衬砌

第四节衬砌施工
混凝土和钢筋混凝土衬砌的施工，有现浇、预填骨料压浆和预制安装等方法.
现浇衬砌施工，与一般混凝土及钢筋混凝土施工基本相同。

这里仅就地下洞室衬砌施工的特点，作一些说明。

1．平洞衬砌的分缝分块及浇筑顺序
2．平洞衬砌模板
3．衬砌的浇筑
4．衬砌的封拱
5．压浆混凝土施工
1．平洞衬砌的分缝分块及浇筑顺序
平洞衬砌，在纵向通常要分段进行浇筑。

当结构上设有永久伸缩缝时，可以利用永久缝分段。

当永久缝间距过大或无永久缝时，则应设施工缝分段。

分段长度一般范围为4～18m，视平洞断面大小、围岩约束特性以及施工浇筑能力等因素而定。

分段浇筑的顺序有：①跳仓浇筑；②分段流水浇筑；③分段留空档浇筑等不同方式，参见上图(a)、(b)、(c)。

当地质条件较差时，采用肋拱肋墙法施工，这是一种开挖衬砌交替进行的跳仓浇筑方法。

对于无压平洞，结构上按允许开裂设计，也可采用滑动模板连续施工的方法进行浇筑，以加快衬砌施工，但施工工艺必须严格控制.
衬砌施工在横断面上也常分块进行。

一般分成底拱（底板）、边拱（边墙）和顶拱，参见上图(d)、(e)。

横断面上浇筑的顺序，正常情况是先底拱（底板），后边拱（边墙）和顶拱，其中边拱（边墙）和顶拱可以连续浇筑，也可以分块浇筑，视模板型式和浇筑能力而定。

在地质条件较差时，可以先浇筑顶拱，再浇筑边拱（边墙）和底拱（底板）；有时为了满足开挖与衬砌平行作业的要求，洞底还未清理成形以前，先浇好边拱（边墙）和顶拱，最后浇筑底拱（底板）。

后两种浇筑顺序，由于在浇筑顶拱、边拱（边墙）时，混凝土下方无支托，应注意防止衬砌的位移和变形，并做好分块接头处反缝的处理，必要时反缝要进行灌浆。

2．平洞衬砌模板
平洞衬砌模板的型式依隧洞洞型、断面尺寸、施工方法和浇筑部位等因素而定。

对底拱而言，当中心角较小时，可以象底板浇筑那样，不用表面模板，只立端部挡板，混凝土浇筑后用型板将混凝土表面刮成弧形即可。

当中心角较大时，一般采用悬挂式弧形模板（如上图）。

施工时先立好端部挡板和弧形模板的桁架，以后随着混凝土的浇筑，逐渐从中间向两旁安上悬挂式模板。

安装时，要注意运输系统的支撑不能与模板桁架支撑连在一起，以防施工运输产生震动，引起模板位移走样。

目前，使用牵引式拖模连续浇筑或底拱模板台车分段浇筑底拱也获得了广泛应用。

桁架式模板
浇筑边拱（边墙）、顶拱时，常用桁架式或移动式模板。

桁架式模板，由桁架和面板组成（下图）。

通常是在洞外先将桁架拼装好，运入洞内安装就位后，再随着混凝土浇筑面的上升，逐块安设模板。

钢模台车
钢模台车是一种可移动的多功能隧洞衬砌模板。

根据需要，它可作顶拱钢模、边拱（墙）钢模以及全断面模板使用，如下图所示。

针梁式钢模台车
圆形隧洞衬砌的全断面一次浇筑，可采用针梁式钢模台车。

其施工特点是不需要铺设轨道，模板的支撑、收缩和移动，均依靠一个伸出的针梁，如下图所示。

模板台车使用灵活，周转快，重复使用次数多。

用台车进行钢模的安装、运输和拆卸时，一部台车可配几套钢模板进行流水作业，施工
效率高。

3．衬砌的浇筑
衬砌混凝土浇筑之前，应作好修帮、清碴、清洗、立模、安绑钢筋和预埋管件等工作。

隧洞衬砌多采用二级配混凝土。

对中小型隧洞，混凝土一般采用斗车或轨式混凝土搅拌运输车，由电瓶车牵引运至浇筑部位；对大中型隧洞，则多采用3～6m3的轮式混凝土搅拌运输车运输。

在浇筑部位，通常用混凝土泵将混凝土压送并浇入仓内。

常采用的混凝土泵有柱塞式、风动式和挤压式等工作方式。

它们均能适应狭窄的施工条件，完成混凝土的运输和浇筑，能够保证混凝土的质量。

泵送混凝土的配合比，应保证有良好的和易性和流动性，其坍落度一般为8～16cm。

4．衬砌的封拱
平洞的衬砌封拱是指顶拱混凝土即将浇筑完毕前，将拱顶范围内未充满的空隙和预留的进出口窗口进行浇筑、封堵填实的过程。

封拱工作对于保证衬砌与围岩紧密接触，形成完整的拱圈是非常重要的。

封拱方法多采用封拱盒法和混凝土泵封拱。

封拱盒封拱
封拱盒封拱，如上图所示。

在封拱前，先在拱顶预留一小窗口，尽量把能浇筑的四周部分浇好，然后从窗口退出人和机具，并在窗口四周立侧模，待混凝土达到规定强度后，将侧模拆除，凿毛之后安装封拱盒。

封堵时，先将混凝土料从盒侧活门送入，再用千斤顶顶起活
动封门板，将盒内混凝土压入待封部位即告完成。

混凝土泵封拱
混凝土泵封拱，如上图所示。

通常在导管的末端接上冲天尾管，垂直穿过模板伸入仓内。

冲天尾管的位置应根据浇筑段长度和混凝土扩散半径来确定，其间距一般为4～6m，离浇筑段端部约1.5m左右。

尾管出口与岩面的距离，原则上是越贴近越好，但应保证压出的混凝土能自由扩散，一般为20cm左右。

封拱时应在仓内岩面最高的地方设置通气管，在仓的中央部位设置进人孔，以便进入仓内进行必要的
辅助工作。

封拱的施工程序
混凝土泵封拱的施工程序是：①当混凝土浇至顶拱仓面时，撤出仓内各种器材，尽量筑高两端混凝土；②当混凝土达到与进人孔齐平时，仓内人员全部撤离，封闭进人孔，同时增大混凝土的坍落度（达14～16cm），加快混凝土泵的压送速度，连续压送混凝土；③当通气管开始漏浆或压入的混凝土量已超过预计方量时，停止压送混凝土；④去掉尾管上包住预留孔眼的铁箍，从孔眼中插入防止混凝土下落的钢筋；⑤拆除导管；⑥待顶拱混凝土凝固后，将外伸的尾管割除，并用灰浆抹平。

如下图
5．压浆混凝土施工
压浆混凝土又称预填骨料压浆混凝土，它是将组成混凝土的粗骨料预先填入立好的模板中，尽可能振实以后，再利用灌浆泵把水泥砂浆压入、凝固而成结石。

这种施工方法适用于钢筋稠密、预埋件复杂、不容易浇筑和捣固的部位。

洞室衬砌封拱或钢板衬砌回填混凝土时，用这种方法施工，可以明显减轻仓内作业的工作强度和干扰。

压浆混凝土施工注意事项
1）压浆混凝土使用的模板，应有专门设计，能保证压浆时不漏浆，不产生位移和变形。

2）压浆混凝土所用的粗骨料不应小于2cm，并按设计级配填放密实，尽量减少孔隙率。

3）压浆混凝土的砂浆，应掺加混合材和外加剂，使之具有良好的流动性，能顺利压入骨料孔隙中。

为防杂质和粗颗粒混入砂浆，砂浆在入泵前应通过5mm×5mm的筛网。

为保证砂浆充填密实，宜通过试验掺入适量的膨胀剂。

4）压浆程序应由下而上，逐渐上升，不得间断。

压浆压力可采用(2～5)×105Pa，浆体上升速度以50～100cm/h为宜。

压浆过程中，应加强观测，注意模板变形、管路堵塞等现象。

5）压浆部位要埋设观测管、排气管，以检查和掌握压浆进展情况。

6）压浆结束时，应在规定压力之下并浆15min左右。

7）压浆工作必须连续进行。

若因故中断，而短时间内又不能恢复时，须待砂浆凝固以后，重新钻孔，经压力水冲洗干净，才能继续压浆。