隧道二次衬砌施工

隧道二次衬砌施工
一、二次衬砌混凝土施工
目前，隧道二次衬砌施工大多采用仰拱超前，墙、拱随后由下至上整体浇筑的施工顺序。

边墙基础高度的位置（水平施工缝）应避开剪应力最大的截面，并按设计要求做好防水处理。

二次衬砌混凝土应采用具有自动计量装置的拌和站集中拌和，混凝土输送罐车运输，轨道自动行走液压起臂整体模板衬砌台车、混凝土输送泵车灌注的方法进行。

隧道内的混凝土施工比露天的混凝土施工有一定的难度，拱部混凝土浇筑和捣固，衬砌背后空洞的回填都是重点，要做到“内实外美”，需要严格按照施工工艺施工。

1.模板类型与选择
隧道内常用模板类型有整体移动式模板台车、分体移动式模板台车、拼装式拱架模板。

（1）整体移动式模板台车：主要适用于全断面一次开挖成形或大断面开挖成形的隧道衬砌施工中。

它采用大块曲模板、机械或液压脱模、背负式振捣设备集装成整体，并在轨道上走行，有的还设有自行设备，从而缩短立模时间，墙拱连续灌注，加快衬砌施工速度。

整体移动式模板台车生产能力大，可配合混凝土输送泵联合作业，是一种先进的模板设备。

但其尺寸较固定，可调范围小，影响其适用性，且一次性设备投资较大。

（2）分体移动式模板台车：这种台车将走行机构与整体模板分离，一套走行机构可以解决几套模板的移动问题，既提高了走行机构的利用率，又可以多段衬砌同时施作。

（3）拼装式拱架模板：拼装式拱架模板的拱架可采用型钢制作或现场用钢筋加工成桁架式拱架。

为便于安装和运输，常将整榀拱架分解为2～4节，进行现场组装；为减少安装和拆卸工作量，可以做成简易移动式拱架，即将几榀拱架连成整体，并安设简易滑移轨道。

拼装式拱架模板的一次模筑长度，应与围岩地质条件、施工进度要求、分离生产能力以及开挖后围岩的动态等情况相适应。

一般分段长度为2～9m，松软地段最长不超过6 m。

拼装式拱架模板灵活性大，适应性强，尤其适用于曲线地段。

因其安装架设较费时费力，故生产能力较模板台车低，在中小型隧道及分部开挖时使用较多。

2.二衬施工准备工作
（1）断面检查。

根据隧道中线和水平测量，检查开挖断面是否符合设计要求，欠挖部分按规范要求进行凿除，并做好断面检查记录。

（2）放线定位。

根据隧道中线、高程及断面设计尺寸，测量确定衬砌立模位置，并放线定位。

放线定位时，为了保证衬砌不侵入建筑限界，须预留误差量和沉落量，并注意曲线地段的加宽。

预留误差值是考虑到放线测量和拱架模板就位等可能存在误差，为保证隧道衬砌净空尺寸，一般将衬砌内轮廓尺寸扩大 5 cm。

预留沉落量是考虑到未凝混凝土的荷载作用会使拱架模板变形和下沉，后期围岩压力作用和衬砌自重也会使衬砌变形和下沉，故须预留沉落量，这部分数值可根据实测数据确定或参照经验确定。

预留误差量和沉落量应在拱架模板定位放线时一并考虑确定，并按此架设拱架模板和确定模板的加工尺寸。

（3）清除浮渣，整平墙脚基面。

墙脚地基应挖至设计高程，并在灌筑前清除虚渣、排除积水、找平支承面。

（4）拱架模板整备。

使用拼装式拱架模板时，立模前应在洞外样台上试拼拱架和模板，检查其尺寸、形状，不符合要求的应予修整。

配齐配件，模板表面要涂抹防锈剂。

洞内重复使用时亦应注意检查修整，并注意曲线加宽后的衬砌及模板尺寸。

使用整体移动式模板台车时，在洞外组装并调试好各机构的工作状态，检查好各部尺寸，保证进洞后投入正常使用。

每次脱模后应予检修。

（5）立模。

根据放线位置，架设安装拱架模板或模板台车就位，安装和就位后，应做好各项检查，包括位置、尺寸、方向、高程、坡度、稳定性等。

3.混凝土浇筑施工
准备工作完成，即可浇筑混凝土。

隧道衬砌混凝土的浇筑应注意以下几点：
（1）保证捣固密实，使衬砌具有良好的抗渗防水性能，尤其应处理好施工缝。

（2）整体模筑时，应注意对称浇筑，两侧同时或交替进行，以防止未凝混凝土对拱架模板产生偏压而使衬砌尺寸不合要求。

（3）衬砌混凝土浇筑应分段进行，混凝土浇筑时的自由倾落高度不宜超过2 m。

（4）混凝土应分层浇筑，每层厚度根据拌和能力、运输条件、浇筑速度、捣固能力等决定，一般为15～30cm。

（5）拱脚及墙脚以上1m范围内的超挖，应用同级混凝土进行回填灌注。

（6）混凝土浇筑必须保证其连续性。

浇筑层之间的间隔，应能使混凝土在前一层初凝前浇筑完毕。

若因故不能连续灌注，则应按照施工接缝进行处理，使衬砌具有较好的整体性。

（7）衬砌的分段施工缝应与设计沉降缝、伸缩缝及设备洞位置统一考虑，合理确定位置。

（8）浇筑完成后达到规定强度方能拆模，养护时间不得少于14d。

4.机械化浇筑模筑混凝土
机械化浇筑模筑混凝土是把配料、混凝土搅拌、运输、立模、灌注、捣固等主要施工过程的机械进行配套，也即采用机械化搅拌站、全断面金属模板台车、混凝土泵和输送管道所进行的综合模筑施工作业。

机械化作业可以加快施工进度，提高工作效率，简化封口等，见图6-55。

图6-55 二次衬砌台车
二、压浆、仰拱和底板
1.压浆
模筑混凝土施工，由于超挖回填不密实和混凝土坍落度的影响，往往在衬砌背后与防水板或喷层之间留有空隙，不密贴，拱顶背后尤为明显，需要进行充填压浆使之密贴，以改善衬砌结构受力工作状态。

压浆工作宜与衬砌作业区保持70～100m的距离，同时向前推进。

一般只在拱顶部位进行压浆，可采用注浆导管法（预留注浆孔法、纵向预留管道法）或者防水板焊接注浆底座法，施工中按照设计要求或实际需要选用。

压浆浆液材料多采用单液水泥浆。

2.仰拱和底板
若设计无仰拱，则底板通常是在开挖完毕且拱墙修筑好后进行，以避免与开挖和拱墙衬砌作业相互干扰。

若设计有仰拱，则说明侧压和底压较大，仰拱应超前施工。

但仰拱和底板施工占用洞内运输道路，对前方开挖和衬砌作业的出渣、进料造成干扰。

因此，应对仰拱和底板的施作时间、分块施工顺序和与运输的干扰问题进行合理安排。

仰拱应优先选择各段一次成型，避免分部灌注；灌注仰拱和底板时，必须把隧道底部的虚渣、杂物及淤泥清除干净，排除积水。

超挖部分应用同级混凝土回填密实。

长大隧道仰拱施工，可以使用机械化程度较高的仰拱台车栈桥，仰拱台车栈桥上可通过各种施工运输车辆，紧跟前方掌子面，可实现仰拱的全幅整体超前施工；仰拱施工期间，不会影响隧道开挖所需配套设备（如风管、电缆等）的正常工作，完全实现了仰拱与开挖运输平行作业的施工模式；设计浮动装置，保证混凝土养护期间，运输车辆通过栈桥不会影响仰拱混凝土品质；混凝土养护加速了仰拱施工进程，确保了足够的混凝土强度。

仰拱模板与栈桥见图6-56。

图6-56 仰拱模板与栈桥
三、混凝土养护与拆模
一般情况下，衬砌混凝土灌注后10～20 h即应开始浇水养护。

养护延续时间和每天洒水次数，应根据衬砌灌注地段的气温、相对湿度和所用水泥的品种确定。

使用普通硅酸盐水泥时一般应连续养护7～14d。

在严寒地区冬季灌注混凝土时，应采取防寒措施，防止冻坏衬砌。

在围岩及初期支护变形基本稳定条件下施作的二次衬砌，可在混凝土强度达到8 MPa以后拆模。

初期支护未稳定提前施作的二衬混凝土应在强度达到设计强度100%以后拆模。