地下通道小直徑盾構隧底素砼回填施工技術

劉學輝

【摘 要】本文結合工程實例介紹小直徑盾構隧道隧底混凝土回填技術特點、遇到的困難、技術組織、解決方案及達到的效果，對類似工程可作為參考。

【關鍵詞】小直徑盾構；地下通道；隧底混凝土回填技術

0 工程概況

某皮帶輸煤通道承擔著姚孟電廠600萬噸/年的用煤任務，由于省級文明城市的創建及環保要求等因素，該工程4#-5#轉運站段采取內徑5.4米的小直徑盾構法施工地下通道，內徑2.7m的圓形，管片厚300mm，通道全長（水平距離）約1402.83米。

該段輸煤通道距地表平均10米，兩端高，中間低，坡度由0-0.77%不等，最低點220米長坡度為0%，通道隧底回填地面砼強度等級為C25砼，最厚處1.208m（應按照大體積混凝土工藝施工），混凝土共5190方，通道內埋件A：200*200mm，鋼板厚10mm共1046；埋件B：200*300mm，鋼板厚10mm.共56塊。

1 施工方案確定

根據工程實際情況，該分項工程按照兩段同時開始施工，每端700米，地面砼共分三層澆筑：第一層澆筑厚度為45cm（該層中心距通道底45cm），采用一輛奔馬三輪車運料，混凝土工程量為560方；第二層澆筑厚度度為55cm，每10米設一道伸縮縫，混凝土工程量為1335方，采用混凝土運輸小型罐車（每罐車運6方）；第三層澆筑高度為20.8cm，混凝土工程量為700方每10米設一道伸縮縫，采用四輛奔馬三輪車運料，包含水溝施工和預埋鐵件施工。混凝土采用商品混凝土，由混凝土汽車泵直接輸入混凝土運輸車輛。

方案優點：由于該通道為小直徑盾構法施工而成，盾構片為螺栓連接：（1）第一層采用奔馬車運料可減少對盾構片的損傷，并為第二層施工采用小型混凝土罐車鋪路；（2）第二層混凝土量最大，混凝土罐車可大大提高施工速度；（3）第二層施工完畢后，運輸道路已加寬，可滿足四輛奔馬三輪車錯車，加快運輸速度；（4）由于采取了分層施工，最大厚度只有0.55米，三層混凝土施工有合理間歇時間，水化熱峰值錯開，混凝土內部水化熱得到有效釋放，可以不按照大體積混凝土工藝施工，減少了為降低大體積混凝土水化熱方面的投入，同時也減少了混凝土出現溫度裂縫的可能。

2 施工工藝

2.1 本工程采用商品混凝土澆筑，對主要材料要求如下

（1）水泥：考慮普通水泥水化熱較高，特別是應用到大體積混凝土中，大量水泥水化熱不易散發，在混凝土內部溫度過高，與混凝土表面產生較大的溫度差，便混凝土內部產生壓應力，表面產生拉應力。當表面拉應力超過早期混凝土抗拉強度時就會產生溫度裂縫，因此確定采用水化熱比較低的礦渣硅酸鹽水泥，標號為525#，通過摻加合適的外加劑可以改善混凝土的性能，提高混凝土的抗滲能力。

（2）粗骨料：采用碎石，粒徑5-25mm，含泥量不大于1%。選用粒徑較大、級配良好的石子配制的混凝土，和易性較好，抗壓強度較高，同時可以減少用水量及水泥用量，從而使水泥水化熱減少，降低混凝土溫升。

（3）細骨料：采用中砂，平均粒徑大于0.5mm，含泥量不大于5%。選用平均粒徑較大的中、粗砂拌制的混凝土比采用細砂拌制的混凝土可減少用水量10%左右，同時相應減少水泥用量，使水泥水化熱減少，降低混凝土溫升，并可減少混凝土收縮。

（4）粉煤灰：采用礦渣硅酸鹽水泥拌制大體積粉煤灰混凝土時，其粉煤灰取代水泥的最大限量為25%。粉煤灰對水化熱、改善混凝土和易性有利，但摻加粉煤灰的混凝土早期極限抗拉值均有所降低，對混凝土抗滲抗裂不利，因此粉煤灰的摻量控制在10以內，采用外摻法，即不減少配合比中的水泥用量。按配合比要求計算出每立方米混凝土所摻加粉煤灰量。

（5）外加劑：設計無具體要求，通過分析比較及過去在其它工程上的使用經驗，每立方米混凝土2kg，減水劑可降低水化熱峰值，對混凝土收縮有補償功能，可提高混凝土的抗裂性。具體外加劑的用量及使用性能，商品混凝土站在澆筑前應報告送達施工單位。

2.2 混凝土配合比

（1）混凝土采用攪拌站供應的商品混凝土，因此要求混凝土攪拌站根據現場提出的技術要求，提前做好混凝土試配。

（2）混凝土配合比應提高試配確定。按照國家現行《混凝土結構工程施工及驗收規范》、《普通混凝土配合比設計規程》及《粉煤灰混凝土應用技術規范》中的有關技術要求進行設計。

（3）粉煤灰采用外摻法時僅在砂料中扣除同體積的砂量。另外應考慮到水泥的供應情況，以滿足施工的要求。

（4）第三層混凝土配合應減少粉煤灰用量以減少地面出現裂縫。

2.3 混凝土澆筑

混凝土澆筑時每層應采用“一個坡度、循序推進、一次到頂”的澆筑工藝。澆筑時在一個部位進行，直至達到設計標高，混凝土形成扇形向前流動，然后在其坡面上連續澆筑，循序推進。混凝土澆筑時配置1～2臺振搗器，采用一次性連續澆搗方案，振搗工作從澆筑層的底層開始逐漸上移，以保證分層混凝土間的施工質量。混凝土在振搗過程中宜將振動棒上下略有抽動，使上下混凝土振動均勻，每次振搗時間以20～30秒為宜，（砼表面不再出現氣泡、泛出灰漿為準）。振搗時，要盡量避免碰撞鋼筋，管道預埋件等。振搗棒插點采用行列式的次序移動，每次移動距離不超過混凝土振搗棒的有效作用半徑的1.25倍，一般振動棒的作用半徑30～40cm。振搗操作要“快插慢拔”，防止混凝土內部振搗不實；在混凝土初凝前和混凝土預沉后采取二次抹面壓實措施。

2.4 混凝土養護

由于通道內恒溫恒濕，混凝土養護只在第三層混凝土澆筑及二次抹面壓實后應立即覆蓋一層塑料薄膜即可。

2.5 表面防裂施工技術要點

混凝土經振搗后表面水泥漿較厚，容易引起表面裂縫，首先，要求在振搗最上一層混凝土時，控制振搗時間，注意避免表層產生太厚的浮漿層。

在澆搗后，必須及時用2m長刮尺，將多余浮漿層刮除，按施工員測設的標高控制點，將混凝土表面刮拍平整。有凹坑的部位必須用混凝土填平，在砼收漿接近初凝時，混凝土面進行二次抹光，用木搓全面仔細打抹兩遍，既要確保混凝土的平整度，又要把其初期表面的收縮脫水細縫閉合。

在砼收漿凝固施工期間，除了具體施工人員外，不得在未干硬的混凝土面上隨意行走；收漿工作完成的面，同步及時覆蓋一層塑料薄膜，防止表面混凝土脫水。

2.6 預埋件安裝

（1）找出定位軸線：將圖紙中標明的定位軸線與實際施工現場進行對照找出定位軸線的準確位置。

（2）找出定位點：根據在現場查找的準確定位軸線，根據圖紙中提供的有關內容。

確定定位點：定位點數量不得少于兩點，確定定位點時要反復測量一定要保證定位準確無誤。

（3）抄平：抄平用水準儀，對兩個定位點確定水平位置，水準儀要按規范使用，水準儀定位時要考慮安全，定位間距離大致相同，水準儀要擺正放穩，不能出現移動、錯位等現象，要注意正確使用和保管好水準儀。在找出定位點位置抄平后，在定位點間拉水平線。

（4）測量誤差：在水平線拉好后，對所在工作面進行測量，主要進行水平方向的測量，同時檢查各軸線（定位軸線）間的誤差。通過測量出的結果分析產生誤差的原因，核對有關規范（施工）對誤差允許值的要求。

（5）埋件安裝：埋件安裝由專人負責，以防止漏放，待第三層混凝土澆筑時，混凝土振搗完后，立即按定位和標高線將埋件安在混凝土內。

埋件安裝要端正，盡量不要有歪斜，同時保證鐵板放置的平整。埋件施工完畢后，按照規范要求，根據檢驗批次的相關規定對安裝好的埋件進行驗收，符合設計要求方可進行下道工序的進行。

3 結束語

在該地下通道內隧底回填地面混凝土施工中，采取了科學的施工方案，將混凝土施工分層澆筑，避免了因混凝土水化熱積聚導致的混凝土出現溫度裂縫的現象，施工質量得到了保證；另外，施工前對隧道內混凝土裝料、運輸、卸料、調頭、空車返回、錯車時間估計計算，施工中準確把握，施工組織得到充分加強，工期被最大限度科學壓縮，得到了業主、監理及有關單位嘉獎，施工中隧道內通風、安全用電等按照礦井下安全措施和管理要求，安全管理得到加強，呈現了明顯的工程效益、經濟效益、社會效益和生態效益。

[責任編輯：湯靜]