二衬施工工法

隧道模板衬砌台车施工工法

一、前言

二次衬砌支护是在隧道初期支护完成之后，围岩和初期支护稳定之后进行的，采用自行式全断面液压模板衬砌台车，合钢模板泵送混凝土入模。插入式振捣棒和附着式振捣器联合振捣。作为隧道正式运营后的重要安全储备的二衬施工对日后有着重要到的影响，所以，二衬在隧道施工中的重要性也是显而易见的。

而二衬的施工方法也是有许多，但每一种施工方法都遵循内实外美这一个总体原则。一个良好的衬砌的质量都要有他的使用性、可靠性和耐久性。从总体上讲，只要严格按照施工工艺施工，混凝土衬砌的质量是完全可以保证的。在山岭隧道的施工中，新奥法施工已经成为主流，近几年将近占到隧道建设的98％，在未来的几十年甚至上百年里，新奥法在隧道施工中仍将占据着不可动摇的地位。在初期支护完成的情况下，二次衬砌的施工质量也是隧道施工的一个重点和难点，它直接影响到隧道的运营安全，应该给予足够的认识。

二、二次衬施工条件的选定

二次衬砌应在围岩和初期支护变形基本稳定之后施作。围岩变形量较大，流变特性明显时，要加强初期支护并及早施作仰拱和二次衬砌。同时，必须遵循软弱围岩紧衬砌，V、IV 级围岩二次衬砌均要求应及时制作；对于V级围岩，二次衬砌要求与掌子面的滞后距离不大于80米，IV级围岩二次衬砌滞后距离不大于140米，III级围岩段要求在围岩变形基本稳定后制作，距掌子面距离不大于200m。当围岩变形过大，初期支护力不足时，应及时反馈，以便及时加强初期支护，或修改二次衬砌设计参数及提前施作模筑砼。在制作带仰拱的二次衬砌是，应先浇筑仰拱，再浇筑洞身墙拱二衬砼。遵循先拱后墙由下而上的施工方法。

三、工艺特点

1、衬砌质量高。

泵送混凝土解决了小模板衬砌人工上料顶部不易密实的问题，不仅达到了内实外美的质量效果，而且基本杜绝了隧道衬砌渗漏水现象。

2、施工速度快

由于施工机械化程度高，从混凝土生产、运输、上料到模板就位、脱模均为机械化一条线流水作业，提高了施工速度和工作效率。

3、劳力投入少。

由于施工机械化程度高，使用方便，降低了劳动强度，大大减少了劳力的投入。既缩短了施工时间，又节省了经济投入。

四、衬砌台车的构造原理

衬砌台车是由模板、台车架、模板支撑调整机构（含液压系统）、行走机构、电气控制系统等五大部分组成。见衬砌台车结构示意图。

1、模板是根据施工衬砌面轮廓加工而成，由顶模和侧模组成。顶模和侧模之间采用铰接，相同模板之间采用螺栓联结。两侧模板根据需要可调换成直墙模板或曲墙模板，在顶模中部通过安装不同宽度的加宽块，可以做到一个台车用于不同加宽断面的衬砌。侧模上开工作窗口，用于混凝土浇注和捣固。

2、台车架用于支撑和固定模板，承受传递衬砌时混凝土的重量。

3、模板支撑调整机构用于操作模板立模、定位、固定、脱模等，并将混凝土重量传递给台车架和地面。一般由液压控制系统通过油缸的伸缩达到模板的立模定位及收模的作用，用千斤顶丝杠支撑固定模板。

4、行走机构使台车沿铺设的钢轨行驶到所需衬砌的位置。

5、电器控制系统用于行走电机、油泵电机、台车照明部分的电气操作控制和保护。台车通过立模、混凝土浇注、脱模、行走这四个工作过程，即可完成台车衬砌的整个作业。

图1 衬砌台车结构图

图2二衬整体钢模台车五、工艺流程：

二衬施工工艺流程见图见下图：

台车拼装调试

模板表面打磨处理

台车就位

刷涂脱模剂

油缸伸出支撑模板到位

紧固千斤顶丝杠端模板及止水条安装密封面粘贴双面胶带混凝土浇注松开千斤顶丝杠

脱模及砼养生

断面检查

透水管防水板安装混凝土泵送

混凝土运输安装混凝土输送管混凝土生产混凝土泵准备就绪

台车移位台车检查钢筋绑扎及预埋件安装

初支面处理

测量信息反馈

图3 模板台车衬砌工艺流程图

六、关键技术：

6.1对台车的技术要求：

（1）加工台车时，衬砌断面轮廓按隧道设计断面尺寸扩大50㎜。

（2）台车一次衬砌长度可采用9m-12m长度，当然加长模板长度对于进度是有利的，但是，根据目前大多数公路隧道的衬砌厚度来考虑，模板越长，混凝土的温度收缩、

干燥收缩的开裂就容易发生，因此模板的长度（一次性灌注长度）多采用9m和10.5m

的台车。

（3）台车的构件尺寸要考虑运输和安装时的限制，一般不超过6m。

（4）面板采用Q235钢板，厚度为10㎜、宽度以1.5m为宜，表面平整，接缝平顺，缝隙不大于1㎜。

（5）台车架整体刚度大，弹性变形不超过50㎜，以使运输车辆顺利通过。车架拱部要有足够的空间通过通风管。

（6）可以采用矮边墙的施工方法，或者用10mm的钢板在原有模板的基础上对二衬台车进行延长而取代矮边墙的施工方法。

6.2矮边墙施工：

（1）边墙控制标高对于曲墙和直墙分别为内轨顶面以下250㎜（拐点处）和320㎜处，矮边墙顶部向围岩方向按15%的坡度下降以防渗漏水。

（2）直墙矮边墙搭接面为台车定位密封面，平整度要高。在曲线地段，矮边墙根据每次衬砌的长度和位置做成折线。在曲墙部分，要严格控制矮边墙施工标高误差。

对二衬台车模板进行加长的方法这里不与说明，其方法和整个二衬台车的模板加工，工作原理相同。

6.3台车拼装调试与模板表面处理：

台车拼装所需人员及设备：装载机1台，挖机1台，2～5t手拉葫芦3台，电焊机2台，人员12人，其中指挥1人、机械工4人、电工1人、普工6人。

6.4台车拼装顺序：

台车拼装按以下程序进行：

图4 台车拼装

拼装结束后，用手持角磨机对模板表面除锈找平，对无法调整的模板接缝处的小凸台用手持砂轮机磨平，用加垫子或抹腻子等办法消除缝隙。最终验收台车。

模板台车质量要求和验收表1

6.5 监控围岩及初支的稳定状况，确定二衬的施工时间

监控拱顶下陷量及断面收敛情况确定二衬施工时间。在围岩监控中满足以下条件时方可进行二衬施工：

（1）断面的位移速率明显收敛，围岩基本稳定；

（2）周边位移速率小于0.1-0.2mm/d，或拱顶下沉速率小于0.07-0.15mm/d。

(3) 二衬前的位移已达总位移的80%以上。

（4）初期支护表面裂缝不在发展。

（5）对于II类围岩，当不满足这些条件，围岩有失稳迹象时，为了控制过大变形以及安全需要可以提前进行二次衬砌。

6.6 防水层施工

6.6.1 初期支护表面处理

在防水层铺设前，先仔细检查喷射砼表面是否平整和钢筋头露出，对表面凹凸不平和空洞处

用喷射砼补平，对外露的钢筋头用电焊切除并用锤铆平抹砂浆素灰补平。处理完毕后方可进行防

水卷材的铺设。

6.6.2塑料透水盲管的挂设