淺談鐵路隧道工程施工中的襯砌施工

王鵬程

（中鐵十六局集團有限公司，北京市 100018）

1 工程概況

蘭渝鐵路東扎溝隧道出口位于漳縣大草灘鄉(xiāng)香木灣蓋牌溝內(nèi)，全長3 035 m，為單洞雙線隧道，隧道洞身埋深范圍是9.7～423 m，為確保項目施工進度，且保證工程質(zhì)量，要結(jié)合工程地質(zhì)情況進行二次襯砌施工，文章重點對二次襯砌施工技術(shù)進行了分析和探討。

2 襯砌臺車的斷面結(jié)構(gòu)設(shè)計

襯砌臺車斷面結(jié)構(gòu)在設(shè)計過程中，選取了長12 m的全自動液壓自行大模板襯砌臺車，以桁架式結(jié)構(gòu)為框架，厚10 cm的冷軋鋼板作為模板，將邊模下邊緣設(shè)置在高出內(nèi)軌頂面12 cm的地方。為控制施工時襯砌結(jié)構(gòu)始終處于隧道建筑限界外，需設(shè)計臺車模板外輪廓線大于隧道設(shè)計凈空值5 cm。以隧道凈空尺寸為基準，臺車設(shè)計時基準圓為襯砌凈空間距4.6 m，為使得隧道線間距符合設(shè)計凈空，需通過拱頂中心增設(shè)加寬塊來修正臺車外輪廓線，如在開展4.7 m線間距的隧道襯砌結(jié)構(gòu)的施工時，需將臺車增加10 cm的加寬塊。

3 二次襯砌施工要點

3.1 總施工方案設(shè)計

當結(jié)構(gòu)初期支護完全收斂后可開展襯砌施工。襯砌施工流程：澆筑仰拱及填充混凝土→拱墻和小邊墻的混凝土施工。需控制仰拱結(jié)構(gòu)緊貼開挖面，全面施工采用了仰拱棧橋，拱墻襯砌主要采用了模板臺車襯砌，借助混凝土運載車開展運送工作，借助輸送泵開展?jié)仓ぷ?，以機械振搗使其最終成型。為確保臺車襯砌凈空值與隧道設(shè)計襯砌凈空值始終保持一致，在開展拱墻襯砌的二次施工時，需實時比對襯砌臺車外輪廓線和隧道設(shè)計凈空值，進而控制最佳襯砌拱頂?shù)母叨?，其?.7 m線間距段襯砌的拱頂高度需為設(shè)計值+5 cm，4.8～4.9 m線間距段襯砌拱頂?shù)母叨刃铻樵O(shè)計值+2 cm，5.0 m線間距段襯砌拱頂高度需為設(shè)計值+1 cm，邊墻處施工可借助施工小邊墻來把控[1]。

襯砌斷面變化段的施工設(shè)計：先采用大線間距襯砌斷面的施工方式，緊挨著小線間距襯砌側(cè)開展施工作業(yè)，認真比對相鄰線間距襯砌斷面（見圖1），進而確定最終襯砌錯臺的位置，該位置主要控制在拱腰上2 m到小邊墻這一范圍，邊墻處的錯臺可通過已施工小邊墻來合理修整，對于拱腰范圍錯臺不大于44 mm，可借助1.2 m×0.3 m木模進行修正。

3.2 詳細施工方案設(shè)計

（1）仰拱和填充的施工要點

仰拱施工過程中，要嚴格把控在拱墻襯砌超前36 m范圍外才能開展棧橋的搭設(shè)，采用浮放模板支架使仰拱最終成型，控制縱向沒有施工縫，仰拱和填充混凝土要分別進行澆筑，同時，要對填充面高程進行嚴格把控，偏差控制在±15 mm，保持坡面平整，排水流通。

（2）小邊墻的施工要點

圖1 相鄰線間距襯砌結(jié)構(gòu)的斷面比較示意圖

在開展小邊墻的施工時，需要把控高程為內(nèi)軌頂端20 cm，以定型鋼模板開展?jié)仓ぷ?，把控其與臺車邊模的搭接長度達到8 cm，并保證支撐結(jié)構(gòu)牢固，促使小邊墻頂部與邊墻襯砌模板粘合緊密。在進行襯砌斷面變化處的小邊墻施工時，施工起點是變化點里程，把控在12 m的范圍內(nèi)，并不斷向大里程方向過渡。

（3）防水層的施工要點

防水層建設(shè)前，需對初支面開展找平工作，并對外露錨桿、管棚等堅硬物進行切割和磨平，為保持基面的干燥性，可通過安裝透水盲管，在必要時采用注漿方式進行堵水。

防水板全環(huán)施工要一次性完成，確?？v向無施工縫，可結(jié)合混凝土循環(huán)澆筑長度來判斷一次鋪設(shè)長度，使得環(huán)向長度大于基面周長，且預(yù)留有10%的增余量[2]。防水板按照自上而下方向，選用無釘孔技術(shù)進行固定，即先將無紡布選用塑料墊圈和射釘穩(wěn)固在基面上，后選用專業(yè)焊機以預(yù)設(shè)溫度將防水板焊接固定在墊圈上，拱部墊圈間距控制為0.5～0.7 m，邊墻墊圈的間距需在1.0～1.2 m內(nèi)，呈現(xiàn)為梅花形格局。為便于開展下一段的搭接工作，需使得襯砌施工縫和防水板搭接處的錯開距離不低于60 cm?？蛇x用雙縫熱熔爬焊機進行防水板幅間的搭接，焊接前需清潔防水板表面，按照從上到下順序勻速焊接，控制搭接寬度、單條焊縫有效寬度均在15cm外。為便于開展后期的沖氣檢驗，可在端頭空氣柱處安設(shè)一個別針或薄金屬片，其中防水板接頭結(jié)構(gòu)見圖2。

圖2 防水板接頭結(jié)構(gòu)圖

（4）鋼筋骨架的施工要點

鋼筋綁扎前期，需在場外借助鋼筋彎制機按照設(shè)計值把鋼筋彎制成型。鋼筋綁扎過程中，需配合多功能移動臺車，并在拱頂及內(nèi)軌頂面上的1 m處，以及兩側(cè)拱腰處設(shè)計“V”形支撐結(jié)構(gòu)，同時，在底端處設(shè)計墊塊進而確保初支面支撐，可有效避免損壞防水板，對于頂端和鋼筋臺車需確保其支撐的牢固性，并在“V”形支撐結(jié)構(gòu)上精準判定鋼筋放樣點，之后可進行鋼筋的綁扎施工。

（5）混凝土灌注要點

混凝土澆筑施工前，需清除模板上的積水和雜物等，并認真檢查防水板和鋼筋等結(jié)構(gòu)，確保其符合要求后，結(jié)合不同線間距襯砌在施工過程中的要求，合理調(diào)整和鎖定臺車。在進行襯砌堵頭板的安設(shè)施工時，采用“L”形鋼筋卡固定止水帶，為防止損壞防水板，可于堵頭板和防水板連接處布設(shè)海面墊?；炷恋陌柚乒ぷ骶鶉栏癜凑赵嚺浔仍诎韬驼窘y(tǒng)一完成，嚴格控制其坍落度和含氣量，采用泵將混凝土送入模板結(jié)構(gòu)中，以分層對稱方式灌注，振搗棒以插入式進行振搗[3]。每組襯砌混凝土澆筑時，需設(shè)計2組標準條件下養(yǎng)護試件，進而確定56 d混凝土的抗壓強度，同時，仰拱混凝土需間隔500 m即開展1組同等條件的養(yǎng)護試件，拱墻襯砌需間隔200 m即開展1組同等條件的養(yǎng)護試件，以此來確定結(jié)構(gòu)實體強度。需結(jié)合試件及溫度確定二襯混凝土脫模時間，脫模后需馬上開展養(yǎng)護，控制養(yǎng)護時間超過14 d。

4 二襯混凝土施工質(zhì)量把控

4.1 防水板施工質(zhì)量把控

防水板鋪裝施工前需對基面開展修補和滲水清潔；在開展凸凹度較大的基面建設(shè)時，需保證足夠的松散系數(shù)，并在斷面變化處設(shè)計懸掛點；每節(jié)防水板鋪裝結(jié)束后需開展外觀和質(zhì)量檢驗，確保合格；軟巖地段的混凝土襯砌在實際施工過程中，需緊挨開挖面，并在襯砌端部預(yù)留足夠的防水板接頭位置，以及嚴密防護，防止掌子面爆破時損壞防水板；為防止防水板被扎破，需加強鋼筋、擋頭模板、預(yù)埋件，及混凝土運送等施工過程。

4.2 混凝土品質(zhì)質(zhì)量把控

需對水泥、粗細骨料、水、外加劑等混凝土原材料開展精細的試驗工作，以此來確定最佳混凝土配合比；施工時，在自動計量攪拌站進行混凝土的統(tǒng)一拌和，嚴格控制攪拌前的粗細骨料含水率，為方便及時調(diào)整配合比，一般每次拌和需開展2次抽測，雨天則需要實時抽測；拌和時需嚴格控制混凝土拌和時間，通常在2～3 min，冬季施工時相對于常溫下攪拌時間要增加50%；混凝土拌和好以后，需嚴格控制使用時間范圍，氣溫20℃～30℃時，時間在1 h內(nèi)，10℃～19℃時，時間在1.5 h內(nèi)；嚴格避免混凝土在輸送中出現(xiàn)離析情況。

4.3 混凝土灌注、振搗質(zhì)量把控

施工方法對襯砌混凝土質(zhì)量影響很大，其中混凝土運輸、澆筑、振搗、養(yǎng)護等均會嚴重影響混凝土性能，故而要格外關(guān)注混凝土的運送、澆筑、振搗、養(yǎng)護等環(huán)節(jié)。此外，需結(jié)合結(jié)構(gòu)位置采取相應(yīng)的混凝土灌注、振搗方案。

4.4 拱頂混凝土質(zhì)量把控

拱頂混凝土采用分層分窗澆筑，由混凝土自模板窗口注入，從下到上、對稱分層，先開展墻后拱的澆筑，把控傾落自由高度要不大于2.0 m，當大于2.0 m時，需選用串桶澆筑。為保證封頂時無空洞產(chǎn)生，可在臺車端頭和拱頂4 m間隔安設(shè)42 mm焊管的排氣管，為防止排氣管下沉，可將排氣管盡可能穩(wěn)固于模板靠上的位置。當混凝土澆筑面臨近模板臺車頂部時，進入封頂施工階段，此時，為避免空氣存在，混凝土需按照由內(nèi)向端模的方向進行澆筑；當發(fā)現(xiàn)有水從自排氣管中流出時，說明模板澆筑已完成，此時可終止混凝土的澆筑施工，并疏通排氣管，抽離泵送軟管，及封堵?lián)醢鍒A孔。施工后期，借助排氣管灌注因混凝土收縮出現(xiàn)的間隙，使得襯砌填充的密實度增加。在整個混凝土澆筑施工中，需安排專人開展混凝土的振搗施工，進而有效保證混凝土灌注的密實度。

5 結(jié)論

綜上所述，該鐵路隧道出口襯砌施工已全部完成，襯砌施工完成后采用地質(zhì)雷達進行了無損檢測，隧道襯砌工程的凈空完全滿足設(shè)計要求，且表面平整度非常好，色澤均勻，無蜂窩、空洞、麻面和滲水等問題的發(fā)生，達到了設(shè)計要求，值得推廣應(yīng)用。

[1]郭軍浩.淺談復(fù)雜地質(zhì)條件下鐵路隧道施工技術(shù)[J].工程建設(shè)與設(shè)計,2017(6)：152-153.

[2]徐子振.變截面襯砌臺車在電氣化鐵路隧道襯砌施工中的應(yīng)用[J].石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報,2016(2)：65-67.

[3]夏潤禾,崔小鵬,周泉.復(fù)雜地質(zhì)隧道襯砌變形分析與工程治理技術(shù)[J].鐵道工程學(xué)報，2015(8)：66-72.