提高公路隧道復合式襯砌質量的探討

許忠印

(河北省交通建設監理咨詢有限公司)

1 概 述

京承高速公路(河北段)位于河北省的東北部,總體呈西南東北走向,起于司馬臺長城(京冀交界處),途經灤平縣、承德市雙欒區、雙橋區,經于承德市雹神廟之南承栗路。它是連接首都北京和國家重點旅游城市承德市的干線公路。京承高速公路(河北段)處于山嶺重丘區,全線共設隧道7座,其中4座為分離式隧道,另外 3座為雙連拱隧道。7座隧道全部采用復合式襯砌施工。

2 問題的提出

2.1 復合式襯砌的設計原理及在新奧法施工中的地位

復合式襯砌是由初期支護和二次支護組成。初期支護是幫助圍巖達成施工期間的初步穩定,二次支護則是提供安全儲備或承受后期圍巖壓力。初期支護按主要承載設計,二次支護在Ⅳ類及以上圍巖時按全儲備設計;在Ⅲ類及以下圍巖時按承載結構設計。錨噴支護即為復合式襯砌中的初期支護,它應在開挖后盡早進行施工。它充分體現了新奧法施工中充分發揮圍巖自承力,以柔性支護代替剛性支護的特點。按照現代支護理論和新奧法施工原則,二次支護應在圍巖和錨噴支護變形基本穩定后進行?？傊畯秃鲜揭r砌在新奧法施工中占有非常重要的地位,它是新奧法施工成敗的關鍵所在。

2.2 復合式襯砌的作用及保證質量的意義

在隧道施工過程中襯砌質量的好壞關系到隧道施工的成敗,它不僅關系到隧道的使用性、安全性,還關系到隧道的美觀。初期支護主要采用錨桿和噴射混凝土來支護圍巖,它與圍巖共同構成了永久的隧道結構承載體系,它主要是解決隧道在施工期間的穩定于安全。二次支護采用模筑混凝土,它是為保證隧道在使用過程中的穩定、耐久、減少阻力和美觀等。

2.3 京承高速隧道目前復合式襯砌施工中存在的問題

(1)初期支護存在的問題:主要有(錨桿方向不正確),噴射混凝土大面不平整,從而造成防水板掛設困難,二襯混凝土與噴射混凝土面不密貼。

(2)襯砌臺車制造工藝存在不足,主要表現在模板的曲率不合適,所預留的下料及振搗用的窗口不平整,制造工藝粗糙等,造成二次模筑混凝土外觀差。

(3)模筑混凝土施工中存在的問題:主要有混凝土與噴射混凝土面不緊貼,混凝土外觀有裂縫、氣泡、漏漿、粘膜現象,每節結合處錯臺明顯,窗口處混凝土不平整等。

3 提高復合式襯砌施工質量的措施

(1)噴射混凝土大面不平整主要原因是開挖時光面爆破效果不好造成的,我們通過對爆破方案及爆破作業現場進行檢查研究發現,炮眼的深度和間距有些偏大,隨后我們對爆破參數進行調整,主要是根據圍巖的類別確定炮眼的問題,即圍巖類別越差,炮眼間距特別是周邊眼炮眼間距應該越小。另外還采用減小周邊巖炮眼的間距并間隔裝載的辦法進行爆破。實踐證明,光面爆破效果明顯改善,做到了既減小攏動周邊圍巖,又保證了光爆面平整,大大提高了殘留炮孔的痕跡。從而提高了初期噴射混凝土大面平整度,為解決二襯混凝土與噴射混凝土不密貼打下了堅實的基礎。

(2)襯砌臺車的制造,一定要選擇正規廠家,不要圖一時便宜,而因小失大。另外在臺車的制作期間,施工單位應派有經驗的技術人員到廠家檢查,進行中間驗收,并根據施工要求提出修改意見,以方便施工,在不影響幾何尺寸和外觀的前提下,不要死搬圖紙。臺車加工要注意保證模板的厚度及撐桿件的強度,保證模板的曲率,保證臺車的整體剛度,以保證臺車的正常循環工作,從而減少混凝土的錯臺和變形。

(3)提高復合式襯砌的施工質量關鍵在于做好防水、防止混凝土開裂、減少混凝土錯臺等并努力提高混凝土的外觀質量。

復合式襯砌的防水關鍵在于防水隔離層的施工,這就要求首先所用塑料板材質要滿足規范要求,其次,在施工中應特殊注意以下幾個方面。

(1)防水層在拱部和邊墻可按環狀鋪設,結合方法宜采用爆接,搭接寬度為 10cm,焊縫寬不小于 2.5cm。防水層接頭處應擦干凈,用與塑料板相同材質的的焊條焊接。

(2)防水層用墊圈和繩扣吊在固定點上其固定間距不能太大,一般拱部為 0.5～0.7m,側墻部位為 1.0～1.2m,在凹凸處應適當增加固定點,特別應注意的是,固定點之間防水層不得繃緊以保證澆筑混凝土時板面與混凝土面能密貼。

(3)澆筑二襯混凝土以前應對防水板進行詳細檢查,看有無漏焊、有無破損,發現問題要及時修補。

(4)要注意嚴禁在鋪設塑料板的地段進行爆破作業。

要高度重視止水帶的施工質量。

減少二襯混凝土開裂、提高混凝土外觀質量要注意以下幾個方面。

(1)在混凝土中加入適量的減水劑和膨脹劑,可減少水和水泥的用量,從而減少混凝土水化熱,減少混凝土的收縮裂縫。

(2)在初期支護與二次襯砌之間,設置隔離層和低標號砂漿,減少對二襯的約束。

(3)嚴格混凝土的配合比,提高施工的技術水平,保證分層對稱灌注,加強振搗,切實做好混凝土的養生工作非常重要。

(4)筑混凝土應連續進行,一次模筑混凝土襯砌環節不宜太長,以免混凝土硬化收縮而產生裂縫。

(5)另外在襯砌易開裂部位,可適當增設適量鋼筋,以減輕應力分布不均,從而減少混凝土的開裂。

(6)襯砌臺車的模板要及時進行修整打磨,努力提高混凝土的外觀質量。

綜上所述,隧道復合式襯砌的施工質量非常重要,如何在初期支護,防水層,二襯等環節提高施工質量,需要我們每一個隧道施工技術人員進行總結和思考。