李成業(yè)

摘要：鐵路隧道二襯質(zhì)量缺陷一直是影響后期運(yùn)行的重大隱患，在施工過程中由于人為因素、工藝因素、技術(shù)因素等影響，容易造成二襯混凝土不密實(shí)、背后空洞、拱頂脫空等質(zhì)量缺陷，給后期的缺陷修復(fù)帶來(lái)很大的困難，通過尚崗二號(hào)隧道二襯施工“三逐兩孔兩振”工藝的應(yīng)用，避免二襯邊墻、拱頂、拱腰混凝土不密實(shí)，達(dá)到強(qiáng)度要求，通過二襯帶模注漿，確保拱部不出現(xiàn)空洞，大大降低了二襯實(shí)體缺陷。

Abstract： The quality defect of the second lining of railway tunnel has been a major hidden trouble affecting the later operation. Due to the influence of human factors， technological factors and technical factors during the construction process， the quality defects may appear， such as， the second lining concrete is not dense， the back cavity is empty， and the vault is empty， which cause great difficulties for the later repair of the defects. The application of the "three by two holes and two vibrations" technique in the second lining construction of the Shanggang 2# tunnel to prevent the concrete of the two side walls， vaults and arches from being dense and meet the strength requirements. The grouting through the second lining with a mold can ensure that the arch does not appear empty， greatly reducing the physical lining defects.

關(guān)鍵詞：二襯；三逐兩孔兩振；缺陷

Key words： the second lining；three one-by-one， two hole and two vibration；defect

中圖分類號(hào)：U455 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）12-0101-03

0 引言

為進(jìn)一步提高二襯質(zhì)量，降低二襯混凝土不密實(shí)、拱頂脫空、混凝土強(qiáng)度不足等病害，確保鐵路運(yùn)營(yíng)期間安全。按照鐵總相關(guān)文件要求，玉磨項(xiàng)目部組織在尚崗二號(hào)隧道組織工裝、工藝改革創(chuàng)新，結(jié)合鐵路隧道施工的實(shí)際情況，通過臺(tái)車改裝，隧道二襯施工采用“三逐兩孔兩振”工藝，取得較好的效果，避免隧道二襯混凝土施工時(shí)單窗布料或采用傳統(tǒng)的澆注方法逐級(jí)拆除泵管耽誤時(shí)間過長(zhǎng)、振搗不到位等原因造成二襯混凝土出現(xiàn)蜂窩麻面、人為施工冷縫、“人”字坡、強(qiáng)度不夠、拱頂脫空等質(zhì)量病害，確保二襯混凝土施工質(zhì)量，提高人工工效，特別對(duì)二襯臺(tái)車布料系統(tǒng)進(jìn)行改造，以保證二襯混凝土逐窗布料、減小現(xiàn)場(chǎng)工人拆卸泵管的工作難度，提高工作效率。此文針對(duì)此工藝進(jìn)行總結(jié)，為以后的二襯混凝土施工提供參考。

1 尚崗二號(hào)隧道基本概況

尚崗二號(hào)隧道位于大龍哈～磨憨北區(qū)間，單線隧道，設(shè)計(jì)時(shí)速160km/h。隧道進(jìn)口里程D2K493+660～出口里程D2K495+855，全長(zhǎng)2195m。隧道最大埋深320m。隧道洞內(nèi)線路坡度為單面下坡，線路坡度按里程從小到大分別為-3‰（940m）、-10.1‰（1255m）。全隧除D2K493+660～D2K494+968.954段1308.954m位于半徑R=2800m的左偏曲線上，D2K495+397.417～D2K495+855段457.583m位于半徑R=2800m的左偏曲線上外，其余地段均為直線。本隧范圍內(nèi)不良地質(zhì)現(xiàn)象為滑坡、坍滑、滑坡、順層偏壓，特殊巖土為膨脹巖、石膏及鹽巖等，施工安全風(fēng)險(xiǎn)非常大。2016年9月開始進(jìn)洞施工，預(yù)計(jì)2018年6月貫通。

2 “三逐兩孔兩振”工藝介紹

“三逐”是指：二襯混凝土必須從下至上利用二襯臺(tái)車灌注窗逐窗下料、逐窗振搗和二襯拆模前拱頂利用縱向注漿管逐板注漿?！皟煽住笔侵福汗绊敍_頂混凝土口必須采用不少于2個(gè)。“兩振”是指插入式振搗棒和附著式振搗器相結(jié)合的方式進(jìn)行振搗，起拱線以下部位混凝土振搗，采用以插入式振搗為主、附著式振搗為輔的方式進(jìn)行；邊墻及以上部位混凝土振搗，采用附著式振搗為主、插入式振搗為輔的方式進(jìn)行。拱部混凝土澆筑前必須制定振搗專項(xiàng)方案，實(shí)現(xiàn)附著式振搗器有效范圍內(nèi)全覆蓋，確保混凝土澆注質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

2.1 二襯混凝土澆筑逐窗入模工藝簡(jiǎn)介

2.1.1 二襯臺(tái)車改裝方案

尚崗二號(hào)隧道臺(tái)車長(zhǎng)度為12m，根據(jù)逐窗入模要求，頂部設(shè)置兩個(gè)大的集中進(jìn)料口，二襯施工時(shí)，采用地泵通過泵管將混凝土分別泵送至2個(gè)集中進(jìn)料口中，混凝土通過大分流槽、分流槽、豎向分流筒和可拆卸溜槽結(jié)合的方式，通過各級(jí)插板閥門，使混凝土通過臺(tái)車預(yù)留窗口從下至上逐一入模進(jìn)料。臺(tái)車改裝后，能保證二襯臺(tái)車每個(gè)預(yù)留窗口全部利用，避免了集中布料和跳層澆筑。

①拱頂集料斗。拱頂集料斗底板尺寸為80cm×60cm，采用6mm鋼板拼裝焊接而成，底板尺寸60cm×60cm，深60cm，集料斗底板采用焊接固定于二襯臺(tái)車縱向鋼梁上。集料斗兩頭均設(shè)置輸送導(dǎo)管，同時(shí)設(shè)置隔板，控制混凝土流向。②固定分流槽。固定分流槽采用6mm鋼板彎成固定弧形，形狀與拱頂集料斗形狀相適應(yīng)，背貼4mm×4mm等邊角鋼和10mm鋼筋加強(qiáng)，避免變形。③豎向分流筒。分流筒頂端做成喇叭口，便于進(jìn)料，分流筒采用Φ220mm鋼管焊接而成。向下分別設(shè)置三個(gè)出料口，一、三層出料口位于同一豎直線上。④分流筒隔板。分流筒隔板采用10mm鋼板制作，為避免漏漿，根據(jù)分流筒預(yù)留的槽口切割合適的形狀形狀，隔板尾部設(shè)置鋼筋弧形手把，方便插拔，插口處設(shè)鋼板槽增加固定面。隔板主要在混凝土分窗入模時(shí)起隔斷作用。⑤可拆卸滑槽?？刹鹦痘塾?mm鋼板彎曲成半圓狀，設(shè)耳筋與分流筒相勾連，滑槽末端伸入二襯模板內(nèi)。

2.1.2 二襯混凝土逐窗入模施工工藝流程

灌注窗口左右共對(duì)稱布置4層，數(shù)量從下至上呈4-3-4-3梅花形布置。相鄰工作窗窗口豎向間距為1.75m，水平中心間距2m，窗口大小為0.5m*0.5m。二襯逐窗入模施工工藝主要采用地泵將混凝土分別泵送至2個(gè)集中進(jìn)料口進(jìn)料，混凝土通過主料斗進(jìn)入分流槽，再逐一到達(dá)一、二、三、四級(jí)工作窗口實(shí)現(xiàn)分窗澆注的目的。

2.2 二次襯砌混凝土振搗

2.2.1 振搗器布設(shè)

根據(jù)二襯斷面結(jié)構(gòu)形式，混凝土的振搗分兩部分進(jìn)行。下半部分為臺(tái)車第三層窗口下緣以下0.2m以下的部分，主要采用插入式振搗器振搗，插入式振搗器采用ZN-70型振動(dòng)棒，振動(dòng)棒頭直徑70mm，作用半徑0.5m；在臺(tái)車兩端及邊角部位由于插入式振搗棒不能全部覆蓋范圍，增加附著式振動(dòng)器輔助進(jìn)行振搗。拱腰及拱頂部分采用附著式振搗器振搗。附著式振搗器全部采用ZW-10附著式混凝土振動(dòng)器，振動(dòng)頻率為2840r.p.M，激振力980kg f，額定電壓380V，額定電流4.53A，電動(dòng)機(jī)功率為2.2kW，作用半徑2.0m，共布置7排，每排4臺(tái)，共28臺(tái)，其中拱頂一排4個(gè)；拱腰對(duì)稱兩排，豎向間距1.5m，每排4臺(tái)，共計(jì)16臺(tái)；邊墻部位每側(cè)4臺(tái)，共8臺(tái)。拱腰部分兩排呈梅花形布置對(duì)稱焊接在臺(tái)車縱向骨架上。詳見圖3。

為使附著式振動(dòng)器達(dá)到由下至上逐層啟振的效果，需對(duì)同層附著式振搗器進(jìn)行集中控制。其設(shè)置方法為：將振搗器L1-1，2，3，4、R1-1，2，3，4、L2-1，2，3，4，5、R2-1，2，3，4，5、L3-1，2，3，4，5、R3-1，2，3，4，5、C1，2，3，4，5分別按并聯(lián)方式進(jìn)行連接并將7個(gè)集控開關(guān)集中設(shè)置于一個(gè)配電柜里面，將配電柜懸掛于臺(tái)車端頭并由專人進(jìn)行控制和看守。集控開關(guān)設(shè)置詳見圖4。

2.2.2 混凝土澆筑及振搗

混凝土澆筑時(shí)，分窗入模，混凝土最大下落高度不超過2m，臺(tái)車前后端混凝土高度差不超過0.6m，盡量對(duì)此對(duì)稱澆注，左右兩側(cè)混凝土澆筑面高差控制在0.5m以內(nèi)，嚴(yán)禁單側(cè)一次澆筑超過0.5m以上。同時(shí)合理控制混凝土澆筑速度，澆筑混凝土?xí)r不得直接沖向防水板板面流至澆筑位置，以防混凝土離析。

邊墻部位每澆筑一層后采用插入式振搗棒進(jìn)行振搗，每層厚度控制在50cm以內(nèi)，插入式振動(dòng)棒在混凝土中移位時(shí)，應(yīng)豎向緩慢拔出，不得在混凝土澆筑倉(cāng)內(nèi)平拖，插入式振搗棒振搗時(shí)間宜為20-30s；臺(tái)車兩端邊角部位采用附著式振搗器輔助振搗，附著式振搗器振搗時(shí)間宜為50s。

起拱線以上的拱部左右對(duì)稱分層灌注混凝土，每層厚度控制在50cm以內(nèi)，每灌注完一層后采用拱部附著式振搗器進(jìn)行分層振搗，振搗時(shí)間宜為50s。

泵送下料口應(yīng)及時(shí)移動(dòng)，不得用插入式振動(dòng)棒將下料口處堆積的拌合物推向遠(yuǎn)處，混凝土振搗時(shí)，振搗棒不得接觸防水板，以防防水板受到損傷。

2.2.3 預(yù)計(jì)振搗效果展示

根據(jù)附著式振搗器功率及有效振搗作用半徑，保證相鄰附著式振搗器真到半徑搭接50cm以上，保證拱部無(wú)盲區(qū)全覆蓋布設(shè)拱部附著式振搗器，確?；炷恋挠行д駬v，無(wú)漏振、過振現(xiàn)象。預(yù)計(jì)振搗效果詳見圖5。

2.3 拱頂帶模注漿

2.3.1 拱頂回填注漿管的埋設(shè)

二襯拱頂回填注漿采用注漿導(dǎo)管法，穿過模板臺(tái)車擋頭板在拱頂防水層內(nèi)縱向貼置？準(zhǔn)30mmPVC鋼花管和？準(zhǔn)30mmPVC排氣管，注漿鋼花管管身布設(shè)梅花型溢漿孔，孔徑6-8mm，縱向間距20cm，固定條采用40cm×10cm矩形防水板。將注漿管與排氣管固定條焊接固定于拱頂，兩管間距5cm，固定條間距≤50cm。PVC管加長(zhǎng)采用直接頭連接，總長(zhǎng)度等于襯砌長(zhǎng)度加20cm（外露），外露端頭有連接管路裝置。詳見圖6。

注漿管與排氣管保護(hù)：鋼筋綁扎時(shí)必須對(duì)注漿管周邊的混凝土墊塊進(jìn)行加密，防止在澆筑過程中因?yàn)殇摻钭冃螌?duì)注漿管擠壓破壞。其次在二次襯砌拱頂端頭模板封堵時(shí)使用專門加工的端頭模板，該端頭模板在一側(cè)割槽，槽內(nèi)通過注漿管與排氣管，防止端模擠壓損壞注漿管。

2.3.2 拱頂注漿的實(shí)施

拱頂回填注漿在二襯澆筑6-8小時(shí)以后脫模前及時(shí)進(jìn)行。注漿材料采用M20微膨脹水泥漿，漿液應(yīng)具有良好的可灌性，固化收縮小，于混凝土有一定的粘結(jié)力，抗?jié)B性，耐久性，穩(wěn)定性好，注漿壓力達(dá)到0.2MPa或排氣管出漿時(shí)可以結(jié)束注漿。注漿順序宜沿線路上坡方向進(jìn)行，注漿過程中要時(shí)刻觀察注漿壓力和流量變化。注漿過程中發(fā)現(xiàn)吸漿量過大時(shí)應(yīng)停止注漿，查明原因后采取處理措施。

3 “三逐兩孔兩振”技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)

①優(yōu)點(diǎn)一：施工效率高、操作簡(jiǎn)便、節(jié)約了人工成本。在采用傳統(tǒng)澆注方法施工隧道二襯時(shí)，需要多次轉(zhuǎn)移導(dǎo)管到其他灌注窗口，并隨著出料口轉(zhuǎn)移須拆解導(dǎo)管。導(dǎo)管單個(gè)接口拆解安裝時(shí)間平均為10min，每次拆裝導(dǎo)管需要4～6人配合，且二襯臺(tái)車門架與模板之間空間有限，拆裝導(dǎo)管操作困難。如遇混凝土工作性能較差時(shí)，長(zhǎng)時(shí)間的拆解管道，易造成堵管，導(dǎo)致二襯混凝土澆注中斷，形成施工冷縫，同時(shí)多次拆管，增加人工成本投入。通過臺(tái)車改裝以后，二襯混凝土澆筑時(shí)間每?？s短2個(gè)小時(shí)以上，在單線隧道施工中，縮短了影響二襯前面工序時(shí)間，較大的提高了施工功效，降低了人工成本。據(jù)統(tǒng)計(jì)，改裝臺(tái)車約花費(fèi)1萬(wàn)元，按照尚崗二號(hào)隧道該臺(tái)車施工1200m計(jì)算，每模節(jié)省4工日，累計(jì)節(jié)省400工日，節(jié)省人工成本8萬(wàn)余元，帶來(lái)7萬(wàn)余元的經(jīng)濟(jì)效益。

②優(yōu)點(diǎn)二：逐窗布料，逐窗振搗，避免了質(zhì)量通病的出現(xiàn)。在傳統(tǒng)工藝施工二襯混凝土過程中，現(xiàn)場(chǎng)施工工人為了方便及減少導(dǎo)管拆解安裝時(shí)間，施工中往往在同層窗口中選擇1～2個(gè)窗口布料或者混凝土跳層澆筑，導(dǎo)致混凝土集中布料、振搗不及時(shí)，特別是環(huán)、縱向施工縫處易形成集料窩，蜂窩麻面、施工冷縫、混凝土縱向流動(dòng)形成“人字坡”，振搗不到位引起混凝土不密實(shí)、強(qiáng)度不足等質(zhì)量問題。且采用較少窗口進(jìn)料易造成混凝土分布不均，二襯臺(tái)車模板受到不均勻壓力，使模板偏壓移位，影響二襯輪廓，侵占凈空及導(dǎo)致施工縫處錯(cuò)臺(tái)等問題。采用該施工工藝，有效的減少了工人拆卸泵管的施工工序，保證了混凝土的逐窗連續(xù)澆筑，避免了集料窩，蜂窩麻面、施工冷縫、“人字坡”等質(zhì)量問題的出現(xiàn)。

③優(yōu)點(diǎn)三：避免了二襯混凝土后期修補(bǔ)，降低成本。采用傳統(tǒng)工藝施工二襯混凝土造成的集料窩，蜂窩麻面、錯(cuò)臺(tái)、施工冷縫、“人字坡”等質(zhì)量問題后期打磨修補(bǔ)的工作量大、施工難度巨大及成本較高。采用逐窗入模施工工藝，確保了混凝土的施工質(zhì)量，避免了后期因混凝土缺陷造成的修補(bǔ)，降低了項(xiàng)目成本。

④優(yōu)點(diǎn)四：通過縱向注漿管帶模注漿基本上解決襯砌拱頂脫空問題，并使注漿料與襯砌混凝土結(jié)合成良好的受力整體。注漿時(shí)間短，工藝簡(jiǎn)單，對(duì)后續(xù)施工干擾小。

⑤缺點(diǎn)：采用“三逐兩孔兩振”施工工藝，必須保證混凝土的工作性能，使其在滑槽上能有較好的流動(dòng)性，且每次澆筑混凝土前必須使分料斗、分流筒等充分濕潤(rùn)，確?；炷聊軌蜃粤鳎瑵仓炷镣瓿珊蟊仨殞?duì)分流槽及分流串筒進(jìn)行清洗，以保證下次灌注順利，由于單線隧道施工場(chǎng)地有限，清洗污水集中排放困難，造成二襯周圍文明施工難以保證。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過推廣隧道二襯“三逐兩孔兩振”施工技術(shù)，二襯混凝土施工進(jìn)行了有效的過程控制，混凝土實(shí)體質(zhì)量得到了很大的提高，質(zhì)量通病如蜂窩麻面、施工冷縫、“人字坡”、拱頂脫空等有效的避免，為優(yōu)質(zhì)高效建好玉磨鐵路隧道奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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[3]鐵路隧道二次襯砌預(yù)防拱頂空洞實(shí)施意見.