二次衬砌工程（通用10篇）
二次衬砌工程 篇1
随着国民经济的发展, 交通事业也方兴未艾, 隧道施工在交通事业中也随之增多, 在隧道施工中对二次衬砌的施工质量也提出了较以往更高的要求, 现行规范要求隧道工程需具备高强度、高耐久性以及不允许渗水、表面无湿渍等, 则要求在施工中加强质量过程控制方可达到该类要求。
1 工程概况
公路化稍营至蔚县 (张保界) 段高速公路第L11合同段线路全长2.4km, 隧道按高速公路双向四车道设计, 设计速度为100km/h, 整体式路基宽度26m, 分离式路基宽度13m, 行车道宽度2×7.5m, 最大纵坡2.7954%, 最短坡长700m, 该标段共设2个平曲线, 最小平曲线半径R=2000m。设计洪水频率1/100, 地震烈度为Ⅶ度。隧道平面布置主要根据路线走向, 设计为上、下分离式隧道。在40里峪隧道出口至雾柳林隧道进口段设置1m~13m小桥2座。左线桥长21.0m, 右线桥长16.8m。
本段隧址区属低中山地貌, 山势陡峻, 悬崖、沟谷发育, 多呈“V”字形, 山坡坡度30℃~80℃, 山区植被灌木较茂密。为中低山工程地质区的硬质岩亚区, 地形变化复杂, 具岩溶地貌特征, 出露地层为单一的震旦系迷山组白云岩, 含较多燧石条带, 岩层产状平缓表层节理裂隙发育, 岩体破碎, 危碎、危石发育, 并有溶洞存在。岩石质体坚硬, 软弱夹层少见。
2 二次衬砌施工工艺及要求
2.1 衬砌台车施工及要求
衬砌台车施工后其外轮廓应保证在混凝土浇筑后隧道内净空, 门架结构的净空应保证洞内车辆和人员可安全通行, 一般情况下台车外轮廓尺寸较隧道净空断面加大3m~5cm;台车长度一般控制在9m~12m, 以防过短而降低生产效率并增加接头, 长度过长而导致移动不方便, 且在混凝土收缩过程中产生环状裂纹;宜分层布置台车墙部作业窗, 一般控制层高不超过1.5m, 每层宜设置4~5个窗口;若隧道采用机械通风则台车上应预留风管的穿越通道或固定的硬风管, 但其前后两端应设置可与软风管连接的接头以保证台车移动不影响通风;台车应设置足够的承重螺杆支撑或径向模板螺杆支撑以保证在混凝土施工中不发生坍塌现象;台车拱顶宜设置2~3个混凝土浇筑口以便混凝土浇筑施工, 浇筑口宜设置在台车两端, 在坡道上浇筑混凝土利于高端内灌满;台车上安装的振动器应可单独启动, 由于混凝土浇筑时间较长, 附着式振动器不宜并联共振, 整个台车的振动会对已经初凝的混凝土产生不利影响, 而单独启动振动器可缩小影响范围, 并可通过作业窗采用插入式振捣器振捣[1]。
2.2 钢筋绑扎
应保证钢筋绑扎牢固以防止在浇筑混凝土时由于碰撞、振动而导致绑扎口松散、钢筋移位等, 甚至导致露筋现象, 绑扎时应按照设计规定预留保护层, 禁止出现负误差, 保护层内用同配合比的水泥砂浆垫块将钢筋垫起, 而严禁采用钢筋作为垫块或用铁钉、铅丝等将钢筋固定在模板上, 保证钢筋或铅丝不接触模板。
2.3 混凝土搅拌
进行第一盘混凝土搅拌时应考虑到筒壁导致的砂浆损失, 并应按照配合比规定减半石子用量, 搅拌时按照石子、水泥、砂子和泵送剂的顺序投料, 控制各种材料用量允许误差不超过以下范围:水泥、水、外加剂为2%, 砂与碎石为3%;每盘装料量不可超过搅拌筒标准容量的10%;拌合完毕后的混凝土在全部卸出前不得再投入拌合料, 更应杜绝边投料边进料的做法;应严格控制拌合物的水灰比和坍落度, 严格控制搅拌时间, 最终保证拌合物均匀一致, 颜色一致, 不存在离析和沁水现象, 最短的搅拌时间不少于120s;施工中应在搅拌地点和浇筑地点分别取样检测坍落度, 并以浇筑点的测定值做为评定标准。
2.4 混凝土浇筑
浇筑前应检查台车、钢筋、止水条及预埋管线等, 并应将模板内侧杂物、积水以及污垢等清除干净, 并在模板内侧涂刷脱模剂;混凝土浇筑时应保证对称施工, 两侧高差不宜超过1m, 以免造成偏压、跑模, 混凝土真逗啊宜采用振捣棒分层振捣, 振捣棒的移动间距应不超过作用半径的1.5倍;对各个部位的混凝土振捣应保证混凝土密实, 最终停止下沉并不再产生气泡, 且表面平坦、泛浆;混凝土浇筑应连续进行, 若必须间断则应控制间断时间小于前层混凝土的初凝时间或可重塑时间, 浇筑过程中若混凝土表面沁水较多则可在不扰动已经浇筑混凝土的条件下采取措施排出积水[2]。
2.5 拆模及养护
若在初期支护稳定后进行施工的要求拆模时混凝土强度达到8.0MPa, 若初期支护不稳定则要求强度达到设计强度的100%, 拆模时应保证混凝土表层和内部及表层和外界环境温差不超过20℃, 结构内外侧表面温差不超过15℃, 且严禁在混凝土降温前拆模;模板拆除后应对其进行连续养护, 养护期间内部温度不应超过60℃, 养护用水与混凝土表面温差不超过15℃, 养护过程中应始终保持表面湿润以保证养护效果。
3 施工质量控制要点
3.1 施工段接头处理
施工中衬砌台车宜采用带有气囊的端模以防止漏浆;接头部位施工的时间间隔一般控制在2d~3d, 台车就位后其搭接部位可采用液压千斤顶将模板顶向新浇筑的混凝土面, 并应将模板顶紧以防止漏浆, 并采用增加硬橡胶间隙带的措施来减缓局部压力导致接头部位出现不可弥补的裂纹现象, 并可密封接头缝隙, 相邻段混凝土施工完毕后应拆除间隙条并用砂浆抹平凹槽;并应在堵头板上分层设排水孔以排放沁浆水, 浇筑过程中应根据混凝土层面开孔排水以及排放在振捣过程中产生的表面气泡[3]。
3.2 初期支护与二衬间隙处理
由于混凝土自重和浇筑混凝土压力不足等原因往往导致在初期支护与二衬间存在空隙或空洞而影响结构安全, 对于二次衬砌厚度超过2/3设计厚度部位的空洞应预埋注浆管并采用1∶1水泥浆用注浆泵压浆充填, 但应控制注浆压力在0.2~0.4MPa范围内, 对小于设计厚度2/3的空洞则先用泵送小石子混凝土将其填充密实, 后注1∶1水泥浆的措施。
4 结语
隧道施工中二次衬砌质量在很大程度上影响整个隧道的施工质量, 施工中应充分利用监测手段进行检测便于及时调整和修正施工中各个参数, 并应严控边墙和二次衬砌间的施工缝防水, 并应严格控制止水带安装就位以免出现渗、漏水情况, 应严格控制混凝土的搅拌、输送以及浇筑振捣和养护工作, 以确保其强度不低于设计要求, 方可最终保证隧道的施工质量。
参考文献
[1]叶华文.松建高速公路田口隧道二次衬砌施工技术探讨[J].建材与装饰, 2011 (8) .
[2]袁远泉浅析隧道二次衬砌施工中的质量控制[J].中国新技术新产品, 2011, 17.
[3]谢中奇.隧道二次衬砌拱顶混凝土封预技术探究[J].铁道标准设计, 2005, l0:20.
二次衬砌工程 篇2
云桂铁路云南段项目经理部一工区文件
工区安质【2013】3号
隧道二次衬砌背后脱空的预防和处理
我工区目前施工的隧道共3座，倮得邑隧道全长1170km，德基1#隧道全长2735米，目前所有隧道二衬已完成了一半衬砌施工。在第三方检查中发现部分隧道二次衬砌背后局部出现脱空现象，为了保证隧道二次衬砌质量符合验标规范要求，现对隧道二衬背后脱空现象进行分析处理，结合项目部领导要求指示，及9月20日工区专题会议精神现将有关事项通知如下：
此次整改活动由工区安质部牵头，各队架子队队长为此次脱空整改的第一责任人，各施工班组全力组织人员、设备对照各自出现问题结合实际认真准备，扎实进行整改。彻底解决二衬背后脱空的问题。一、二衬背后脱空原因分析
隧道二衬背后脱空主要集中在拱顶和侧壁拱腰等部位。从二衬背后脱空部位分析，总结得出大致有以下几个原因：
1、光面爆破效果不好，造成隧道开挖轮廓凹凸不平，有棱角；初期支护，喷射混凝土没有把凹凸面补平，平整度达不到规范要求；防水板 安装未预留足够的松散系数；二衬混凝土被防水板挡住未与初期支护表面密贴，导致二衬背后出现脱空现象。
2、人为原因：施工班组主观上存在偷工减料行为，表现为衬砌厚度不够，注浆不满等现象。现场技术管理人员对现场衬砌实际需要的混凝土数量不清，提供混凝土用量的不真实数据，造成搅拌站停止搅拌，实际衬砌在未注满的情况下停止，造成二衬脱空。在混凝土未初凝前急于拆管，造成未自稳的混凝土掉落下来形成漏斗，造成衬砌脱空。在拱顶混凝土施工出现堵管，现场人员在未仔细分析的情况下即认为已经泵满，停止混凝土泵送造成二衬厚度不足，出现脱空现象。
3、技术原因：砼施工配合比水灰比偏大、混合料坍落度大、砼振捣不密实，砼自重下沉；砼收缩徐变，造成留有空隙。用输送泵送砼时，拱顶面的砼在输送过程中把部分空气密闲在狭小的空间内无法排出，造成留有空隙； 二、二衬背后脱空处理措施
对拱顶部位二衬背后脱空采用拱顶预留注浆孔进行注浆回填；对拱腰及边墙处二衬背后脱空采用钻孔后注浆回填。
1、二次衬砌后回填注浆
首先以雷达检测数据为依据，明确需注浆加固的范围和数量。根据现场实际情况选定合适的注浆方案。对于脱空高度小于10cm,一般采用Φ42mm压注纯水泥浆处理，水灰比为0.5:1。对于脱空高度大于10cm－15cm,一般采用Φ42mm压注水泥砂浆处理，水泥砂浆要具有良好的流动性。对于脱空高度大于15cm,一般采用Φ150mm钢管接混凝土输送泵直接泵送混凝土。混凝土要具有良好的合易性和流动性。塌落度控制在15cm-20cm，碎石最大粒径要小于1cm。
其次在施工中注意，钻孔预埋注浆管时，管口距围岩要预留 5-10cm空隙，以便浆液能顺利流出；注浆管要用钢板和膨胀螺栓与既有衬砌固结，最后通过法兰盘连接注浆管或注浆泵进行注浆或泵送混凝土；注浆过程速度不能太快，当出现较大压力时可暂停10分钟左右，使浆液顺利扩散。注浆完成不要急于拆除法兰盘，待浆液有一定的自稳能力后再拆并及时封堵注浆口。
为确保注浆效果，在埋注浆管的同时还要预埋检测管，检测管顶端与围岩要有1-2cm的空隙。当检测管有浆液流出，应封闭检测管并保持缓慢注浆，当压力持续升高时停止注浆。
2、返工处理
对于二衬混凝土标号低于设计设计标准太多，二衬厚度严重不足和二衬厚度不足范围过大等现象，要引起足够重视。对此类工程要坚决拆除返工。三、二衬背后脱空预防措施
1、加强围岩爆破控制，提高围岩基面平整度；
2、严格施工过程控制，对初支平整度不满足要求的不予验收，直至补喷合格后才允许进入下一道工序的施工，确保初支基面平整；
3、加强防水板铺设质量控制，特别是防水板固定后的松紧度控制，预防太紧防水板崩裂，太松形成褶皱导致空洞的出现；
4、加强二衬混凝土浇筑过程的振捣质量；
5、加强各工序作业人员的质量意识教育，掌握每一道工序的质量标准；
6、加强技术管理人员的责任心教育，把好每一道工序质量，尤其是在二衬浇筑于拱顶时现场技术人员和负责人要亲自查看确保拱顶砼浇筑密实饱满。
中铁十七局云桂项目经理部一工区
善亭隧道二次衬砌施工及质量控制 篇3
关键词：拱墙；二次衬砌；台车设计；门架设计；拱架设计
中图分类号：TD262 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）08-0093-04
1 工程概况及设计要求
1.1 工程概况
善亭隧道位于安徽省黄山市歙县境内，隧道全长3152m，最大埋深约140m，线路所经地区地貌主要为低山丘陵区，地势起伏较大。隧道设计为单洞双线隧道，进口段位于曲线上，出口位于直线上，全隧道单坡、坡度分别为12‰，进口交通较不便，出口有公路通达，交通较为便利。整个隧道按照新奥法设计、施工，初期支护为采用锚、喷、网和格栅拱架，二次衬砌采用耐久性抗腐蚀混凝土，防水等级为一级。
1.2 设计要求
1.2.1 台车设计。由于该善亭隧道二衬施工中断面尺寸变化较大，因而增加了衬砌台车设计和制造的难度，在进行台车设计过程中应满足台车使用方便以缩短循环时间，在不同断面间相互转换时应尽量减少台车的更换部件个数，应保证在多次使用泵送混凝土时台车的刚度和稳定性，同时应尽量降低台车的制造和安装成本。后经计算决定衬砌台车采用Ф125mm输送泵管送模式、全液压立模收模、自动行走形式，其中边模板和小边墙模板为全钢模板、拱顶为可调钢拱和弹性刚模板组合而成的台车。
1.2.2 门架设计。在施工中应满足相应跨段不对称加宽以及台车整体移动的需要，同时应保证台车能满足拱顶压力的要求，门架采用框架整体式门架，其主门架立柱连接梁和副门架立柱连接梁采用大型工字钢，上纵梁为钢架，门架各段间采用高强螺栓相互连接，门架内侧和立柱间采取型钢作为斜撑，共同组成三角不变体，并保证整个支撑系统和模板系统的连接始终处于理想受力范围。
1.2.3 拱架设计。由于施工中隧道内衬砌断面尺寸不断发生变化，弧段尺寸也相应发生变化，因而在相应弧段应进行特殊设计，台车在变换衬砌断面过程中应保证边模随副门向两侧水平升出，并应设置可伸缩调节钢拱来调节上部台架横梁的长度，而上部台架立柱高度则应通过调节顶部钢拱长度来满足其弧度。
1.2.4 防水设计。防水等级按《地下工程防水技术规范》（GB50108）的一级标准设计。隧道衬砌混凝土抗渗等级不小于P10。明洞拱墙采用敷设1mm厚水泥基渗透结晶型防水涂料（Ⅱ型）+1～2mm厚M10砂浆找平层+防水板+3～5cm厚M10砂浆保护层。防水板厚度1.5mm、幅宽2～4m，土工布重量≥400g/m2；暗洞拱墙初期支护与二次衬砌间铺设防水板加土工布防水，防水板厚度≥1.5mm，幅宽2～4m，土工布重量≥400g/m2；衬砌环向施工缝设置中埋式橡胶止水带、遇水膨胀止水胶（地下水发育时）；底板环向施工缝设置中埋式橡胶止水带；纵向施工缝混凝土接触面设置遇水膨胀止水胶、混凝土界面剂；拱墙变形缝处设置背贴式橡胶止水带、钢边橡胶止水带、镀锌钢板接水盒和聚硫密封胶防水；仰拱沉降缝设置背贴式橡胶止水带、钢边橡胶止水带防水；水沟电缆槽施工缝采用遇水膨胀止水胶防水。
2 施工工艺
2.1 栈桥施工
由于隧道进口处于短路基和隧道连接部位，因而在洞口部位设置端刺，并在有端刺和摩擦板地段填充面施工至内轨下1129mm，以免影响隧道填充及拱墙衬砌施工；施工中为改善洞内施工环境，并对隧道基底有效保护，采取仰拱和铺底超前二次衬砌一次施工成型；仰拱施工采用I32b型钢加工自行式移动栈桥，桥长12m，分左右片设置，每片4根，底部采用δ=16mm的钢板每间距50cm一道进行双面焊接，上部采用Φ22钢筋焊接，间距8cm一道双面焊接。移动栈桥施工如图1所示：
2.2 衬砌施工工艺
2.2.1 仰拱、边墙底及填充混凝土施工。
该隧道仰拱、边墙底及第一次填充施作至内轨顶面下1079mm，拱墙台车底模定做至内轨顶以下1029mm，台车就位时，模板底部缝隙采用Φ50mm钢管和排水软管进行封堵，以防混凝土跑浆流浆和烂根；在拱墙二次衬砌混凝土浇筑且底脚混凝土凝固后先拆拱脚模板，并及时取出墙脚模板上翻将钢筋和软管，后对墙角混凝土修凿整齐。
施工中首先施作仰拱和小边墙底无防布和防水板以及纵向排水盲管和支管，在将小边墙底的无防布和防水板预埋好后则应将纵向排水盲管包裹在无防布内，之后将无防布反卷并使其与防水板和拱墙混凝土密贴，后用三通将纵向排水盲管和支管连接、固定，其端头用水泥袋密封以防在浇筑混凝土时排水支管的摆动导致水泥浆渗入支管内，后对基础表面混凝土进行凿毛处理以提高拱墙混凝土和基础的连接力，同时提高结构的抗渗能力。
仰拱开挖采取分段施工，整体浇筑混凝土；施工中位于软弱围岩段或有钢架地段应在开挖前完成钢架锁脚锚杆，每循环进尺不超过3m，施工中应结合检测数据和支护的稳定状态来调整仰拱距离掌子面间距；仰拱开挖后应及时进行混凝土施工，若存在积水则应在靠近掌子面侧开挖临时集水坑疏导抽排，确保无积水现象；仰拱成型采用浮放模板支架，仰拱超前拱墙二次衬砌，其超前距离保持3倍以上衬砌循环作业长度，若有封底混凝土要求则应在清理完毕并检查符合设计宽度、标高后方可进行。
开挖完成后应在拱墙上挂设无防布和防水板，若存在片状小股滴水地段则应采用片状盲沟，对存在集中股状出水段落则应采用波纹管盲沟，一般环向盲沟间距为20m左右，在干燥地段尚可加长，在渗水较严重地段则应适当加密，最后应将环向盲沟同纵向排水管连接，沿隧道环向每米应预留0.15～0.2m来弥补防水板和无防布的松弛度以保证其不被混凝土胀裂，同时避免重叠现象。
2.2.2 拱墙衬砌施工。
（1）二次衬砌施工要求。在二次衬砌开始施工前应保证隧道周边变形速率明显趋于减缓；隧道累计位移值，已达到极限相对位移值的80%以上；拱脚水平收敛小于0.2mm/d，拱顶下沉收敛速度小于0.15mm/d；初期支护表面裂纹不再继续发展。若围岩变形过大或者不收敛，又难以补强时，可提前施作二次衬砌，但应给予加强处理。
（2）支护变形控制要求。拱墙二次衬砌施作应在围岩和初期支护变形基本稳定后进行，变形基本稳定应符合：隧道周边变形速率明显下降并趋于缓和；拱脚水平收敛小于0.2mm/d，拱顶下沉收敛速度小于0.15mm/d；或施作二次衬砌前的累积位移值，已达到极限相对位移值的80%以上要求；对于松散堆积体、浅埋地段等特殊情况应在初期支护完成后及时施作；若围岩变形过大或初期支护变形不收敛，又难以及时补强时，可提前施作以改善施工阶段结构的受力状态，但在该种状况下应加强二次衬砌。
（3）拱墙衬砌施工。该工程二次衬砌采用自制全液压钢模衬砌台车，拱墙一次衬砌成形。隧道拱墙二次衬砌采用12m衬砌台车，整体浇筑。台车预留足够空间以供其他施工机械和通风管穿行。门架结构、支撑系统及模板的强度和刚度应满足各种荷载的组合模板台车的外轮廓在灌注混凝土后保证隧道净空，门架结构的净空应能保证洞内车辆和人员的安全通行。模板台车采用带有气囊的端模以防漏浆。
隧道拱墙衬砌在围岩及初期支护变形基本稳定后进行，由于该隧道洞口埋深浅且偏压严重，开挖支护达到一个衬砌循环后应停止掘进，待施作完衬砌后再开始开挖。对有钢筋地段施作钢筋笼，并施作对该位置的预埋件，预留洞和预埋照明、通风、消防等所需的洞室和线路管、孔、槽。经检查合格后方可进行下一工序台车就位，隧道衬砌台车采用自行液压混凝土衬砌台车，衬砌台车定位采用全站仪进行放样，通过严格控制台车行走轨道的平面位置，应确保台车中线和隧道中线一致，测定浇筑位置平面和拱顶高程，再通台车的液压系统将台车模板推到设计位置，待拱墙模板成型后固定，并应测量复核无误后则可加固台车，封台车端头模板。在衬砌台车架立前，按隧道中线和标高，对开挖断面进行复核和整修。在浇筑二次衬砌前，对基础混凝土进行清理，凿毛拱墙基础或仰拱顶面混凝土，铺设止水条并自检防水系统设置合理准确后方可进行下一工序台车就位的施工。
在进行衬砌混凝土施工前首先应检查铺设的环向排水管和排水板材料合格，任何地段均不应该存在裂隙和破损现象，同时应控制防水板的铺设松紧度以保证其在混凝土浇筑时不被撕裂；应在浇筑混凝土前在台车模板表面涂刷脱模剂，同时应保证模板接头整齐平顺，挡头板同岩壁间隙应嵌堵严密；应严格控制轨道中心间距，在台车就位时应先调整顶模中心标高，接着可通过调节支撑梁上横向丝杆来调整台车中心线位置，后则可通过调节侧向丝杆电动调节装置来调节边模的张开位置，待调整到位后则可将翻转模和底脚斜撑丝杆放下，以保证其同基础或仰拱混凝土连接紧密，同时应检查并采用液压和螺旋千斤顶来调节小边墙位置标高。
施工用混凝土由自动计量拌合站集中拌合后运输至浇筑地点，然后由混凝土输送泵泵送入衬砌台车模板内。浇筑前用清水冲洗基础，以将浇筑面的泥浆、岩渣、油污、有害的附着物和松散物等清除掉，并应先在基础上浇筑一层3～5cm厚的细石混凝土。增强拱墙混凝土与原基础或仰拱混凝土的粘接。灌注混凝土自下而上，先墙后拱，对称浇筑。浇筑时混凝土自由倾落高度不宜超过1.5m，若超过该值则应采用滑槽、串筒等器具，或通过模板上预留的孔口浇筑以防止离析现象；施工中可在衬砌背后预埋注浆管，待混凝土达到强度后进行衬砌背后回填注浆以保证衬砌混凝土与防水板及初支之间相互密贴；浇筑后的混凝土采用插入式振捣器配合附着式振动器振换捣混凝土，振捣标准为混凝土表面不再下沉，无气泡溢出，表面开始泛浆为止，既防漏振，致使混凝土不密实，同时应防止过振而导致混凝土表面出现砂纹，特别是内模反弧部分要确保捣固充分，避免出现气孔、气泡现象，拱顶位置设置附着式振动器，在浇筑拱顶最后一车混凝土时，要求将混凝土的坍落度控制在允许范围的上限180mm，利用混凝土的流动性，确保拱顶混凝土填充密实和饱满，在拱顶窗口关闭前需要估计拱顶剩余混凝土，并预埋西5cm漏浆管，将漏浆管的进口预埋在拱顶最高位置，当从漏浆管流出浓浆时，混凝土泵方可停止泵送。
初期支护变形稳定前施工的二次衬砌，应待混凝土强度应达到设计强度的100%后方可拆除模板；初期支护变形稳定后施工的二次衬砌，拆模时的混凝土强度应达到8.0MPa，若混凝土湿度不足则应在脱模后喷雾洒水养护，养护期14天。
2.3 数据监测、整理和分析
工程监控量测是施工质量控制的核心内容之一，该工程委派专业人员随施工进度及时进行数据监测，并在取得监测数据后，及时整理分析。通过将原始数据进行大小顺序排序等方法，并用频率分布的形式将该组数据分布情况显示出来，进行数据的数字特征计算以及离群数据的取舍；之后进行回归分析和曲线拟合，绘制量测数据的时态变化曲线图和距开挖面关系图；在取得足够的数据后，根据散点图的数据分布状况，选择合适的函数，对监测结果进行回归分析，将实测值与允许值进行比较，及时绘制各种变形或应力-时间关系曲线，以预测该测点可能出现的最大位移值或应力值，预测结构和建筑物的安全状况。
2.3.1 将量测记录及时输入计算机系统，根据记录绘制纵横断面地表下沉曲线和洞内各测点的位移μ时间t的关系曲线，如图2和图3所示：
2.3.2 若位移-时间关系曲线如上图中所示出现反常，表明围岩和支护已呈不稳定状态，应加强支护，必要时暂停开挖并进行施工处理。
2.3.3 当位移-时间关系曲线如上图中所示趋于平缓时，进行数据处理或回归分析，从而推算最终位移值和掌握位移变化规律。
2.3.4 各测试项目的位移速率明显收敛，围岩基本稳定后，进行二次衬砌的施作。
2.4 防水施工
2.4.1 施工准备及基面处理。铺设防水板前对初期支护表面进行锤击声检查，同时辅以其他物探手段，发现空洞及时进行注浆回填处理。对初期支护的渗漏水情况进行检查，根据渗漏水处的大小，采用注浆堵水或排水盲管、排水板将水引入侧沟，保持基面无明显渗漏水。并彻底清除石子等各种异物；应保证基面平整，不能出现酥松、起砂、无大的明显的凹凸起伏。表面应进行喷射砼或抹水泥砂浆找平处理；应将钢筋头、铁丝、凸出在作业面上的各种尖锐物体清除，并且清除地面积水；根据实际拱墙标高尺寸，定好基准线，准确无误地按线下料；施工设备如电热压焊器、热融固定爬行式热合机、检漏器、电闸箱等，在工作前要做好检查和调整。确保设备正常运行，在新进场材料前，应进行防水板焊接工艺性试验，得出防水板材与焊接爬行速度、温度等最佳参数，保证防排水工程质量。
2.4.2 缓冲层固定（土工布）。在拱顶正确标出隧道纵向的中心线，再使缓冲层的横向中心线与拱顶的标志重合，从拱顶开始向两侧下垂铺设。缓冲层应平整顺直地铺设在基层上，搭接宽度不得小于5cm，用气枪将带防水板垫片的射钉将缓冲层固定在基层上，每幅缓冲层布置适当排数垫片，每排垫片距待铺防水板边缘40cm左右，垫片间距：底部1.0～1.5m，边墙0.8～1.0m，顶部0.5～0.8m。呈梅花形布置，基面凹凸较大处应增加固定点，使缓冲层与基面密贴。特别是当射钉凸出热熔衬垫时，必须用工具将其钉入衬垫以下，严防防水板铺后戳穿防水板。
2.4.3 防水板材的铺设、固定。防水板采用防水板铺挂作业台车。防水板铺挂作业台车采用型钢焊制而成，要求轻便、灵活、方便施工，并与模板台车行走同一轨道；台车前端，安装与二次衬砌内轮廓一致的刚架和扶梯，供作业人员检查初期支护的平整度和轮廓尺寸。
防水板材的铺设焊接。防水板铺设应超前二次衬砌施工1～2个衬砌段长度，在焊接前必须将接缝处擦洗干净，且焊缝接头应平整，不得有气泡褶皱及空隙。防水板采用双焊缝，单条焊缝的有效焊接宽度不应小于15mm。用调温、调速热楔式自动爬行式热合机热熔焊接，细部处理或修补可采用手持焊枪焊接，自动爬行式热合机热机有“温度”和“速度”两个控制因素，焊楔湿度高时，焊机行走速度应快，焊楔温度低时，焊机行走速度应慢。在焊接前应依据板材的厚度和自然环境的温差调整好焊接机的速度和焊接温度进行焊接。焊接完后的卷材表面留有空气道，用以检测焊接质量。防水板焊接见图4。
先在隧道拱顶部的土工布上标出隧道纵向的中心线，再使防水卷材的横向中心线与这一标志相重合，将拱顶部的防水卷材与热融衬垫片焊接，采用防水板专用融热器对准热融衬垫所在位置进行热合，一般5秒钟即可。焊接完后应立即用湿毛巾按住冷却后方可松手，以免焊接处在高温未退下时扯坏，焊接好后两者粘结剥离强度不得小于防水板的抗拉强度。在进行洞内焊接时，应先将两副防水板铺挂定位，端头各预留20cm，由一人在焊机前方约50cm处将两端防水板扶正，另一人手握焊机，将焊机保持在离基面5～10cm的空中，以试调好下部防水板必须压住上部防水板，铺设松紧应适度并留有余量。实际长度与初期支护基面弧长的比值为10∶8，以确保混凝土浇筑后防水板表面与基面密贴。
防水板纵向搭接与环向搭接处除按正常施工外，应再覆盖一层同类材料的防水板材，用热熔焊接法焊接；环向搭接时，下层防水板应压住上层防水板进行焊接；在焊缝搭接的部位焊缝必须错开，不允许有三层以上的接缝重叠。焊缝搭接处必须用刀刮成缓角后拼接，使其不出现错台。
二次衬砌工程 篇4
某隧道区地面高程为411m~472m, 最大埋深约45m, 最小埋深约2m~5m。洞身地表为漫坡地形, 进口地表自然坡度为28°~46°, 线路与地面线斜交, 位于半坡上, 两侧山体陡峭, 交通不便;出口位于漫坡地形的林地中, 交通较便利, 地形开阔, 便于施工场地布置。隧道洞身黄土陷穴很发育, 分布范围较广。起迄里程DK721+541~DK723+784, 全长2 243m, 其中Ⅳ级围岩936m, Ⅴ级围岩1307m。洞内线路纵坡为17‰的单面上坡, 全隧道位于直线上。
2 二次衬砌
2.1 仰拱及填充砼施工
为保证施工安全, 仰拱混凝土应及时施作, 支护尽早闭合成环, 整体受力, 确保支护结构稳定。在隧道正洞Ⅳ级围岩中, 待喷锚支护全断面施作完成后, 根据围岩收敛量测结果, 拆除临时支护, 开挖并灌筑仰拱及填充混凝土, 一次灌筑仰拱混凝土长度6m~8m。, 在Ⅴ级围岩地段, 先进行底部钢架及喷砼施工, 每次安装一榀拱架后即喷砼封闭, 依次循环进行。完成一定长度后即施工仰拱。本仰拱采用C35钢筋混凝土, 仰拱填充采用C20混凝土。仰拱施工工艺:测量→开挖→清浮渣→隐检→灌筑砼→捣固→养护。
2.2 结构防排水
隧道防排水采用“防、截、排、堵相结合, 因地制宜, 综合治理”的原则, 达到防水可靠, 经济合理, 不留后患的目的。隧道拱墙初期支护与二次衬砌之间铺设塑料防水板加土工布防水, 防水层厚度不小于1.2mm, 土工布质量≥300g/m2。隧道环向施工缝部分采用中埋式橡胶止水条 (地下水较大处设置中埋式缓膨胀橡胶止水带和钢边止水带) ;衬砌背后设外贴式止水带。二衬拱部每隔5m预留回填注浆孔, 待混凝土达到设计强度后, 应进行充填注浆。
2.3 二次衬砌施工
隧道正洞采用复合式衬砌, 二次衬砌分别采用C30钢筋混凝土。
2.3.1 钢筋施工
1) 施工准备
原材料检验:每批钢筋进场时均应有钢筋出厂质量证明书或试验报告单;钢筋进场后进行复检, 并将检测报告报监理工程师审查;钢筋现场堆放必须采取下垫上盖等措施防止钢筋锈蚀。
技术准备:为保证钢筋工程的及时性、准确性, 根据图纸、规范要求, 及时技术交底, 做到放样及时、准确, 能指导施工;钢筋工必须持证上岗, 保证钢筋加工质量。
2) 钢筋加工
开工前及时向监理工程师提交加工方案、加工材料明细表。加工时钢筋应平直, 无局部曲折。如遇有死弯时, 应将其切除。钢筋表面应洁净, 无损伤、油漆和锈蚀。钢筋级别和直径必须符合设计要求。
3) 钢筋安装
钢筋的安装位置、间距、保护层及各部钢筋大小尺寸应符合设计图规定。利用自行式作业平台现场人工绑扎、焊接。施工时应防止损坏防水层和注意预埋件安装。
2.3.2 拱墙衬砌混凝土施工方法
1) 施工方法
正洞衬砌采用10.5m全断面钢模整体式液压衬砌台车, 横洞衬砌采用组合钢模板, 采用混凝土输送泵作业, 由下向上, 对称分层, 先墙后拱灌筑, 入模倾落自由高度不超过2.0m, 机械振捣。混凝土运输采用10m3混凝土输送车, 挡头模板采用制式钢模, 确保施工缝处混凝土质量。混凝土由本统一规划的自动计量拌和站生产, 就近供应。混凝土灌筑前做好钢筋的布设工作, 钢筋角隅处要加强振捣, 并做好防水层铺设及各类预埋件、预留孔、沟、槽、管路的设置。
2) 混凝土施工
隧道模筑混凝土衬砌施工程序及工艺流程:施工准备→安设防排水材料→台车移位→台车定位→隐蔽检查→灌筑混凝土→脱模、台车退出→养护→地质雷达检测。
施工准备:测量工程师和隧道工程师共同进行水平、高程测量放样。起动台车液压系统, 根据测量资料使钢模定位, 保证钢模衬砌台车中线与隧道中线一致, 拱墙模板定位后固定, 并进行测量复核。清理基底杂物、积水和浮碴;衬砌台车前端装设挡头模板, 并按设计要求安装固定止水带;拆除上组衬砌混凝土施工缝处止水带保护模, 并自检防水系统设置情况。自检合格后报请监理工程师隐蔽检查, 经监理工程师签证同意后灌筑混凝土。
混凝土原材料必须经工地试验室检验合格后方可使用。细骨料采用河砂, 粗骨料在指定石料场加工。在石料场建立粗骨料加工系统, 保证粗骨料生产质量满足混凝土对粗骨料的各项指标的要求。到工地后, 按混凝土原材料试验规范进行检验。水泥采用袋装水泥, 必须有出厂合格证。进场后, 由检测试验中心按规范要求, 进行各项性能检验。使用前对水进行酸性物质含量化学分析试验, 合格后方可使用。
3) 混凝土搅拌
搅拌站采用电子自动计量系统, 混凝土搅拌严格按设计配合比计量拌和, 配合比设计在满足设计强度、耐腐蚀、耐久性、和易性的要求和合理使用材料和经济的原则下, 计算与试验相结合, 采用质量法设计。泵送混凝土配合比的技术要求:骨料最大粒径与输送管内径之比, 碎石不大于1:3, 且不大于40mm;通过0.315mm筛孔的砂不小于15%。混凝土生产必须满足冬期施工要求。
4) 混凝土运输
混凝土采用混凝土输送车运输。运输施工要点:混凝土在运输中应保持其匀质性, 做到不分层、不离析、不漏浆。运到灌筑点时, 要满足坍落度要求。从搅拌机卸料到灌筑完毕的延续时间不超过120min。
5) 混凝土灌筑
混凝土自模板窗口, 由下向上, 对称分层, 先墙后拱灌筑, 倾落自由高度不超过2.0m。因意外混凝土灌筑作业受阻不得超过2个小时, 否则按施工缝处理。衬砌混凝土施工均为机械振捣, 插入式振动棒和附着式振捣器振捣密实, 并避免碰撞钢筋、模板、预埋件和止水带等。振动棒插入下层混凝土50mm左右。
6) 混凝土养护及整修
模筑混凝土衬砌应根据不同地段承压情况, 混凝土强度分别达到设计强度的100%、70%及8MPa时方可拆模。
7) 质量保证技术措施
衬砌施工前, 应对中线、高程、断面尺寸和净空大小进行仔细检查核对, 准确无误符合设计要求后, 方可灌筑混凝土。
施工前做好地下水的封堵、引排, 仰拱及基础部位的浮碴、积水必须清理干净, 衬砌混凝土必须在无水情况下进行施作, 以保证混凝土质量。混凝土灌筑前, 对模板、支架、钢筋、预埋件和止水带进行仔细检查, 符合要求后方能灌筑。
混凝土中掺入外加剂, 控制混凝土的水灰比, 控制混凝土中水泥用量等措施, 增加混凝土的密实性并减小因水化热引起的混凝土温度应力和收缩。
混凝土衬砌灌筑过程中, 严禁损坏防水板。
检测试验中心按规定要求在灌筑混凝土现场做试件, 并详细填写施工记录。
2.3.3 注浆回填
为了确保初期支护与二次衬砌密实无空洞, 二次衬砌时, 在拱部每隔3m预埋一根注浆管, 注浆管采取保护措施, 防止混凝土进入将其堵死, 在衬砌混凝土强度达到后进行注浆, 注浆材料选用水泥砂浆 (水灰比1:1, 砂灰比2:1) , 注浆从低标高注浆孔开始注浆压力不小于1MPa或高标高拱顶注浆孔冒浆为止。
3 结论
高等级公路和城市道路的隧道工程对于施工质量、施工进度及外观质量均有较高要求。模板台车施工二衬能够较好地满足上述要求这是一种值得广泛推广的施工工艺。
参考文献
[1]公路隧道施工技术规范 (JTJ042.94) [S].北京:人民交通出版杜, 1994.
二次衬砌工程 篇5
关键词：水利工程渠道工程；衬砌混凝土技术；应用分析
中图分类号： TU37 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2014.20.0045
我国现有水利工程渠道工程中已经开始广泛采用衬砌混凝土技术，对施工效果的提升也较为显著，科学合理的应用衬砌混凝土技术能够有效保障水利渠道工程质量。
1 衬砌混凝土技术施工要点
考虑到渠道施工技术由于结构形式具有丰富差异，为了便于后续衬砌混凝土施工，需要根据施工的不同阶段，把握好衬砌混凝土施工的技术要点。
1.1 地基处理技术
渠道工程施工准确阶段，应该综合预定设计图纸内容，严格要求施工人员按要求放样，从而减少实际施工的误差。一般需要优先确定渠道口线以及地脚线，然后由专业施工人员做好开挖工作，正式施工应在土方开挖完成后进行，以避免地基土内含有过多水分。
1.2 模板施工技术
地基施工得到妥善处理后，需要把握好模板安装施工，一方面应当确保施工人员专业性，严格遵循施工要求进行后续工作。另一方面在保障施工顺利进行的基础上，应尽量多设置控制点，从而使对模板结构的把握更为准确，提高施工质量。此外，还应当确保拼装施工时，缝隙不存在漏浆、连接不紧密等问题，不会因荷载过大出现变形，表面应当光滑平整。
1.3 混凝土等原材料的配比
在拌和混凝土时，应严格做好水泥质量把关工作，确保水灰比适当，骨料质量也应当有所保障，此外还应该选择防冻胀性能良好的原材料，从而提高渠道施工的综合性能。
1.4 其他技术要点
除上述几点需要加以重视以外，还应当做好渠道保温板施工工作，控制衬砌混凝土的拌和及施工顺序，确保拆除模板以及后续混凝土养护工序满足渠道工程需要。
2 实际应用案例分析
2.1 工程案例概况
选择南水北调工程为案例，该工程的主要目的是为了调节南方与北方的水资源供求不均，本次施工研究选择了该工程中的某一部分作为代表案例，对衬砌混凝土技术的施工应用进行了深入分析。选取工程总长度6675.46米，断面形式为梯形复式，其设计水深为8.0米，设计流量为190米/秒，该工程的渠道工程长度为6123.75米，渠道设计底宽为11.6～14.8米，边坡系数在2.0～3.5之间，最大渠坡为32.8米。本次渠道工程中应用了衬砌混凝土施工技术，混凝土厚度在8～16厘米左右。
2.2 衬砌混凝土的实际应用分析
2.2.1混凝土配合比控制 本次选择的渠道混凝土，坍落度为3～5厘米，含气量在3%～5%之间，水泥主要采用了P.0 42.5型，粉煤灰的掺合比为16%，水灰比为0.60，含砂率为33%。并额外掺入了0.82的GK-4A与0.02%的GK-9A作为凝固剂。
2.2.2 放线及测量 待渠坡基本成型后，在坡上方利用全站仪打方格线，各线的水平间距保持在2.8米，高度则根据计算得到。以9.5米为间隔，分别在各方格线上打上木桩，使用墨线为之后渠坡的精细施工高度进行标注，并利用这部分高程点，是后续渠坡精细施工中，平整度及坡度的把握更为精确。
渠坡进行精细施工，使用挖掘机进行准确作业，按照之前确定的放线高程点，对渠坡采取精削施工，平整施工以及辅助施工，则由相应的专业施工人员用平底铁锹进行。
2.2.3 模板的安装 若模板为立向，则应该确认其安装位置位于渠坡底部以及顶部区域，并根据混凝土实际铺设厚度，相应调整模板尺寸。
2.2.4 砂石料铺设工作 将砂石料运至坡顶后，先在一级马道处将砂石料卸下，使用挖掘机把砂石料运往渠坡施工区，在使用另外一台挖掘机，结合木桩高度，对砂石料进行粗平处理。上述工作完成后，使用洒水车水运方式，把砂石料铺设到位，并使用洒水车喷洒，完成密实施工。
2.2.5 混凝土的衬砌及养护 使用摊铺车将混凝土振捣、密实后，针对混凝土表面进行相应处理，采用提浆施工，使得其表面蜂窝及孔隙麻面区域得到抹实。针对部分凸出的区域，使用机械压实平整，使得其满足工程需要。结合气温条件完成混凝土浇筑工作后，利用喷雾器适当喷水，保持混凝土湿润，并额外在其表面分别覆盖保护膜、草垫等，确保其顺利凝固。
3 结语
水利工程渠道工程在应用衬砌混凝土技术时，为确保工程质量，需要考虑到诸多因素，一方面，这需要不断提高施工技术，从而带动工程质量的有效提高。另一方面，也需要确保施工人员的综合素质、施工设备以及施工方案等满足工程要求。只有彻底落实好上述工作，才能推动实际工作的顺利进行。
参考文献
[1] 谢志会.衬砌混凝土技术在水利工程渠道工程施工中的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2013，（11）.
[2] 贾志红，王凤梅，刘新成.衬砌混凝土技术在水利工程渠道工程中的应用[J].魅力中国，2013，（14）.
[3] 白淑娟.衬砌混凝土技术在水利工程中的应用[J].建材与装饰，2013，（13）.
隧道二次衬砌施工技术 篇6
该隧道长约4 200 m, 全线包含三段, 隧道K1+237~K1+304段处于浅埋层段, 地表分布较薄的粉质粘土夹碎石层, 其下为中微风化石英砂岩夹泥层;其中一段隧道左线隧道洞身K3+100~K3+125段及右线K3+165-K3+195段均位于溶洞中, 围岩级别为VI级, 溶洞充填不均, 结构稳定性差, 整体性差, 围岩极易坍塌变形;隧道的其余地段地基稳定, 地势较平坦, 排水条件良好, 地质较简单。
2 机械设备配置
机械设备配套从隧道工程特点出发, 本着既要与施工方法相匹配, 又能满足施工需要的原则, 结合质量工期要求, 做到既先进, 又经济, 合理配备。同时, 还充分考虑设备的完好率和出勤率, 拟投入本标段每座隧道二次衬砌施工的主要机械设备见表1。
3 隧道二次衬砌施工工艺
3.1 隧道二次衬砌的施工方法
1) 在围岩及初期支护变形基本稳定后对隧道拱墙衬砌进行施工, 控制适度紧跟开挖。隧道二次衬砌采用衬砌台车长为7 m, 每7 m长度分为一段, 然后进行整体浇筑。混凝土是外购的商品混凝土, 选用混凝土搅拌输送车运输混凝土到浇筑现场, 接着用输送泵将混凝土泵送入衬砌台车模板内。
2) 施工前准确测量使衬砌台车定位, 保证衬砌台车中线与隧道中线一致, 拱墙模板成型后固定, 测量复核无误;然后清理基底杂物、积水和浮碴, 装设钢制挡头模板, 按设计要求装设止水带, 并自检防水系统设置情况。
3) 为保证衬砌混凝上与防水板及初支之间相互密贴, 衬砌背后预埋注浆管, 待混凝土达到强度后进行衬砌背后回填注浆。
3.2 隧道拱顶衬砌混凝土施工
混凝土注入是用泵送软管从模板台车的进料窗口处进行注入, 注入的顺序是从最低一级窗口逐渐上移, 当浇筑的混凝土面接近于模板台车顶部时, 对其进行封顶, 为了顺利排除模板内的空气, 需要预留两个圆孔在堵头的最上端, 安装一个大小为φ50mm排气管。为了避免排管沉入混凝土中, 排气管可以选用轻质胶管或塑料管。将排气管一端尽量靠前地伸入仓内, 这样做的目的是为了防止流出来的混凝土把排气管口压住堵死, 另外一端的露出端最好不要过长, 适当的长度更方便观察。
严格按照规范对封顶混凝土进行操作, 为了将模内的空气排除, 确保拱顶灌注混凝土的密实, 在灌注的过程中应从内向端模方向进行。要对三级检查签认制度认真贯彻与落实, 并且做好无损检测工作, 确保工程质量合格。
3.3 隧道衬砌背后压浆施工
按照施工图纸的要求, 完成隧道衬砌施工工作以后, 确保混凝土的强度达到80%, 然后对衬砌砼背后进行回填注浆。纵向注浆管设于防水板的内侧、拱顶模筑衬砌的外缘, 纵向注浆管选用φ20 mm聚乙烯管。接着进行防水板敷设施工, 防水板敷设工作完成以后, 对于防水板的内侧选用胶进行粘结, 施工缝结合注浆管进行布置, 每3 m的距离设一处注浆管, 两端的注浆管分别和预设的φ20 mm镀锌钢管注浆口进行连接。确保镀锌钢管注浆口有一个适当的突出距离, 一般应突出衬砌内缘3~5 cm, 这样方便两者的连接。选用1:1水泥浆作为注浆的材料, 回填注浆压力保持0.05~0.1 MPa之间, 回填注浆终压保持0.2 MPa左右。衬砌工作完成以后, 采用探地雷达或其他方法对局部空洞部位进行检测, 经检测局部有空洞时对该部位钻注浆孔, 然后再进行个别压浆。
4 质量检验
4.1 主控项目质量检验
隧道二次衬砌的混凝土的强度必须满足设计的要求, 在混凝土的浇筑地点对于混凝土强度试件应随机进行抽样制作。
检验数量:施工单位全部检查。监理单位见证取样检测或平行检验的次数分别为施工单位检查次数的20%和10%, 但至少一次。
检验方法:施工单位进行混凝土抗压强度试验。监理单位检查混凝土强度试验报告, 见证取样检测或平行检验。
隧道衬砌的厚度必须符合设计要求。
检验方法:施工单位测量净断面并与开挖轮廓比较, 必要时可采用钻孔抽样或无损检测方法检查衬砌厚度, 钻空检查每个断面应从拱顶沿两侧不少于5点。
4.2 一般项目质量检验
1) 预留泄水孔槽位置、数量应符合设计要求。
2) 混凝土结构外形尺寸允许偏差和检验方法应符合规范要求。
3) 混凝土结构表面应密实平整、颜色均匀, 不得有露筋、蜂窝、孔洞、疏松、麻面和缺棱掉角等缺陷。
5 结语
隧道二衬施工方案根据各隧道的设计图纸、间内围岩级别, 选择适宜的方法进行施工;采用新技术、新设备、新方案, 做到适用性和先进性相结合, 进行技术经济方案的比选, 选择最优方案施工;提高施工机械化水平, 提高劳动生产率, 加快施工进度, 确保工程质量。
参考文献
[1]吴澄清.公路隧道工程二次衬砌施工质量控制[J].江苏科技信息.2010 (3) .
隧道二次衬砌施工方案的探讨 篇7
二次衬砌:隧道开挖经初期支护施作后, 考虑到隧道投入使用后的运营年限长久, 设计时一般要求用混凝土或钢筋混凝土内层衬砌, 以保证隧道永久稳定、安全、美观, 同时也是作为安全储备的一种工程措施。一般适用于Ⅳ类及Ⅳ类以上围岩。
2二次衬砌的设计
1) 二次衬砌的厚度确定。
二次衬砌一般采用连接圆顺的马蹄形端面, 其厚度可按工程类比法选用。浅埋、具有明显地形偏压、地质偏压或特殊地质条件之一的隧道, 宜按理论验算及现场试验、量测数据分析决定, 适当增加衬砌厚度。单、双车道隧道二次衬砌厚度一般采用25 cm～45 cm, 当围岩后期压力有可能超过混凝土衬砌的承受能力时, 亦可采用钢筋混凝土等材料。
2) 二次衬砌受力状态分析。
在初期支护和二次衬砌之间, 可设防水层 (或隔离层) 也可不设防水层;设计中可按两层间的应力传递特点, 分析确定二次衬砌的受力状态。当初期支护与二次衬砌间设防水层时, 可按组合结构考虑设计, 此时二次衬砌只考虑承受径向应力;当初期支护与二次衬砌间无防水隔离层且两层紧密贴合时, 则初期支护与二次衬砌间除传递径向应力外, 尚需考虑切向应力的传递, 应按整体结构计算确定衬砌的受力状态。
3二次衬砌的施作时间
二次衬砌应在围岩和初期支护变形基本稳定, 并且具备下列条件时施作, 即根据GB J86-86锚杆施工喷射混凝土支护技术规范规定, 应在围岩和锚喷支护变形基本稳定后施作, 主要条件如下:
1) 隧道周边位移速率有明显的减缓趋势;
2) 拱脚附近水平收敛速度小于0.2 mm/d, 或拱顶位移速度小于0.15 mm/d;
3) 施作二次衬砌前, 已产生的位移量 (收敛量) 达总位移量 (总收敛量) 的80%以上, 位移值与位移速度是以采用机械式实测数据为依据的。水平收敛与拱顶下沉速度, 从安全考虑是指至少7 d的平均值, 总位移量可由回归分析计算取得;
4) 初期支护表面没有再发展的明显裂缝。
4二次衬砌的施工
4.1 混凝土制备
采用自动计量拌合站制备混凝土, 混凝土制备前要严格把好各种原材料的进料关, 制备过程中加强各道工序的质量控制, 制备后及时取样试验, 将试验结果及时反馈给拌合站, 不断提高混凝土的制备质量。
4.2 衬砌施工方法
由于该隧道设计与施工采用新奥法原理, 初期支护能承受施工期间的全部荷载, 所以采用全断面钢模衬砌台车 (长度为11.6 m) , 衬砌时自下而上, 先墙后拱连续衬砌。采用运输车将混凝土送至混凝土输送泵, 安装输送管将混凝土直接接入模板, 采用插入式振动器振捣, 附着式振动器配助。
4.3 衬砌一般规定
隧道衬砌施工时, 其中线、标高、断面尺寸和净空大小均须符合设计要求, 衬砌模板拱架设计制造要将衬砌扩大5 cm, 确保衬砌不侵限;衬砌的施工缝应按设计的沉降缝、伸缩缝结合布置, 并进行防水处理。
4.4 衬砌模板拱架规定
衬砌模板拱架必须具有一定的刚度和强度, 应位置准确, 支撑连接牢固, 严防松动。
拆模时, 要使模板完全隔离混凝土表面。一般情况下, 当混凝土强度达到5 MPa时即可拆模, 拱圈当承受围岩压力时应达到设计强度的70%～100%才可拆模。若二次衬砌仅作为保护防水层的不承重结构, 其厚度较小, 自重较轻, 无论单、双车道的公路隧道, 当混凝土强度达到2.5 MPa时则可拆模。本项目的强度为5 MPa。
4.5 衬砌混凝土原材料
本隧道单位体积材料用量为:水泥365 kg、砂子726 kg、碎石1 135 kg、水168 kg、外加剂为水泥用量的0.75% (北京利得建筑材料有限公司LDN-7高效减水剂, 减水率18%) 、坍落度为13.9 cm、水灰比为0.46、砂率为39%。
5常见问题及处理
1) 初期支护和二次衬砌间孔隙处理 (初期支护内轮廓与二次衬砌外轮廓间, 应紧密结合。由于超挖、坍塌等原因造成两者之间可能有孔隙时, 可采用以下几种办法处理, 以增强初期支护与二次衬砌之间的粘结。a.采用同级混凝土回填密实。当孔隙不超过允许超挖量, 或由于初期支护施工后洞体净空收敛未达到设计预留变形量时, 应根据实际轮廓选择增大或加宽值, 或以同级混凝土回填。b.采用贫混凝土回填。当超挖较大, 用上述方法不能满足初期支护与二次衬砌间密贴的要求时, 拱脚及墙基以上1 m 范围内采用同级混凝土回填密实, 其余部分可根据孔隙大小选用同级混凝土、浆砌片石或贫混凝土回填。c.采用背板、钢支架、钢支撑等。当在较大孔隙或坍塌处, 应加强初期支护, 使其充分稳定后方可进行二次衬砌。此时, 较大的空隙或坍塌处不宜采用一般填料, 以免二次衬砌的局部承载过大, 而应增设锚杆钢筋网喷混凝土等措施, 以加强初期支护及与二次衬砌间的支撑接触。
2) 明洞段施工。a.明洞段施工同路基一并挖好后进行, 在修筑前先完善截、排水沟设施, 做好边坡的锚喷支护加固工作。 b.明洞施作同洞门墙以及明洞挡土墙统筹考虑施作, 并做好明洞的防排水、盲沟布设、回填夯实工作。c.明洞混凝土浇筑前, 首先对中线、标高测量精确并放样, 然后按设计尺寸制安钢筋仰拱部, 立模浇筑25号混凝土至拱脚部。d.进行仰拱填筑至一定水平高度, 测量并衬砌台车准确就位。e.依据图纸进行明洞曲墙、拱顶部的钢筋制安 (钢筋与模板间做6 cm厚混凝土垫块支撑, 以保证保护层的厚度) 。f.从明洞两侧拱脚支外轮廓钢模, 从下向上边立模边浇筑混凝土, 一次现浇完成。g.按设计要求施作防水层, 拱墙环形铺设。h.明洞回填时, 按设计图位置、注意事项以及施工技术规范施作排水盲沟。
3) 出口开挖及施工方案。a.出口洞门采用翼墙式, 10号浆砌片石砌筑料石镶面 (洞门砌筑工序同路基的砌筑工序) , 出洞后仰坡采用15 cm厚混凝土喷锚, 挂网加固边坡, 左侧设有防护墙。根据实际地形, 洞口两侧均需拓宽开挖, 洞顶正面需挂网锚喷, 以防进洞开挖时分化岩层和坡积碎石坍落。右侧应按设计1∶0.5坡比刷坡喷锚, 左侧需砌筑挡墙, 以挡自然冲沟内的洪水倾入。b.施工准备:按常规洞口施工应避开雨季, 该隧道洞口开挖工期安排不可能避开, 故在施工前应做好防洪措施, 特别是要预防自然冲沟内的洪水倾入洞内。应事先施作洞顶等截水沟工程, 把水引进路外, 以保证安全进洞。c.施工测量:依据设计图纸和现场技术交底资料, 精确复测定出中线, 以中线与抄平准确计算放出仰坡开挖上开口边线, 应考虑与路基衔接同时进行。d.仰坡开挖:出口洞门应与明洞结合洞口段路基石方施工进行。洞门仰坡开挖采取分段开挖, 按设计打入锚杆, 分段进行锚喷混凝土, 必要时可注浆锚固, 即从仰坡顶往下设计坡度, 每开挖2 m高, 形成一平台, 迅速喷一层混凝土, 照图纸以2×2梅花状布设锚固并挂喷锚, 必要时对不稳定岩石进行注浆锚固。边仰刷坡不得采用深孔爆破, 防止出现滑坡、崩塌、偏压, 并应采取预防、加固等应急措施。
该隧道目前已竣工通车, 从施工情况来看, 该二次衬砌的设计和施工措施是切实可行的。
摘要：对隧道二次衬砌的概念、设计及施作时间进行了介绍, 并从混凝土的制备、衬砌施工方法、衬砌一般规定等方面阐述了二次衬砌的施工, 分析了其施工中常见的问题及处理方法, 以供类似工程参考。
关键词：隧道,二次衬砌,施工方案,施作时间
参考文献
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二次衬砌工程 篇8
1 二次衬砌顶部脱空的主要原因
用新奥法施工的公路隧道, 虽然锚喷结构作为支护的一种主要手段, 而二次衬砌也是结构受力的一个组成部分, 起到承受围岩压力的辅助作用, 同时对于洞内设备的支撑、防腐蚀、防水、增加洞内的美观及通风流畅都起到了重要作用。因此, 提高公路隧道二次衬砌的施工质量十分必要。
目前, 公路隧道二次衬砌一般使用模注混凝土施工。据了解, 造成公路隧道二次衬砌顶部脱空现象的主要原因是施工工艺、混凝土收缩、围岩压力等原因。
1.1 施工工艺
由于对公路隧道二次衬砌存在片面认识:认为围岩压力是由锚喷混凝土承受的, 二次衬砌只起到装饰作用。错误的施工指导思想导致施工错误, 拱顶部分衬砌混凝土厚度不足, 加上超挖部分空间未填实, 这些是造成二次衬砌拱顶部分脱空的主要原因。其次是模板支架底部不坚实, 或支架疏松, 以致顶部模板下沉量过大, 造成顶部衬砌混凝土下沉脱空。
1.2 混凝土收缩
施工时对原材料质量控制不严, 混凝土用砂细度模数过小, 水泥用量偏大;其次是混凝土水灰比过大, 特别是泵送混凝土施工时也容易造成混凝土水灰比过大;温差和隧道内通风状况对混凝土收缩也有一定的影响。
1.3 围岩压力
公路隧道地质变化频繁发生, 局部地段由于围岩性状变化和地下水富集, 对锚喷结构产生不利影响, 进而影响二次衬砌。如果二次衬砌后未及时浇筑混凝土路面的立墙底部, 立墙可能产生相对位移, 以致拱顶下沉。
2 从力学方面探讨二次衬砌顶部脱空危害
公路隧道二次衬砌力学模型主要有拱架结构、无铰拱、两铰拱、封闭环、薄型圆环、三铰拱等。一般采用概念明确、计算便利的解析法建立力学模型, 假定如下:①二次衬砌为直墙圆拱结构;②两直墙底部为铰接, 因二次衬砌模注混凝土时路面一般没有浇筑, 直墙底部与基础底铰接较为符合实际情况;③当二次衬砌拱顶部分脱空时, 拱部仅受拱圈恒载作用, 未脱空时受恒载和围岩压力共同作用, 不计墙重。
由隧道力学模型可知, 二次衬砌拱顶部分脱空时拱部均为正弯矩, 即拱部上缘受拉, 按常规配筋拱部上缘不配受力钢筋, 会使拱部上缘受拉开裂, 导致渗漏水和腐蚀钢筋, 进而使二次衬砌混凝土破坏。另一方面, 二次衬砌顶部脱空以后, 围堰失去应有的支护, 会使围岩松驰并且变形增大, 进而导致围岩失稳、脱落破坏。因此, 二次衬砌顶部脱空现象是一种必须加以预防和处理的质量通病。
3 处理措施
3.1 总体要求
二次衬砌拱顶脱空的危害性十分严重, 留下了工程隐患, 处理十分困难, 要加强防范, 严防发生二次衬砌拱顶脱空现象。①要端正对公路隧道二次衬砌存在的片面认识, 严格按照隧道施工技术规范施工;健全完善工程施工质量保证体系, 加强自检, 严把质量关。②把好原材料质量关, 不使用不合格材料;控制好混凝土的水灰比, 既要保证施工的和易性以利于振捣密实, 又要防止混凝土收缩出现裂缝;改善施工环境, 合理安排施工工序, 克服温差带来的不利影响。③注重围岩变形量测, 锚喷处理围岩结构, 如果不合理应进行二次衬砌;适时浇筑隧道内的混凝土路面, 改善二次衬砌的受力状态, 防止立墙变形引起拱顶下沉。④注重施工工艺, 加强模板支架, 预留适当的预拱度。
3.2 具体措施
目前, 二次衬砌顶部脱空的处理措施一般为喷浆补强和返工衬砌两种, 下面对两种情况进行分析。
3.2.1 Ⅳ类以上的围岩
按规范规定二次衬砌可作为安全储备, 按结构要求设计, 不计算受力。文献[4]规定拱顶围岩最大允许下沉参考值如表1所示。
注:L为隧道水平开挖宽度。
文献[3]虽然规定了拱顶围岩最大允许下沉参考值, 但并没有规定二次衬砌拱顶混凝土的最大允许下沉参考值, 而文献[4]规定二次衬砌施工操作可在“位移已达到预计总位移量的80%～90%时进行”。二次衬砌拱顶混凝土的最大下沉量不能超过表1上限值的10%～20%。换句话说, 二次衬砌顶部脱空的最大值不能超过表1上限值的10%～20%。
对于Ⅳ类以上的围岩不存在夹层和特殊不良情况, 当经过锚喷处理的二次衬砌, 能确保围岩稳定, 且衬砌厚度足够、顶部脱空小于表1的计算值时, 建议暂不做补救处理, 定期观察、量测变形发展情况后再作处理;如难以确定围岩稳定, 则应进行灌浆补强。如顶部脱空大于表1的计算值时, 应该进行灌浆补强。当顶部脱空特别严重时, 应返工重新填实衬砌或局部返工填实补救衬砌。
3.2.2 Ⅳ类以下围岩
对于Ⅳ类以下围岩, 二次衬砌作为承载结构设计, 应当更加引起重视。二次衬砌拱顶脱空时拱部出现正弯矩使拱部上缘受拉, 首先要摸清情况, 进行受力验算, 然后根据受力情况作适当处理, 如灌注高标号混凝土;对上缘不配受力钢筋的结构, 宜做返工处理。如拱顶脱空量很大, 应拆除原二次衬砌后, 在拱顶填充轻质材料, 重新浇筑二次衬砌混凝土。
4 结 论
1) 在公路隧道施工中, 二次衬砌顶部脱空现象已经成为较为严重的质量通病, 应当引起施工者的高度重视, 主要做好以下工作:改变对公路隧道二次衬砌存在的片面认识, 重视二次衬砌的作用, 强调以预防为主, 防患于未然;加强施工质量管理, 严守施工操作规程;发现问题及时处理, 不留隐患。
2) Ⅳ类以上围岩出现二次衬砌顶部脱空现象, 但围岩较好时, 处理较为方便。本文提出二次衬砌拱顶混凝土的最大允许脱空值, 因规范没有规定, 仅作参考。Ⅳ类以下围岩出现衬砌顶部脱空现象时, 处理较为困难, 脱空严重时, 应做返工处理。
摘要：二次衬砌顶部脱空已成为比较严重的隧道质量通病。通过对公路隧道二次衬砌顶部脱空产生原因进行分析, 从力学角度探讨二次衬砌顶部脱空的危害, 并提出具体的处理措施。
关键词：公路隧道,二次衬砌,顶部脱空,力学,处理措施
参考文献
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[4]JTJ042-94公路隧道施工技术规范[S].北京:人民交通出版社, 2006.
二次衬砌工程 篇9
1 工程概况
该隧道全长3893m, 分进出口两个作业面双向掘进。我部负责进口段1947m的施工, 该段设计V级围岩段415m, 1V级围岩段11 8m, Il l级围岩段54 3m, I级围岩段8 53 m, 斜切式洞门明挖段18m。隧道洞身采用复合式衬砌, 二次衬砌分别采用C35钢筋混凝土或C30混凝土, 其中Ⅳ级、V级围岩衬砌为钢筋混凝土, Ⅱ级、Ⅲ级围岩衬砌为素混凝土。拱墙衬砌厚度设计为:Ⅱ级35cm, Ill级40cm, IV级45cm, V级50cm。
隧道地下水有硫酸型酸性侵蚀, 根据其侵蚀类型及程度, 选用相应的耐腐蚀性混凝土, 耐腐系数不小于0.8。
2 影响二次衬砌施工质量的主要因素
(1) 施工工艺或现场操作不规范。
(1) 隧道开挖成型差, 衬砌混凝土厚度严重不均匀;欠挖或初期支护侵入衬砌限界, 造成衬砌混凝土厚度不足;个别隧道衬砌}昆凝土背后存在脱空现象。
(2) 未开展监控量测工作, 仅凭经验来确定二次衬砌的施作时间, 安全可靠性差, 造成二次衬砌超设计荷载承受围岩压力。
(3) 混凝土生产时原材料计量误差大, 尤其外加剂的掺加随意性大, 没有根据砂、石料的实际含水率及时调整施工用水量, 造成混凝土水胶比增大。在混凝土运输及泵送过程中加水的现象也时有存在。
(4) 采用整体式钢模板台车施工时, 混凝土浇筑时不振捣或漏振, 混凝土均质性差。
(5) 盲目追求施工进度, 随意提前脱模时间, 使低强度混凝土过量承受荷载, 破坏了混凝土结构。脱模后没有进行混凝土的潮湿养护。
(6) 夏季施工时砂、石料露天堆放, 无切实有效的降温措施, 混凝土入模温度高。冬季施工时采取的防寒保温措施不力。
(2) 原材料质量差、配合比设计不合理。
水泥品种选择不当, 安定性不良, 不同批次的水泥混用。碎石、砂级配差, 含泥量超标, 碎石中石粉含量大, 针、片状物过多, 影响了水泥与骨料的凝结。进行配合比设计时, 忽视水泥用量增多对混凝土性能的负面影响。对掺合料和外加剂的选用缺乏专业技术人员的指导, 往往达不到预期的效果。
(3) 施工中对隧道地质情况核查不细。
对隧道围岩类别的认定不认真, 未贯彻落实“动态设计”、“岩变我变”的理念。
3 二次衬砌混凝土施工质量控制要点
3.1 衬砌台车的就位
在隧道二次衬砌混凝土施工中, 如果衬砌台车就位不牢固, 极宜出现错台和跑模现象。为了杜绝此类问题的出现, 应在台车就位前, 施工技术人员应着重检查。
(1) 在进行衬砌施工前, 对整体衬砌台车的拼装设计应尽量保证板块间的衔接圆顺;衬砌台车组装完毕后, 须对结构尺寸进行检查与调整, 保证结构尺寸满足设计要求。
(2) 钢模板的平整度对衬砌混凝土外观有重要影响。若钢模凹凸不平, 过于粗糙, 混凝土拆模后即在混凝土表面留下孔洞、气泡。
(3) 检查衬砌台车在使用过程中是否变形, 如果变形, 应及时进行调整。
(4) 检查衬砌台车支撑刚度够不够, 如果支撑刚度不够, 在混凝土压力作用下致使台车模板向内收敛变形, 造成衬砌板缝错台。处理此类问题应加强台车支撑, 增加支撑丝杠个数, 要求全部支撑紧固到位, 保证台车整体受力。
(5) 模板台车就位前, 施工技术人员应仔细检查模板是否打磨干净, 模板刷洗不净, 是造成混凝土局部麻面的一个重要原因。
(6) 模板上涂脱模剂 (严禁用废机油) 过多或不均匀, 衬砌混凝土脱模后均会产生油迹、色泽不一致, 影响外观质量。涂完油后, 以油不沾手为宜。
3.2 混凝土施工工艺
混凝土施工工艺不当, 是二次衬砌混凝土表面产生蜂窝麻面的主要原因。
(1) 混凝土配合比不当或砂、石子、水泥材料用水量不准, 造成砂浆少, 石子多, 粗骨料下沉, 浆液上浮, 从而造成起拱线附近混凝土表面产生蜂窝麻面;施工配合比应随原材料、气候、机具等条件的改变随时调整。
(2) 在泵送混凝土时, 利用台车上、中、下三层开窗, 分层浇注混凝土, 落差应小于lm为宜, 并且两侧轮流浇注或采用对称地连续全断面泵送灌注。这一点应严加注意, 防止偏压使模板变形。
(3) 掌握正确的振捣方式。 (1) 振捣时间太短, 易形成上层收缩裂缝, 强度不均匀, 要求振动棒插入下层混凝土内的深度不应小于50mm, 并且延长振捣时间, 使振捣密实;同时, 混凝土振捣也能起到气泡顺利消散的效果。 (2) 振捣棒与模板距离控制在10cm左右。距离过小, 振捣易触击模板发生振动, 而模板的振动易造成大量气泡向模板集中, 若气泡得不到有效逸出, 将影响混凝土的外观质量。
(4) 脱模及养护时间。二次衬砌混凝土脱模时, 保证混凝土抗压强度大于2.5MPa及抗拉强度大于0.5MPa。拆模后应对混凝土洒水养护, 养护应大于14d。
(5) 其它方面。比如外加剂及掺合料的选择, 确保质量, 合理采用双掺技术 (掺粉煤灰和抗裂防水剂等) 是降低水化热和防渗防裂的有效措施, 同时增大坍落度及混凝土黏度, 保持混凝土不泌水。
3.3 防排水施工
(1) 防排水施工前, 首先要对基面进行处理, 彻底清除各种异物, 清除各类尖锐凸出物体。
(2) 纵、环向透水盲管的施工, 重点要控制好其安装的位置。
隧道纵向排水管放置在墙角的矮边墙上, 排水管上方采用无砂混凝土作为排水体, 下侧由防水板包裹。矮边墙的宽度尽可能窄, 以不侵占或少侵占二衬厚度为原则, 一般在15cm宽左右。矮边墙的高度和纵向排水管管底的设计标高一致, 排水体水泥含量不超过80kg/m3, 粒径16mm~32mm, 施工时表面坡度按1∶1控制。
(3) 防水板的施工, 重点要控制好防水板和土工布一起与基面密贴, 防止背后留下空洞。防水板和热融衬垫进行热合后, 两者粘结剥离强度不得小于防水板抗拉强度。防水板焊接缝要焊接牢固, 并要进行气密性检查, 防止个别地方漏焊, 对漏焊部位要用热风枪补焊结实。
冲气检查:检查方法是将5号注射针与压力表相连, 用打气筒进行冲气, 当压力表达到0.5MPa时停止冲气, 保持2min, 压力下降在20%以内, 说明焊缝合格。如压力下降过多, 证明有未焊好之处, 用肥皂水涂在焊接缝上, 产生气泡地方为焊接不合格。重新焊接可用热风焊枪或电烙铁等补焊。
(4) 中埋式止水带的定位安装应准确, 其中间空心圆环应与施工缝重合。止水带固定在挡头模板上, 先安装一端, 浇筑混凝土时另一端应用附加钢筋固定, 以防止止水带偏移, 影响止水效果。止水带定位时, 应使其在界面部位保持平展, 如发现有扭结不展现象应及时进行调整。
3.4 钢筋施工
结构钢筋下料要准确, 尽量减少钢筋接头数量, 钢筋接头应设置在承受应力较小处, 并应分散布置。
钢筋绑扎时, 要控制好钢筋之间的间距, 控制好钢筋的混凝土保护层厚度, 防止露筋或混凝土保护层厚度过大。钢筋绑扎过程中, 注意不要戳破防水板。
3.5 预埋槽道的安装
按照设计图准确埋设各种弧形、直形槽道。采用在台车模板上开螺栓定位孔的方法定位安装槽道, 每根槽道要有2个~3个固定点。槽道嵌入混凝土表面的施工误差、槽道的倾斜施工误差以及两槽道 (每组) 间的平行施工误差精度要求高, 施工中要特别注意加强控制。已经施工好的槽道要注意保护, 不得被水泥浆及其他杂物堵塞如有, 要及时清理干净。
在隧道二次衬砌混凝土施工过程中只要能合理选用衬砌材料、混凝土配合比及施工方法, 并不断地总结施工经验和提高相关人员质量意识, 就可以控制混凝土的表面缺陷, 保证工程质量, 从而取得良好的社会效益和经济效益。
摘要：本文对二次衬砌施工实际, 对客运专线二次衬砌施工的质量控制要点进行了探讨。
二次衬砌工程 篇10
近年来,我国隧道建设速度发展迅速,截至2011年,全国公路隧道为8 522处、625.34万m,比上年末增加1 138处、113.09万m。其中,特长隧道326处、143.32万m,长隧道1 504处、251.84万m[1]。公路隧道的修建主要依据新奥法理论,采用复合衬砌结构,二次衬砌作为承受围岩压力和最后一道止水结构,其质量直接关乎后期隧道运营期间通车安全。如何对公路隧道二次衬砌质量进行有效检测一直是工程界关心的热点,本文主要就地质雷达在公路隧道二次衬砌质量检测应用进行一定运用和分析。
1地质雷达无损检测
地质雷达(Ground Penetrating Radar,简称GPR)依据电磁波脉冲在地下传播的原理出行工作。发射天线将高频(100 Hz～1 000 MHz)的电磁波以宽带短脉冲形式送入介质,被介质(或埋藏物)反射,然后由接收天线接收。根据电磁波理论,当雷达脉冲在地下传播过程中,遇到不同电性介质交界面时,由于上下介质的电磁性质不同而产生反射和折射。由公式t=。雷达根据测得的雷达波走时,自动求出反射物的深度和范围[2,3,4],在公路隧道修建中此种检测方法被广泛运用于初期支护和二次衬砌质量检测。
地质雷达系统主要由以下几部分组成,地质雷达组成和工作原理及其探测方法如下:
1)控制单元:控制单元是整个雷达系统的管理器,计算机(32位处理器)对如何测量给出详细的指令,系统由控制单元控制着发射机和接收机,同时跟踪当前的位置和时间。2)发射机:发射机根据控制单元的指令,产生相应频率的电信号并由发射天线将一定频率的电信号转换为电磁波信号向地下发射,其中电磁信号主要能量集中于被研究的介质方向传播。3)接收机:接收机把接收天线接收到的电磁波信号转换成电信号并以数字信息方式进行存贮。4)电源、通讯电缆、触发盒、测量轮等辅助元件。5)分析软件:采集好的数据经过配套软件进行相关数据分析后得到检测对象效果。
2工程概况及数据采集
2.1工程概况
官地坪2号隧道是忻保高速公路的第三条长隧道,是忻保二期工程的第一条长隧道,单线长3 668 m。其中右线隧道长1 870 m,K172+718～K174+588;左线隧道长1 798 m,ZK172+695～ZK174+493。隧址区地形起伏较大,冲沟发育,隧道右线进口、左线出口天然坡角分别为31°和35°,隧道走向和山坡坡向基本正交。出露地层为第四系上更新统(Q3m)马兰黄土、第四系中更新统(Q2l)离石黄土和奥陶系中统峰峰组(Q2f)泥灰岩、灰岩,节理裂隙发育。隧道右线出口、左线进口天然坡角分别为17°和31°,隧道走向和山坡坡向基本正交。出露地层为第四系上更新统(Q3m)马兰黄土、第四系中更新统(Q2l)离石黄土和石碳系上统山西组(C3S)泥岩、砂岩,节理裂隙发育。
2.2采集仪器
本工程二次衬砌检测采用美国GSSI公司生产的CUⅡ型地质雷达主机及900 MHz天线及测量轮等辅助硬件设备;笔记本电脑和Reflexw-Win5.0等专用的地质雷达数据处理分析软件。
2.3采集方式
依据JTG F80/1-2004公路工程质量检验评定标准[5]并结合实际工程情况,二次衬砌纵向采集3条测线,两侧拱腰及拱顶位置,测线每5 m记录一个测点。地质雷达主要检测二次衬砌厚度情况和衬砌背后是否存在空洞。
3数据整理及分析
按检测方案,对隧道左右线各采集3条测线,共检测距离11 004 m,采集测点2 201个,通过得到每个测点位置实际二次衬砌厚度与设计厚度之间差值。得到差值分布规律在拱腰和拱顶位置的规律,见图1～图4。
从拱顶测线得到的检测数据可以看出,拱顶测点的实际厚度比设计厚度大2.9 cm,拱腰位置实际厚度比设计厚度大3.3 cm,且两处位置厚度偏差值分布相对集中在0 cm～5 cm区间,此区间拱顶位置测点比例约60%,拱腰位置测点比例约64%;测点实际检测厚度小于设计厚度拱顶位置测点比例约20%,拱腰位置约10%。
由于隧道二次衬砌施工工艺的限制,在施工二次衬砌时,拱顶位置混凝土相对比较难注满,同时衬砌厚度小于设计厚度位置多为衬砌后存在空洞位置,拱顶位置的空洞数量较拱腰位置多,从衬砌厚度检测得到的数据也较好的印证了此点。若不对衬砌结构背后空洞采取相应的处理措施,而满足检测厚度不小于设计厚度,则实际检测厚度平均值较设计厚度大10 cm,极大增加了工程造价。
4结论及建议
通过地质雷达对忻州—保德高速官地坪2号隧道衬砌结构检测,分析衬砌结构厚度偏差值的分布规律,得到如下主要结论及建议:
1)衬砌结构厚度在不同检测位置都较难达到设计要求,都存在厚度小于设计要求;
2)拱腰位置衬砌厚度相对集中,较拱顶位置容易控制;
3)衬砌背后空洞多存在拱顶位置,多和衬砌施工工艺相关;
4)地质雷达较好发现衬砌背后空洞,且空洞需要得到有效处理,处理衬砌厚度可基本满足设计要求;
5)考虑工程造价,建议《公路工程质量检验评定标准》对衬砌厚度可适量放宽。
摘要：运用地质雷达对忻州—保德高速公路官地坪2号隧道进行衬砌厚度和衬砌背后空洞检测,对检测数据进行统计分析,得到衬砌厚度偏差值分布规律,明确了衬砌厚度及衬砌背后空洞在衬砌施工中较难避免,建议公路工程质量验收规范对衬砌厚度验收条件适当放宽。
关键词：地质雷达,二次衬砌,厚度偏差,统计分析
参考文献
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