羅杰華，寧 健

(江西省水利水電建設(shè)有限公司，江西南昌 330025)

水利工程建設(shè)關(guān)系著國(guó)家及人民的共同利益，受其高技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，在水利工程建設(shè)發(fā)展過程中，相關(guān)水利技術(shù)措施也逐步得到了發(fā)展和成熟。實(shí)際施工過程中，襯砌技術(shù)憑借工藝操作簡(jiǎn)單、防滲作用強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)、支護(hù)作用強(qiáng)等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于水利工程中的隧道工程、水利渠道中。針對(duì)隧道安全問題突出這一現(xiàn)狀，國(guó)內(nèi)外廣大學(xué)者通過理論分析［1～4］、工程經(jīng)驗(yàn)總結(jié)［5］等方法對(duì)襯砌技術(shù)進(jìn)行大量深入研究。為了更好地分析水利工程中隧道襯砌技術(shù)的應(yīng)用概況，在資料總結(jié)的基礎(chǔ)上，對(duì)襯砌技術(shù)的形式、試用條件、工藝流程及控制方面進(jìn)行探討研究，為襯砌技術(shù)在水利工程隧道建設(shè)中的應(yīng)用提供理論支持。

1 隧道襯砌結(jié)構(gòu)形式

襯砌簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)就是內(nèi)襯，在隧道施工過程中，具體的襯砌形式有整體式模筑混凝土襯砌、裝配式襯砌、噴錨支護(hù)、復(fù)合式襯砌。

整體式模筑混凝土襯砌即在施工現(xiàn)場(chǎng)就地灌筑混凝土襯砌;裝配式襯砌是將襯砌分成若干塊構(gòu)件(構(gòu)件在現(xiàn)場(chǎng)或工廠預(yù)制)，然后將構(gòu)件運(yùn)到坑道內(nèi)用機(jī)械將它們拼裝成一環(huán)接著一環(huán)的襯砌;噴錨支護(hù)是通過噴射混凝土、加設(shè)錨桿、金屬網(wǎng)和鋼架進(jìn)行共同支護(hù);復(fù)合式襯砌簡(jiǎn)稱“雙層襯砌”，分為外襯和內(nèi)襯兩層，其復(fù)合形式可以具化為以下幾種。

(1)噴錨支護(hù)和混凝土襯砌。

(2)噴錨支護(hù)和噴射混凝土襯砌。

(3)可縮式鋼拱噴射混凝土支護(hù)和模筑或噴射混凝土襯砌。

(4)裝配式襯砌(管片)和模筑混凝土襯砌等。

需要說(shuō)明的是，復(fù)合襯砌中最通用的是外層采用噴錨支護(hù)或輕型管片，內(nèi)層采用整體式模筑混凝土襯砌。

2 隧道襯砌適用條件

受不同的施工環(huán)境條件限制，水利工程施工過程中，宜采用的襯砌形式不同。針對(duì)不同地質(zhì)條件，應(yīng)采用不同的襯砌形式。

2.1 整體式模筑混凝土襯砌

該襯砌形式適用范圍廣，易于按需要成型，整體性好，防滲性能強(qiáng)，對(duì)地質(zhì)條件的適用性強(qiáng)。同時(shí)，對(duì)施工條件的配合度高，可用于木模板、鋼模板或襯砌模板臺(tái)車等。

2.2 裝配式襯砌

裝配式襯砌目前多用于使用盾構(gòu)法施工的城市地下隧道工程中，其拼裝成環(huán)后立即受力，便于機(jī)械化施工，可以有效節(jié)省工程實(shí)際中的勞動(dòng)力投入。

2.3 噴錨支護(hù)

噴錨支護(hù)是目前常用的一種圍巖支護(hù)手段，適用于各種圍巖地質(zhì)條件，但是若作為永久襯砌，一般考慮在Ⅰ、Ⅱ級(jí)等圍巖良好、完整、穩(wěn)定的地段中采用。

2.4 復(fù)合式襯砌

復(fù)合式襯砌采用先后兩次支護(hù)，對(duì)襯砌受力非常有利。圍巖在柔度較大的外層支護(hù)影響下，產(chǎn)生較大形變，變形能在很大程度上被釋放，進(jìn)而使后設(shè)的內(nèi)層襯砌減小受力，內(nèi)層襯砌又會(huì)對(duì)外層支護(hù)產(chǎn)生徑向抗力，從而改善外層支護(hù)的受力條件。在內(nèi)、外襯砌的共同作用下，隧道表面光潔，通風(fēng)和防水性得到顯著提高。

總之，復(fù)合式襯砌是一種較為合理的結(jié)構(gòu)形式是一種較為合理的結(jié)構(gòu)形式，適用于多種圍巖地質(zhì)條件，有其廣闊的發(fā)展前景，但這種襯砌的缺點(diǎn)是造價(jià)較高，施工比較復(fù)雜。

3 隧道襯砌工程實(shí)例

不同施工環(huán)境下，采用的襯砌技術(shù)不同，現(xiàn)以塔石嶺隧道襯砌工程為例，對(duì)相關(guān)襯砌技術(shù)進(jìn)行介紹。

某隧道右線起訖里程為:K104+895～K106+000，全長(zhǎng)1105m。進(jìn)口 RK104+895～RK105+935.206位于緩和曲線上，RK104+935.206～RK106+000位于直線上，隧道路面采用人字縱坡，上坡0.6%，下坡－0.8%。隧道穿越低山丘陵，山體坡陡，相對(duì)高差260m，主要巖性為晶屑溶結(jié)凝灰?guī)r，水文地質(zhì)主要為基巖裂隙水，水量貧乏。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件及設(shè)計(jì)，采用錨噴支護(hù)和二次襯砌相結(jié)合的形式(由于二、三類圍巖初期支護(hù)工作已完成，且變形基本穩(wěn)定)，其中二次襯砌采用C30混凝土(抗?jié)BS10)進(jìn)行澆筑。

實(shí)際施工過程中，施工技術(shù)要點(diǎn)如下。

(1)洞身襯砌時(shí)，先做仰拱，后施工邊墻及拱圈。

(2)使用強(qiáng)制性攪拌機(jī)進(jìn)行混凝土的攪拌，且時(shí)間≥2min。

(3)在初期支護(hù)及二次襯砌間設(shè)置防排水層，施工過程中確保防水層與噴層基本密貼。

(4)為確保襯砌的連續(xù)性及襯砌質(zhì)量，采用長(zhǎng)10m的臺(tái)車。

(5)混凝土拆模時(shí)間擬定為:二、三類圍巖必須達(dá)到混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%，四類圍巖則需達(dá)到70%。

(6)邊墻的擴(kuò)大基礎(chǔ)部分及仰拱的拱座與邊墻一次性完工。

4 襯砌施工工藝

通過上述具體隧道施工實(shí)例分析可知，水利工程隧道施工過程中，襯砌的施工要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)，且結(jié)合實(shí)際施工環(huán)境進(jìn)行，但整體而言，隧道襯砌施工過程的具體施工工藝流程如下。

(1)檢測(cè):襯砌前，檢查開挖斷面是否符合設(shè)計(jì)要求。

(2)總體方法:隧道拱墻襯砌在圍巖及初期支護(hù)變形基本穩(wěn)定后進(jìn)行。隧道二次襯砌采用10m左右襯砌臺(tái)車，整體澆筑;特殊地段(如錨段、風(fēng)機(jī)段)采用臺(tái)架和組合鋼模板襯砌。

(3)鋼筋制安:鋼筋混凝土襯砌地段，鋼筋在洞外成型后送至洞內(nèi)綁扎或拼裝焊接。

(4)襯砌臺(tái)車定位:施工前準(zhǔn)確進(jìn)行襯砌臺(tái)車定位，保證襯砌臺(tái)車中線與隧道中線一致，拱墻模板成型后固定，測(cè)量復(fù)核無(wú)誤;然后清理基底雜物、積水和浮碴，裝設(shè)擋頭模板，按設(shè)計(jì)要求裝設(shè)止水帶，并自檢防水系統(tǒng)設(shè)置情況。

(5)混凝土澆筑:各隱蔽工程驗(yàn)收合格后，開盤澆筑混凝土，灌注混凝土應(yīng)自下而上、先墻后拱、對(duì)稱澆筑，且分三班制進(jìn)行連續(xù)施工，澆注混凝土因故中斷時(shí)，在初凝前將接縫處的混凝土振實(shí)，并插上拉結(jié)筋，使縫面有一個(gè)合理的、均勻穩(wěn)定的坡度。在重新澆注混凝土前，先鑿除已硬化的前層混凝土表面的松軟層和浮漿，并將表面鑿毛，用壓力水沖洗干凈。

(6)拱頂襯砌混凝土施工:混凝土泵送軟管從模板臺(tái)車的進(jìn)料窗口處注入混凝土，當(dāng)混凝土澆筑面接近模板臺(tái)車頂部時(shí)，進(jìn)入封頂階段，為保證空氣順利排出，在堵頭的最上端預(yù)留兩個(gè)圓孔，安裝排氣管(φ50mm為宜)，排氣管一端伸入倉(cāng)內(nèi)前部，另一端(露出端)則不宜過長(zhǎng)，以便觀察。

隨著澆筑繼續(xù)進(jìn)行，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有水(實(shí)為混凝土表層的離析水、稀漿)自排氣管中流出時(shí)(以泵壓≤0.5MPa為宜)，混凝土充滿倉(cāng)內(nèi)，立即停止?jié)仓炷?，撤出排氣管和泵送軟管，并將擋板的圓孔堵死。

施工過程中，要落實(shí)三級(jí)檢查簽認(rèn)制度，并配備相應(yīng)的無(wú)損檢測(cè)儀器(地質(zhì)雷達(dá))進(jìn)行檢測(cè)，保證施工質(zhì)量。水利工程中隧道襯砌施工流程圖如圖1所示。

圖1 襯砌施工工藝流程示意圖

5 結(jié)語(yǔ)

(1)襯砌技術(shù)對(duì)水利工程中隧道的施工建設(shè)具有十分重要的作用，具有工藝簡(jiǎn)單、防滲性強(qiáng)、使用壽命強(qiáng)等特點(diǎn)。

(2)實(shí)際施工時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體環(huán)境，合理采取對(duì)應(yīng)的襯砌技術(shù)形式。

(3)施工前的檢測(cè)工作、施工過程中的嚴(yán)格控制是水利工程中隧道建設(shè)的重要環(huán)節(jié)。

本文雖然對(duì)水利工程中隧道的襯砌技術(shù)進(jìn)行了探討，對(duì)襯砌技術(shù)的形式、工藝進(jìn)行了初步總結(jié)，但襯砌技術(shù)的應(yīng)用，具體到工程實(shí)際中，則需要根據(jù)實(shí)際工程環(huán)境進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

［1］林鵬，周雅能，李子昌，等．大跨徑非規(guī)則地下結(jié)構(gòu)襯砌非線性配筋分析［J］．中國(guó)軟巖工程與深部災(zāi)害控制研究新進(jìn)展，2009，405-410．

［2］陳兵．隧道單層襯砌設(shè)計(jì)及工程可靠性研究［D］．西南交通大學(xué)，2008．

［3］楊素新，邵生俊，佘芳濤，等．隧道在地裂縫處的瀝青混凝土復(fù)合襯砌的力學(xué)響應(yīng)分析［J］．西北地震學(xué)報(bào)，2011(33)，265-270．

［4］郭有勁．地質(zhì)雷達(dá)在鐵路隧道襯砌質(zhì)量檢測(cè)中的應(yīng)用［J］．鐵道工程學(xué)報(bào)，2002(02)，71-74．

［5］孫國(guó)慶．淺談水利工程中襯砌技術(shù)的應(yīng)用［J］．中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2011(22)，219．