浅谈大坡度隧道斜井衬砌施工技术

浅谈大坡度隧道斜井衬砌施工技术

刘铁拴

中铁六局集团广州工程有限公司广东广州510000

摘要：依托深圳市坂银通道工程鸡公山隧道斜井工程实例，将隧道斜井施工技术从新进行研究，将原有隧道衬砌混凝土浇筑不密实、台车定位不容易操作、拱背脱空等技术从新进行研究并得出相应成果，该成果对后期隧道施工质量控制及类似隧道提供借鉴。

关键词：斜井；衬砌；台车定位

前言

隧道衬砌结构是在隧道内建造的用于承受地层压力，使周围地层保持稳定和使隧道可正常使用的地下建筑结构。但由于本隧道纵坡坡度较大，最大坡率达到11.5%，该坡度对施工二次衬砌质量造成一定影响。

1工程概括

坂银通道位于深圳中部发展轴上皇岗路及清平快速之间，规划定位为城市主干道。坂银通道主线全长约10.74公里。沿线涉及福田、罗湖及龙岗三区。工程采用城市主干道标准建设，双向六车道，设计车速50km/h。

深圳市坂银通道工程线位穿越金湖调蓄湖，以桥梁方式跨越金湖调蓄湖下库，金湖调蓄湖上库为鸡公山隧道水库段，而后向北下穿银湖路，于金湖山庄于金碧苑间山脊进入鸡公山，隧道总长756m，本隧道最大纵坡坡度为11.5%，其中XJK0+726.055-XJK0+520,坡度为9%，坡长为206.055m，XJK0+520-XJK0+460坡度为2.8%，坡长为60m，XJK0+460-XJK0+260坡度为10%，坡长为200m，XJK0+260-XJK0+200，坡度为2.8%，坡长为60m，XJK0+200-XJK0+010，坡度为11.5%，坡长为190m。本隧道共有2处加宽带，坡度为2.8%，坡长为60m。

2施工现场

由于隧道纵坡坡度大，二衬台车定位完毕后，浇筑混凝土时容易造成二衬台车跑模，且混凝土浇筑过程中，拱顶位置，作业人员不易观察拱顶混凝土是否浇筑密实，容易造成大里程靠近洞口段一侧出现拱背脱空，对后期混凝土注浆量及工期成本有所增加，严重影响隧道质量及验收进度。

鸡公山隧道斜井段施工采用C35防水混凝土，隧道纵坡坡度大，浇筑混凝土时容易造成二衬拱背脱空及空洞，本文着重叙述大坡度隧道衬砌拱背脱空、衬砌施工等技术控制。也就是（图1）二衬台车定位。

3影响衬砌质量因素分析

从现场实际情况及设计图纸得知，影响隧道衬砌质量的主要因素有以下几方面：

（1）隧道设计坡度较大；

（2）作业人员台车定位不容易操作；

（3）浇筑混凝土时未能及时了解混凝土浇筑情况。

（4）防水板挂设质量差，松弛度不符合要求。

（6）浇筑混凝土时未进行分层浇筑。

4提高隧道衬砌质量

（1）提高作业人员、技术人员对图纸认识

组织人员对图纸类容及设计意图进行审查，将隧道变坡点、衬砌类型，制定相应的措施，然后对作业人员、技术人员进行交底。

组织作业人员观看相关作业视频，并让有经验的作业队人员担任各道工序的工班长，由熟悉的作业人员，带会所有作业人员，这样有利于隧道施工进度及质量得到控制。

（2）衬砌台车的选择

由于斜井隧道坡度较大，衬砌台车选择是提高衬砌质量的关键因素，如选择有轨液压衬砌台车，容易造成台车在浇筑过程中出现跑车现象，为避免此类问题，在衬砌施工前，经过研究讨论，最后选择无轨式液压衬砌台车，浇筑混凝土时，能够避免由于坡度较大现象造成跑模的现象。

该台车除与除满足传统台车的功能外，还可以单人操作实现台车整体平移、偏移、调头等功能。由于该台车无需铺设轨枕、轨道，减少台车定位时人员的投入，大大降低成本。

（3）隧道测量放样施工

测量技术员在防水板、土工布挂设前利用隧道断面仪按照5m一循环，对初期支护断面进行断面复测，并将测量结果绘制成图，下发给作业班组，对于出现凹凸不平整的位置、欠挖段时应及时要求现场进行处理，保证隧道衬砌质量，避免隧道由于凹凸不平面出现拱背脱空等问题。

断面仪检测过后的初支断面，能够作为作业人员在浇筑拱墙混凝土时，通过断面检测结果，提前计算好混凝土使用量，避免由于超报混凝土造成混凝土浪费等现象。

（4）防水板及土工布挂设

隧道衬砌防排水挂设前应对初期支护表面钢筋、锚杆头割除并用砂浆抹平，避免由于外漏的钢筋头将防水板刺破，造成衬砌渗漏水情况。

防水板及土工布挂设应优先考8651分离式防水板，先将隧道初支铺设一层土工布，利用射钉及热熔垫片将土工布固定，土工布与衬砌施工缝必须错开2m左右位置。土工布及热熔衬垫施工的好坏，将直接影响防水板铺设时的质量，对此应合理的固定热熔衬垫位置，一般要求拱顶3~4点/m2，边墙2~3点/m2，即拱部热熔衬垫间距控制在50~80cm，边墙控制在80~100cm，呈梅花形布置。

防水板铺设时采用手动专用热熔器熔在衬垫上，两者黏结剥离强度不得小于防水板抗拉强度10Mpa，防水板挂设时应严格控制防水板挂设松弛度，避免由于防水板松弛度过大造成混凝土不密实，防水板松弛度过小，造成拱背脱空或者防水板被撕裂。

防水板之间采用机械热风焊接，双焊缝宽度≥10mm，防水板搭接长度不得小于10cm，防水板与二次衬砌施工应错开1m以上的位置，且防水板铺设完毕后，应对防水板进行气密性试验，充气压力不小于0.25MPa，15分钟内气压不得大于10%。

（5）调整混凝土坍落度

隧道衬砌坍落度按照140-180mm去控制，浇筑边墙时，坍落度应控制在160mm左右，浇筑拱顶位置坍落度应控制160-180mm，浇筑混凝土时，试验员应对混凝土进行坍落度试验，及时调整混凝土坍落度，保证混凝土的流动性。

拱顶混凝土浇筑间隔时间不大于0.5小时，搅拌混凝土应在1/2初凝时间入泵，并在初凝前浇筑完成，拱部混凝土时间一般宜控制在2小时以为。

（6）预埋注浆管与排气管

纵向排气管与注浆管安装

拱顶纵向排气管与注浆管采用Ф20mm~Ф30mm的胶质软管或PVC管，管身布设梅花形溢浆孔，孔径2~3mm，纵向间距≤30cm。

顶部纵向排气管与注浆管安装采用预贴方式，固定点≤80cm。

径向排气管安装

径向排气管采用Ф20mm~30mm的钢管，严禁采用内壁光滑的塑质材料，顶部管口设深度和宽度10~20mmU型溢浆槽。

径向排气管通过法兰盘或套丝连接，顶部管口与防水层顶紧，使防水层与基面密贴。

（7）调整衬砌施工顺序

按照每50m从掌子面往洞口方向进行浇筑施工，这样能保证在每次浇筑时，施工人员能够很好的检查二衬混凝土浇筑情况，待二衬浇筑完闭后，混凝土停歇20分钟左右，在进行补充浇筑，这样更能防止混凝土的拱背脱空等问题。

（8）衬砌浇筑混凝土及混凝土振捣

原有衬砌混凝土浇筑按照原有施工技术是采用左右侧分层浇筑，该方法容易造成浇筑过程中左右侧不对称，造成台车变形、跑模等质量问题，为避免此类问题，项目部通过研究，在台车顶部制作左右侧分流槽，混凝土通过输送泵浇筑至拱顶后，利用分流槽将混凝土送入模中，这样减少人工在左右拆卸输送管，耽误浇筑时间。

拱墙二次衬砌混凝土振捣，一般采用附着式振捣器配合插入式振捣器振捣，在浇筑过程中的二衬混凝土采用插入式振捣器，振捣器来回拖动，每次振捣时间控制在15s~20s左右，因为混凝土振捣时间过长，会使混凝土出现离稀，混凝土振捣时间过短，会使混凝土振捣不到位，拆模后导致混凝土出现蜂窝麻面。

附着式振捣器一般安装在台车窗口位置，振捣器用于该窗口段混凝土浇筑完毕后进行振捣，振捣过程中必须按照左右侧同时振捣，避免由于振捣过程中造成台车斜撑出现位移，造成台车跑位。

（9）衬砌拱背注浆

待二次衬砌施工完毕后24h后方可进行台车脱模，在台车脱模前应对二衬进行注浆，注浆采用1:1水泥浆液，注浆压力控制在0.2Mpa，注浆过程中发现吸浆量过大时应停止注浆，查明原因后采取处理措施。衬砌注浆完毕后应及时对注浆管进行堵塞，堵塞可以选用条形状锚固剂。

结论

针对鸡公山隧道斜井衬砌施工的上述5种措施的实施，通过深圳坂银通道鸡公山隧道的应用，最后在对隧道斜井衬砌无损检测后，隧道基本未出现空洞或脱空现象，合格率达到90%,对隧道施工质量产生积极有利效果，后期类似隧道施工可做借鉴。

参考文献

[1]中交第一公路工程局有限公司.JTGF60-2009公路隧道施工技术规范[S].北京：人民交通出版社，2009.

[2]杨林德.公路施工手册.隧道篇.