%以上，平均超挖仅8 cm，做到了零欠挖，周边眼圆顺、无鼓包现象。

2、隧道拱架安装精细化，其数量符合设计要求，间距均匀控制在±5cm以内，其拱架保护层厚度均大于2cm，拱脚无虚渣及其他杂物，全部采用钢板支垫。钢支撑全部紧靠围

岩，与围岩间的间隙全部采用C20喷射砼回填密实。

3、严格控制喷射砼质量。隧道开挖后强制要求执行初喷工艺，否则不允许下道工序施工，有力的保证了施工安全；喷射混凝土时采用二次复喷工艺，确保了平整密实；喷射厚度不小于设计要求，做到立拱段不显露拱架，杜绝了“排骨”通病；采用3m直尺检测喷砼平整度，最大间隙仅2cm。隧道初期支护平顺、无排骨通病，无漏喷、离鼓、裂缝、钢筋网外露现象，基面平整度边墙D/L≤1/6，拱顶D/L≤1/8，其中L为喷射砼相邻两凸面间的距离，D为喷射砼相邻两凸面间下凹的深度。

3.2模板台车的质量控制

优良的工艺装备、成熟的施工技术保证衬砌内实外美，最终保证了水涧山隧道二次衬砌混凝土表面密实、结构轮廓线条顺直美观、色泽均匀一致。其具体措施如下：

一是注重钢模板的加工设计、使用、验收、保养。以工艺装备质量保证砼施工质量，要求模板台车面板厚度必须达到10mm。模板进场后进行现场质量检测，现场拼装，共同确认能否投入使用

衬砌模板台车见下图:

二是衬砌混凝土配料、拌和、运输和泵送等整个施工过程能够得到有效控制。

三是模板与混凝土面间缝隙用海绵橡胶胶条或双面胶堵塞，保证振捣不漏浆。

四是灌注混凝土时，混凝土连续均匀，软管口距离混凝土面控制在1.5以内，保证混凝土不发生离析，衬砌台车前后混凝土高差不超过60cm，左右两侧混凝土高差不得超过

50cm。

五是脱模时间由工地实验室控制，脱模时混凝土强度不得小于8Mpa。

六是衬砌脱模之后专人洒水养护，保持混凝土面湿润，不小于14天。

七是模板台车在每组衬砌脱模后都及时清洁面板并涂刷脱模剂，每施工200m重新打磨一次，如下图所示：

3.3水涧山隧道衬砌钢筋设计净保护层的控制

水涧山隧道衬砌钢筋设计净保护层厚度在钢筋质量控制的重中之重，施工过程中，钢筋保护层厚度控制难度较大，控制不严就会产生漏筋或保护层厚度过大，严重影响二次衬砌结构受力。施工过程中，边墙及拱顶部位衬砌钢筋保护层厚度最难控制，主要是边墙处衬砌钢筋为钢筋搭接部位，且边墙处衬砌为直墙式；拱顶范围衬砌钢筋由于自重下沉，针对这种情况，施工过程中主要采取以下措施控制衬砌钢筋保护层厚度：

一是边基施工，边基衬砌钢筋定位

有仰拱段，仰拱钢筋安装时，预留边墙基础（边基）处衬砌钢筋，无仰拱段先安装边基处衬砌钢筋，再进行边基浇筑。边基浇筑过程中，待混凝土达初凝时，严格按照设计要求调整衬砌钢筋的主筋、纵向筋间距，层间距及保护层厚度。边基处衬砌钢筋安装质量影响整体衬砌钢筋安装质量。

二是测量放线，准确定位

按照交底安装外层衬砌钢筋（靠近防水板一侧），间距、搭接长度、焊接质量等符合设计及规范要求，经质检工程师检验合格后进行内层钢筋安装。内层钢筋安装前，由测量组按照每循环施工长度在端头放线处内层钢筋及钢筋保护层控制点，点位布置为：边墙两点、拱腰两点、拱顶两点。作业队在控制点处焊接临时标记钢筋，在钢筋上标记处内层钢筋控制点。将纵向在同一直线上两内层钢筋控制点拉线，用于在内层钢筋安装过程中总体控制钢筋保护层厚度。

三是绑扎混凝土垫块

衬砌钢筋安装前，预制与衬砌混凝土同等强度的混凝土垫块，预留铁丝，规格5cm×5cm×5cm。内层钢筋安装完毕后，每平方绑扎4个垫块，梅花型布置。用于防止混凝土浇筑过程中，衬砌钢筋受混凝土挤压或自重产生位移变化，影响钢筋保护层厚度。

四是置支撑钢筋

由于二次衬砌边墙、拱顶部位衬砌钢筋保护层较难控制，在边墙、拱顶衬砌钢筋处焊接φ8支撑定位钢筋，钢筋预伸长度为净保护层厚度，每平方一根。防止在混凝土浇筑过程中，衬砌钢筋受力变形影响保护层厚度。

五是模板台车尺寸精确

模板台车尺寸精确程度直接影响钢筋混凝土保护层厚度，导致保护层厚度偏大、过小或漏筋。模台车板定位之前，对模板台车尺寸进行复核，检查无误后进行台车定位。台车定位后，再次对模板台车进行复核，检查模板轮廓线是否与衬砌内轮廓线重合，若超过规范允许偏差，对模板台车进行调整。

除了原材料质量因素以外，钢筋混凝土结构构件的钢筋保护层偏差直接影响到钢筋混凝土构件的力学性能及耐久性，关系到建筑物的使用安全及使用寿命。钢筋混凝土保护层也是隧道工程施工中极易忽视的问题，因此，施工过程中控制钢筋保护层厚度至关重要，我们要加强对施工人员的教育和管理，充分认识到钢筋保护层厚度对工程结构的重要性，在施工过程中，采取各种措施严格控制钢筋混凝土保护层厚度。

4 结语

在水涧山隧道施工中，大家边实践、边摸索、边总结，几经优化施工方案，初期支护、钢筋保护层等质量的控制取得了显著效果。实践证明，水涧山隧道混凝土施工选用设备先进、配套合理，生产速度快、效率高，通过科学的施工组织，确保了良好的质量控制，取得了较好的社会和经济效益。

参考文献

[1]王鹏.隧道二次衬砌施工方案的探讨[J].山西建筑，2008(4).

[2]李书静.隧道二次衬砌矮边墙与边拱一次灌注施工技术[J].铁道工程学报，2009，5.

作者简介：唐浩（1983-）男，湖南益阳，广东省公路建设有限公司工程师