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浅谈隧道工程复合衬砌方案和施工技术

2021-12-30 来源:客趣旅游网
浅谈隧道工程复合衬砌方案和施工技术

一、工程概况

某隧道包括1号、2号两座相连隧道,全长3352m,其中1号隧道长1533m,2号隧道长1819m,均按平行双洞单向交通设计。单洞净宽10.25m,净高7.425m,最大开挖跨度12.6m.隧道按新奥法原理设计施工,采用初期锚喷砼和二次模注砼的复合衬砌形式。隧道设计了\"防、截、堵、排相结合,以排为主\"较为完整的防排水系统。

二、隧道洞身防排水方案 (一)防水工程

(1)衬砌柔性防水:在衬砌背面设置隧道专用防水卷材,无纺土工布设置在防水卷材与喷射砼层之间,兼作衬背排水层及缓冲层,无纺布规格为400g/m2,采用射钉加钢垫圈固定在基面上。

(2)衬砌漏防水:衬砌防水采用在初期支护与二次衬砌之间敷设一层PVC+土工布的复合防水卷材,做为第一道防水措施,防水卷材敷设范围自拱部至边墙下部引水管,二次衬砌采用抗渗标号不低于S8的防水混凝土,作为第二道防水措施。工作缝增设膨胀橡胶止水带基于以下几点考虑,为防患于未然,确保隧道不渗不漏,各方统一了意见,决定在工作缝增设止水带。一是防水层难免会出现破损渗漏,而工作缝是整个防排水体的薄弱环节,止水带可成为最后关口;二是工作缝不论采用打毛或是企口接缝,因接缝处产生的应力及位移,都可能出现密封破坏的问题;三是一旦出现二次衬砌破漏,处理难度较大。

(二)排水工程 (1)富水区段引排水

对于富水区段,在喷射砼之前,采用环向Ф50mmHDPE单壁打孔排水管将水沿裂隙引至纵向排水管。环向排水管沿岩面环向布设,外裹两层400g/m2土工布,防止淤塞及围岩日久被地下水冲失,管外侧用塑料布包裹,并用细铁丝网及铁丝圈加以固定,以防止喷射砼时水管被砂浆堵塞。

(2)衬砌背面排水层

在防水层与喷射砼之间设置400g/m2土工布,使漏水能从衬砌背面通过排水滤层排至墙角,再由墙角处衬背纵向盲沟集水,通过Ф116mmHDPE波纹管引至中央排水沟排出洞外。墙脚纵向肓沟采用Ф116mmHDPE波纹管外裹400g/m2土工布,盲沟设置在防水层外面,固定在砼面上,且要求防水板\"U\"型包裹纵向排水管。喷射混凝土裂缝处若有渗漏水时,沿裂缝凿2cm宽引水槽,外贴Ф50mmHDPEΩ型弹簧排水管将水引至纵向排水盲管。

(3)纵向排水沟槽在初期支护完成后进行,纵向中央排水沟由带孔内径Ф500mm钢筋混凝土水管外裹400g/m2土工布滤层及级配碎石滤层组成,中心水沟沿隧道全长布臵,将地下水排出洞口,横向排水管每隔25m设置一处,具体位臵可适当调整。

(4)为了处理隧道内冲洗及消防排放的污水,在隧道路肩部位设置双侧圆形路缘排污水沟,将污水排出洞外并与洞门外路基两侧边沟槽相在衬背土工布排水层与喷砼之间设环向盲沟,环向盲沟采用Ф50mmHDPE打孔波纹管,正常段每10m设置一道,富水区按涌水、淌水、渗水三种形态间距1.5m、3.0m、5m铺设。

三、隧道复合衬砌施工技术 (一)排水管施工

排水管包括环向排水管、纵向集水管、横向排水管,三者采用三通连为一体,形成完整的排水系统。

1、排水管布置

环向排水管沿纵向设置的间距根据设计要求进行布置,根据洞内渗、漏水的实际情况,在初期支护(喷射混凝土层)完成之前视情况埋设排水管或线形排水板,形成暗埋、永久式排水通道系统,将水引入隧道纵向排水管或通过盲沟(管)引入排水沟排出洞外,在地下水较大的地段应加密设置排水管。

2、施作步骤与方法

按规定划线,以使管位置准确合理。钻定位孔,定位孔间距在30~50cm。将膨胀锚栓打入定位孔。用无纺布包住盲管,用扎丝捆好;用卡子卡住盲管,然后固定在膨胀螺栓上。对环、纵向排水管采用三通相连。

3、横向排水管施工

横向排水管是连接纵向排水管与侧排水沟的水力通道,采用硬质塑料管,其设置应符合设计要求,施工中先在纵向管上预留拼接,然后在仰拱及填充混凝土施工前接长至侧排水沟。

(二)防水层铺设

材料采用复合防水板,无钉铺设。

(1)按规定要求对防水板在洞外进行抽样质量检查,观察是否有变色、厚度不均、斑点、刀痕、撕裂等缺陷,以保证使用产品质量。

(2)工作台车按施工要求(区段、部位)就位。

(3)沿模筑砼支护面纵向拉伸10#铁丝。环距为:拱部α=0.5~0.7m,边墙1.0~1.2m。每条铁丝两端以Ф10膨胀螺栓固定,长度以2.5~3m为宜(过长时中间再加膨胀螺栓固定),并以紧线器拉紧。

(4)采用小型卷扬机将复合防水板提升到吊挂台车上,以防水板的全幅中部与隧道中线对齐,将防水板托起贴着模筑砼支护表面,由拱顶向侧墙方向自上而下环状铺设,松紧适度,并在拱顶预留较大松铺量。背面以10#扎丝穿过复合防水板的土工膜部分(注意不要破坏防水板),并将扎丝固定在纵向铁丝上。同一铁丝上防水板的固定点间距:拱部以0.5~0.8m,边墙以0.8~1.0m为宜。

(5)防水板采用环向搭接,每两幅可先在洞外以热融熔焊接机进行拼接焊。防水板施焊表面必须保证洁净无灰尘和油脂等污物,若有油脂应用丙酮洗净。热融熔焊接机在平面上焊接时可自行走动焊接,在边墙及拱部焊接时可手持焊接。

(三)二次衬砌 1、仰拱及仰拱填充施工

仰拱与仰拱填充混凝土分幅分段浇筑,超前二次衬砌20~30m,仰拱与仰拱填充不得同时浇筑,按照设计厚度一次灌注成型,一般浇筑段长不大于8m。

(1)在仰拱混凝土灌注前基底应做以下处理

清理基底虚碴、积水及其他杂物;采用高压风水对基面进行冲洗,保证基面洁净后方可关模浇筑混凝土。若仰拱设计有初期支护时,浇筑混凝土前必须对初支面采用高压风水进行冲冼。

(2)仰拱及仰拱填充砼浇筑

仰拱与仰拱填充不得同时浇筑,要求仰拱终凝后进行填充混凝土浇筑。仰拱紧跟下台阶施工,结合断面情况和现有施工技术,拟将仰拱及填充分成二步施工。第一步先施工仰拱,第二步施工仰拱填充。

(3)仰拱填充混凝土的厚度及表面高程必须符合设计要求。

(4)仰拱填充混凝土强度达到5MPa方可行人,强度达到70%强度后方可通行车辆。

2、拱墙衬砌

拱墙衬砌根据量测情况在围岩及初期支护变形基本稳定后进行,适度紧跟开挖,仰拱超前施工,拱墙衬砌采用定制10.5m衬砌钢模板衬砌台车,通过调整液压元件,使模板正确对位。采用HBTD60型砼输送泵配合自行式液压模板台车进行全断面衬砌施工,对称分层灌注,入模倾落自由高度不超过2.0m,机械振捣,挡头模采用自行加工木模。混凝土灌筑通过灌筑窗口,自下而上,从已灌段接头处向未灌方向,水平分层对称浇灌,边浇边捣,层厚不超过50cm,相邻两层浇注时间不超过1.5小时,确保上下层混凝土在初凝前结合好,不形成施工冷缝,垂直自由下落高度控制不超过2m,捣固采用附着式振捣器和插入式振捣器,安排专人负责,保证混凝土衬砌内实外光。

结束语

本隧道自复合衬砌施工以来,制定了衬砌控制程序,并有效运作。至此,已取得較为理想的效果,各项技术指标均满足设计及规范要求,实现了有效控制。

参考文献

[1]钟林.彭振斌.复合衬砌在北斗坡隧道中的运用[J].2010(10). [2]赵立坤.隧道复合式衬砌收缩裂缝产生原因浅析[J].2012(04).

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