复合式衬砌施工技术在公路隧道中的应用 刘建海

发表时间:2020/8/24   来源:《基层建设》2020年第12期   作者:刘建海
[导读] 摘要:在公路隧道施工中,复合式衬砌施工技术较为常用,施工时需要对内侧隧道衬砌及外侧隧道进行初砌施工,应用此衬砌方法可对变形能进行有效释放,对外层支护受力条件进行优化,进而减少围岩变形及坍塌问题的出现。
        嫩江市公路事业发展中心  黑龙江黑河  161499
        摘要:在公路隧道施工中,复合式衬砌施工技术较为常用,施工时需要对内侧隧道衬砌及外侧隧道进行初砌施工,应用此衬砌方法可对变形能进行有效释放,对外层支护受力条件进行优化,进而减少围岩变形及坍塌问题的出现。基于此,本文从复合式衬砌施工技术分析入手,对其施工流程进行了介绍,进而对复合式衬砌施工技术应用时的注意要点进行了阐述,希望可为该技术的合理应用提供参考。
        关键词:公路隧道:复合式衬砌:防水隔离层
        在公路建设中,部分地段的地质环境较为特殊,在山体或岩层穿越时需要进行隧道工程的施工,因此应结合具体的工程情况选择适合的衬砌技术。初砌施工主要是运用钢筋混凝土地材料对隧道洞身周围进行永久性支护。复合式衬砌应用时,应在初期支护完成后进行二次衬砌,运用混凝土材料进行内层衬砌结构的建设,进而使支护更加牢固,并对排水系统进行优化,以便于通讯及照明设施的合理设置,可使高速公路隧道工程的建设更加现代化与科学化。
        一、复合式衬砌施工技术相关分析
        1、复合式衬砌施工技术
        此技术要进行两种工程施工,一是隧道内侧衬砌,二是隧道二侧衬砌,隧道坑道挖掘后,应先进行初期支护,即对隧道外侧进行支护,此时一般使用聚性喷锚支护方法,施工时要紧密与围岩帖合,此时围岩可有一定的变形量,但可有效避免因压力过大而出现严重变形的问题。待围岩变形未出现较大变形并趋于稳定后才可进行二次支护,此时即为对隧道内侧进行衬砌。在内层与外层衬砌之间,应结合工程需求合理进行防水隔离层的设置,也可采用防水混凝土的浇筑增强内层衬砌的防水性能。
        2、复合式衬砌的形式
        所谓的复合式,也就是内外层不同衬砌形式的搭配,常见的有这几种:喷锚支护与混凝土复合衬砌、喷锚支护与喷射混凝土复合衬砌、可缩式钢拱喷射混凝土支护与模筑、喷射混凝土复合衬砌、装配式衬砌与模筑混凝土复合衬砌等。最常用的就是外层喷锚支护或轻型管片,内层整体式模筑混凝土的复合形式。对于复合式衬砌中间的防水层,一般可以用乳化沥青等防水材料进行喷涂,也可采用软聚氯乙烯薄膜、聚异丁烯片、聚乙烯片等防水卷材固定于支护结构上。采用复合式衬砌方法施工时,最重要的一个部分是喷涂或粘贴防水层,防水隔离层的设置要求必须与初期支护紧密贴连,在防水层施工前,应对初期支护的表面进行预处理,保持最基本的平整顺滑,确保不会出现较大渗水。
        二、复合式衬砌施工技术设计的基本要求及施工流程分析
        1、设计的基本要求
        公路隧道修建地的围岩类型不同,所选用的复合式衬砌形式也并不一致,因此在衬砌施工时要合理进行隧道附近地质条件的详细考察与综合分析,并结合初期支护的受力情况合理进行二次衬砌形式的确定与尺寸的明确。二次支护时的施工要求如下:
        (1)复合式衬砌时,厚度范围应在30至45mm之间,且二次成型断面应选用圆形断面,切不可使用马蹄形断面。如施工地段较为特殊,应对多各影响因素进行综合考量,应对涌水段的含水多少进行了解,进而对衬砌的厚度进行合理调整,如围岩压力比衬砌的承载力更高,应使用钢筋混凝土作为衬砌材料。
        (2)应对混凝土材料的配合比进行合理设计,以此增强混凝土材料的强度,使之符合施工标准。
        (3)应结合初期支护的受力情况合理进行防水隔离层结构的设计,设计方式是以防水板与土工布相结合,还应综合考虑地下水的静水压力因素,进而增强围岩的稳定性,以此保障防水隔离层设置的合理性。


        2、具体的施工流程
        (1)验收初期支护工程
        初期支护完成后要进行工程验收,其质量效果会对后续衬砌施工产生影响,施工结束后要确保岩面较为稳定,并降低其移动速度,水平位移速度不得高于0.15mm/d,进而减少表面裂缝的出现。同时,要对断面进行测量,并对初砌厚度进行合理控制,如与设计要求不符应进行二次处理,以便于二次衬砌施工的正常开展。如混凝土表面不够平整,应及时进行找平处理,将多余的裸露钢筋网进行切除,采用水泥砂浆进行表面的平整处理。
        (2)合理设置防水隔离层
        隧道挖掘或掘进施工完成后,常会导致渗水现象的出现,且会出现地下水积存过多的现象,这会影响围岩的稳定性,因此必须合理进行防水层的设置。防水层设置时主要是将土工布与塑料防水板进行结合,使土工布紧密帖合于初期支护面上,进而使之过滤作用有效发挥出来,同时,再将防水板紧贴在土工布之上,以此避免渗水情况的出现,还可防止地下水的侵入。防水层设置时的注意要点如下:
        1)应根据设计要求及质量标准合理进行防水层材料的选择与应用,确保材料完整、无变形或破损现象;
        2)土工布铺设时要合理进行排水系统设计;
        3)塑料防水板铺设时应由拱部开始逐步向边墙推进,进而构建出封闭式结构,确保预留长度适应,纵向搭接宽度应不低于10cm;
        4)要确保防水支紧密贴合于土工布之上,并使铆钉固定时不可使层面出现紧绷现象。
        5)应对防水层的质量进行检验,并对检测数据进行详细记录。
        (3)台车的准备及测量放线
        衬砌台车多采用大模板台车,测量放样模板位置,根据设计要求定位放线,按照放大5cm净空,确保拆模后符合设计要求。立模后应检查灌注的二衬厚度,必须满足设计要求,在板面涂上脱模剂,对于没有满足要求的进行拆模,并重新拆除厚度不均处的防水层,在设置防水层前应确保没有欠挖现象。
        (4)混凝土灌注施工
        衬砌厚府符合标准后,要根据施工要求合理选择材料标号,并控制好配合比,选择适合粒径的沙粒,适量添加水泥。根据实际需求适当添加外加剂,如减水剂等,保证二衬强度与关注顺畅度。可采用大容量的罐车,混凝土混合料应同时加入搅拌机,提高振捣密实度。灌注结束后进行养护与脱模,要求至少养护8~16h,当混凝土强度达到2.5MPa时即可脱模。
        三、复合式衬砌施工技术的施工要点
        施工过程中,应注意适当添加减水剂与膨胀剂,减少二次衬砌开裂,或直接采用膨胀水泥,防止混凝土收缩或水泥水化,防止受力超出强度极限而出现裂缝。同时,注意改进混凝土的灌注工艺,不断提高施工水平,尤其是加强振捣与养护,确保后期施工全面达到质量要求,避免出现麻烦的返工现象。注意在混凝土施工中,可适当减缓灌注速率,采用对称分层灌注的方式,等边墙衬砌下沉稳定后再灌注拱部。注意对已出现的裂缝要科学处理,采用合适的材料进行钳缝,比如丙烯酸、水泥浆、环氧树脂等材料。
        结语:近几年复合式衬砌施工技术已被广泛应用于公路隧道工程建设中,通过对该技术的详细解析,能够掌握复合式衬砌技术的施工要点与注意事项,充分发挥该技术的优势,提高隧道工程建设质量,并不断优化与完善复合式衬砌技术,便于在未来的隧道工程建设发展中得到更好的应用。
        参考文献:
        [1]白浩亮.浅谈复合式衬砌施工技术在公路隧道中的应用[J].华东公路,2017(1):62-63.
        [2]黄玉凤.隧道复合式衬砌施工中的防水技术研究[J].大科技,2018(20):130-131.
        [3]何海明.隧道衬砌防水施工技术及实施要点研究[J].建筑工程技术与设计,2016(7):199.
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