趙繼平

（中鐵一局集團(tuán)第五工程有限公司，陜西寶雞721006）

國(guó)內(nèi)隧道拱墻襯砌混凝土主要采用整體式模板臺(tái)車(chē)、輸送泵泵送澆筑混凝土施工，由于傳統(tǒng)澆筑工藝的缺陷導(dǎo)致澆筑成型混凝土強(qiáng)度離散性大、不能滿足設(shè)計(jì)要求，且易在拱頂襯砌背后形成脫空、不密實(shí)等質(zhì)量缺陷，在列車(chē)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，由于拱頂不密實(shí)、脫空段落易剝落給安全行車(chē)及保證隧道襯砌結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定帶來(lái)極大安全隱患。由中鐵一局集團(tuán)承建的大臨鐵路站前1標(biāo)，為解決隧道襯砌強(qiáng)度離散性大、拱頂脫空及不密實(shí)、外觀質(zhì)量差等缺陷，進(jìn)行工藝優(yōu)化，本項(xiàng)目采用襯砌逐窗分層澆筑混凝土工藝施工，有效解決了傳統(tǒng)襯砌澆筑工藝的質(zhì)量缺陷，得到了建設(shè)單位和各兄弟單位高度認(rèn)可，并加以推廣。

1 工程簡(jiǎn)介

新建大理至臨滄鐵路站前土建工程DLZQ-1標(biāo)，位于云南省大理州下關(guān)鎮(zhèn)和巍山縣大倉(cāng)鎮(zhèn)境內(nèi)，標(biāo)段起止里程DK0+000～DK27+540.2，長(zhǎng)27.54km，以及全線制梁、鋪架、彈性支承塊預(yù)制等工程。大麥地隧道是本標(biāo)段的重難點(diǎn)工程,也是全線控制工程之一，隧道起訖里程為DK0+500～DK12+150，全長(zhǎng)11650m，全隧共設(shè)4座無(wú)軌雙車(chē)道斜井。隧道區(qū)通過(guò)了鳳儀背斜、大合江斷層及三岔河向斜，構(gòu)造比較復(fù)雜，洞身地層巖性主要為粉質(zhì)粘土和泥巖夾粉砂巖、石膏、石英砂巖、砂巖、泥巖、鈣質(zhì)礫巖、砂巖，地下水以基巖裂隙水為主，富水性弱至中等，隧道最大涌水量13231m3/d。

2 工藝特點(diǎn)

（1）襯砌混凝土澆筑：實(shí)行分層逐窗澆筑，減小混凝土出料口至澆筑面高度，臺(tái)車(chē)各窗口間混凝土澆筑間隔時(shí)間短，提高入模混凝土質(zhì)量，避免混凝土表面出現(xiàn)施工“冷縫”。

（2）混凝土振搗：拱腰以下部位采用插入式振搗器為主、附著式振搗器為輔的振搗方式，拱腰以上部位采用附著式振搗器進(jìn)行振搗；鋼筋混凝土段采用附著式振搗器為主、插入式振搗器為輔的振搗方式；無(wú)筋段混凝土采用插入式振搗器為主、附著式振搗器為輔的振搗方式。

（3）拱頂混凝土澆筑：采用不少于2個(gè)封頂澆筑孔，確保拱頂混凝土澆筑密實(shí)。

（4）采用襯砌分層逐窗澆筑工藝可提高混凝土密實(shí)度、強(qiáng)度、耐久性，減少混凝土表面氣泡、蜂窩麻面等質(zhì)量缺陷。經(jīng)無(wú)損檢測(cè)驗(yàn)證，襯砌混凝質(zhì)量明顯提高。

3 施工工藝流程

工藝流程如圖1所示。

4 操作要點(diǎn)

4.1 現(xiàn)場(chǎng)施工準(zhǔn)備

（1）襯砌混凝土澆筑前，采用全站儀對(duì)澆筑段基面進(jìn)行逐點(diǎn)測(cè)量，測(cè)量完成后繪制隧道斷面圖，將實(shí)測(cè)的斷面與設(shè)計(jì)斷面進(jìn)行對(duì)比、檢查二襯厚度是否符合設(shè)計(jì)要求。檢查基面平整度和基面有無(wú)突出尖銳物體存在，為下一步防水板的掛設(shè)做準(zhǔn)備。

（2）鋪設(shè)環(huán)向、縱向排水盲管，鋪掛土工布和防水板。其防水板的焊接工藝和鋪設(shè)松弛度要符合質(zhì)量要求。

（3）按照設(shè)計(jì)置綁扎二襯鋼筋。二襯鋼筋環(huán)向間距、縱向間距、層間距、保護(hù)層厚度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，鋼筋焊接中要采取防護(hù)措施防止燒壞防水板。

圖1 襯砌逐窗澆筑混凝土施工工藝流程圖

（4）在上述3條自檢合格并報(bào)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格后，二襯臺(tái)車(chē)走形至待澆筑襯砌混凝土地段，擴(kuò)張、升降就位。人工安裝臺(tái)車(chē)襯砌端頭鋼端模、止水帶、加固絲杠、臺(tái)車(chē)面板噴涂脫模劑、鋪設(shè)輸送泵管。

（5）確認(rèn)上述準(zhǔn)備工作均已完成后，報(bào)檢現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師申請(qǐng)二襯混凝土澆筑，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理檢查合格同意澆注后填寫(xiě)本次混凝土澆筑委托單。

4.2 澆筑襯砌混凝土

4.2.1 泵送混凝土澆筑前準(zhǔn)備工作

（1）試驗(yàn)人員依據(jù)施工配料通知單對(duì)攪拌機(jī)各種原材料的計(jì)量參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，確認(rèn)無(wú)誤后，開(kāi)始進(jìn)行混凝土的拌和，首盤(pán)混凝土出站前對(duì)坍落度、含氣量、和易性進(jìn)行檢測(cè)，確認(rèn)混凝土性能滿足要求后開(kāi)始正式拌和并將混凝土運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)。

（2）混凝土到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)人員檢測(cè)混凝土坍落度、入模溫度，滿足要求后開(kāi)始澆筑；混凝土測(cè)試指標(biāo)不合格時(shí)嚴(yán)禁澆筑，混凝土退回?cái)嚢枵局匦抡{(diào)配，嚴(yán)禁在現(xiàn)場(chǎng)私自加水隨意調(diào)整混凝土的用水量而影響混凝土強(qiáng)度等級(jí)。

（3）混凝土罐車(chē)到達(dá)指定卸料位置后，在卸料之前要加速轉(zhuǎn)動(dòng)混凝土攪拌罐不少于30s，以降低由于混凝土運(yùn)輸過(guò)程對(duì)混凝土拌合物性能的影響。

4.2.2 混凝土澆筑施工過(guò)程

（1）分層分窗澆注。為將混凝土料盡可能均勻地分布在每一澆筑層，在臺(tái)車(chē)平臺(tái)部位設(shè)置三通泵送管口，在三通泵送管的兩側(cè)管口處設(shè)置接料斗，接料斗與溜槽聯(lián)通，混凝土經(jīng)由輸送泵-三通泵送管-兩側(cè)接料斗-溜槽-各層窗口-入模，將混凝土料均勻地分布到各個(gè)窗口位置。

在襯砌臺(tái)車(chē)工作平臺(tái)上設(shè)置前后2組固定式三通泵送管及配套接料斗，每個(gè)接料斗配備2組溜槽，第一節(jié)溜槽長(zhǎng)度根據(jù)接料斗至最近窗口間距離進(jìn)行加工，溜槽下端設(shè)置4個(gè)栓接孔，按第一節(jié)溜槽下端至其余窗口間距離分別加工1.0m、1.5m、2.5m溜槽可與第一節(jié)溜槽栓接，確?；炷聊軌蛲ㄟ^(guò)溜槽進(jìn)入平臺(tái)以下各工作窗口。

接料斗設(shè)置活動(dòng)中隔板，混凝土澆筑過(guò)程中，注意觀察混凝土澆筑高度，當(dāng)左側(cè)混凝土澆筑高度達(dá)到60～80cm時(shí)，暫停澆筑該側(cè)混凝土并關(guān)閉工作平臺(tái)上左側(cè)三通管口，打開(kāi)右側(cè)三通管口和接料斗中隔板開(kāi)始澆筑右側(cè)襯砌混凝土，右側(cè)混凝土澆筑高度達(dá)到60～80cm時(shí)，換至左側(cè)進(jìn)行混凝土澆筑，如此循環(huán)完成拱腰以下窗口（臺(tái)車(chē)工作平臺(tái)高度以下窗口）部位的襯砌混凝土澆筑。

澆筑拱腰部位（臺(tái)車(chē)工作平臺(tái)至拱頂之間）襯砌混凝土?xí)r，在襯砌臺(tái)車(chē)工作平臺(tái)部位的三通泵送管處連接耐磨橡膠軟管進(jìn)入臺(tái)車(chē)工作窗口、泵送混凝土入模的方案，通過(guò)更換不同長(zhǎng)度的耐磨橡膠軟管實(shí)現(xiàn)拱腰部位襯砌混凝土的逐層分窗澆筑施工。

（2）混凝土封頂。當(dāng)混凝土澆筑面已接近頂部（以高于模板頂部為界限），進(jìn)入封頂階段，襯砌臺(tái)車(chē)長(zhǎng)度一般分為9m、12m兩種，僅靠泵送入?；炷磷陨淼牧鲃?dòng)性無(wú)法保證封頂混凝土將襯砌斷面以內(nèi)空間全部填滿，根據(jù)混凝土設(shè)計(jì)配合比的和易性并經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)觀察、地質(zhì)雷達(dá)無(wú)損檢測(cè)結(jié)果確定拱頂部位封頂澆筑孔布置原則如下：9m長(zhǎng)度襯砌臺(tái)車(chē)在距端頭3m、6m處設(shè)2處封頂澆筑口，12m長(zhǎng)度襯砌臺(tái)車(chē)在距端頭3m、6m、9m處設(shè)3處封頂澆筑口，澆筑拱頂部位混凝土?xí)r安排專(zhuān)人注意觀察拱頂混凝土是否澆筑密實(shí)；為保證拱頂襯砌斷面內(nèi)空氣能夠順利排出，在防水板頂部粘接一道打孔排氣管（?30mmPVC管），排氣管與防水板粘接牢固。澆筑封頂混凝土后期當(dāng)發(fā)現(xiàn)有水（混凝土表層的離析水、稀漿）自排氣管中流出時(shí)，即說(shuō)明模板內(nèi)已完全充滿混凝土，停止?jié)仓炷?，疏通排氣管。澆筑封頂混凝土?xí)r從內(nèi)向端模方向開(kāi)始向臺(tái)車(chē)外側(cè)端頭灌注，以利于排除空氣。

4.3 二襯混凝土振搗

混凝土入模后振搗效果的差異對(duì)最終成型襯砌混凝土的質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用，根據(jù)襯砌混凝土的類(lèi)型及不同澆筑部位對(duì)振搗方式的要求，采用插入式振搗器、附著式振搗方式2種振搗方式相互配合進(jìn)行振搗作業(yè)，以提高混凝土密實(shí)度、強(qiáng)度、耐久性，減少混凝土表面氣泡、蜂窩麻面等質(zhì)量缺陷。

拱腰以下的邊墻部位采用插入式振搗器為主、附著式振搗器為輔的振搗方式，拱腰以上部位采用附著式振搗器進(jìn)行振搗；鋼筋混凝土段采用附著式振搗器為主、插入式振搗器為輔的振搗方式；無(wú)筋段混凝土采用插入式振搗器為主、附著式振搗器為輔的振搗方式。

插入式振搗器的振搗范圍為窗口左右兩側(cè)混凝土；附著式振搗器布置于臺(tái)車(chē)各工作窗口之間，梅花型布置，具體布置間距根據(jù)所選用的振搗器有效作用距離計(jì)算后確定，每臺(tái)附著式振搗器設(shè)計(jì)獨(dú)立開(kāi)關(guān)并進(jìn)行編號(hào)，以澆筑混凝土的先后順序?yàn)樵瓌t進(jìn)行編號(hào)，可有效避免因誤開(kāi)振搗器而形成過(guò)振、漏振現(xiàn)象的發(fā)生。

振搗棒振搗混凝土?xí)r，振搗棒應(yīng)該快插慢拔，插點(diǎn)要均勻排列，振動(dòng)棒要垂直插入垂直拔出逐點(diǎn)振搗逐點(diǎn)移動(dòng)，順序進(jìn)行，移動(dòng)間距不宜大于振搗器作用半徑的1.5倍，嚴(yán)禁將振搗棒放入混凝土后從前到后拖拉式振搗混凝土?；炷琳駬v上一層時(shí)應(yīng)插入下一層50～100mm，以使兩層混凝土結(jié)合牢固，振搗要避免漏搗、過(guò)搗,振搗時(shí)不得觸及鋼筋和模板。上層和下層振搗時(shí)間差不應(yīng)超過(guò)2h。

附著式振搗器振搗時(shí)，待混凝土澆筑到振動(dòng)器上方1m高處，開(kāi)動(dòng)整排附著式振動(dòng)器，同時(shí)振動(dòng)15s，然后繼續(xù)灌注。脫模后對(duì)襯砌混凝土表面外觀質(zhì)量進(jìn)行檢查，若混凝土表面出現(xiàn)明顯“蜂窩、麻面、翻砂”等質(zhì)量缺陷，對(duì)附著式振搗器時(shí)間進(jìn)行調(diào)整，確?；炷恋谋碛^整體平整度及光潔度滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

5 質(zhì)量控制

（1）加強(qiáng)混凝土各環(huán)節(jié)管理，坍落度波動(dòng)小于2cm，嚴(yán)禁隨意加水。

（2）附著式振搗器應(yīng)根據(jù)臺(tái)車(chē)各工作窗口間距及附著式振搗器有效振搗半徑合理布置。

（3）每臺(tái)附著式振搗器應(yīng)編號(hào)并設(shè)置獨(dú)立控制開(kāi)關(guān)，避免澆筑混凝土過(guò)程中發(fā)生過(guò)振、漏振現(xiàn)象。

（4）襯砌臺(tái)車(chē)頂部封頂澆筑孔數(shù)量應(yīng)不少于2個(gè)，確保封頂混凝土能夠?qū)⒁r砌拱頂范圍內(nèi)有效填充，避免在襯砌拱頂形成大面積脫空。

（5）在襯砌拱頂防水板內(nèi)緣處埋設(shè)縱向排氣孔與注漿管，混凝土澆筑完畢后及時(shí)對(duì)襯砌背后局部脫空地段進(jìn)行回填注漿。

6 效果評(píng)價(jià)

襯砌逐窗澆筑混凝土能夠有效保證混凝土的密實(shí)，避免襯砌澆筑完成后襯砌背后出現(xiàn)脫空、減少表面質(zhì)量缺陷，保證襯砌混凝土“內(nèi)實(shí)、外美”，大大減低隧道投入運(yùn)營(yíng)前后的返工及缺陷處理費(fèi)用，提高隧道的整體施工質(zhì)量。

可避免因襯砌混凝土質(zhì)量缺陷對(duì)隧道運(yùn)營(yíng)形成的安全隱患，提升企業(yè)聲譽(yù)，對(duì)企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展有利。

采用逐窗分層澆筑法進(jìn)行襯砌混凝土澆筑施工后，經(jīng)無(wú)損檢測(cè)驗(yàn)證，效果顯著提升，有效解決了襯砌脫空、不密實(shí)、外觀質(zhì)量差等缺陷整治。