隧道施工二次衬砌质量控制要点

隧道施工二次衬砌质量控制要点

对铁路隧道二次衬砌施工质量的因素进行分析，提出施工准备、施工工序控制措施，并结合本工程施工实践收到的很好结果，对今后隧道二衬施工有一定的借鉴意义。

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1 概况

近些年来，高铁工程发展迅猛，隧道施工进入二次衬砌阶段控制比较关键。为了保证二次衬砌施工质量，监控施工程序、施工质量和施工工艺，防止二次衬砌质量事故的发生，在施工前要做好开工报告、详细施工计划、材料准备和应急措施等，必须统筹安排，周密计划，确保二次衬砌质量安全。

2 二衬的作用

隧道使用年限长久，二次衬砌保证了隧道在运营使用中永久稳定、安全、美观。同时也是作为安全储备的一种工程措施。地质条件良好的围岩依据新奥法原理施工的隧道在初期支护后结构基本稳定，但在一般的地段初期支护很难保证围岩的长期稳定，需要模筑砼二次衬砌立即加强围岩变形支撑。初期支护也很难封闭山体内水系而导致隧道的不渗不漏。二次衬砌也承受软弱围岩的蠕变压力，膨胀性地压，或者浅埋隧道受到的附加荷载等。在较大自然的变化，如地震、山体出现偏压及过大的压力水等等破坏力很强的自然灾害时，隧道初期支护不能完全保证围岩的稳定，这就需要二次衬砌以加强山体变化的支撑稳定。

3 各工序控制要点

3.1 二次衬砌分项开工报告要措施到位 对二次衬砌施工计划、材料储备、质量安全保证和应急措施，要详细体现：施工有计划、有措施，质量有保证；杜绝口号喊在嘴上，写在纸上，必须落实在施工质量和安全行动上。管理部门在二次衬砌开工报告中对二次衬砌施工各种保障计划、准备和措施要实实在在落实到施工中，确保二次衬砌的质量。

3.2 二次衬砌施工前的准备

3.2.1 二次衬砌施工现场要落实施工计划。按照开工报告施工计划逐一落实到现场，比如：二衬浇注的混凝土输送泵电机检修，混凝土输送管的管内清理，管子各个接头是否连接密实（作业前要进行试验是否漏气漏水），管道长度，振动棒是否能用。

3.2.2 拌和站做好充分准备。①拌和机械的检修。因为浇注二衬混凝土量比较大，以12米长的二衬台车为例：V级围岩二衬混凝土用量是102～108立方米，这是正常的用量，一般都要超10～25立方米。并要求拌和机械功能好，运转正常，拌和机械功能达不到要求的，无法完成二衬浇注任务，保证不了二衬质量，中间停止浇注混凝土，可能造成二衬混凝土报废，要保证拌和机械完好率，确保拌和机运转。②水泥、石子、砂子准备要充足。二次衬砌混凝土变量很大，与初期衬砌有一定关系，例如：III级围岩二次衬砌，以12米长二次衬砌台车为例，正常一模浇注的混凝土是108～118立方米左右，III级围岩段一般都超挖，所以使二次衬砌浇注混凝土的量大幅度增加，要求拌和站多储备水泥、砂石，最好是二次衬砌实际用量的2～3倍。③要认真检查初期支护上、下导，最好是雷达扫描确认初期支护背后没有空洞，二衬浇注才能开盘。假如初期支护背后存在空洞，必须进行处理，直至合格后，方可浇注二衬。④围岩收敛和相对位移变化速率应满足规范要求，特别是埋深大于30～50米以上V、IV级围岩段落；围岩变形较大的，应及早施作仰拱和二次衬砌。⑤认真做好二衬前的防水、排水工作，对明显的围岩渗水点要增加环向透水管将水引入纵向排水管里。

3.3 结构防排水 遵循“防、排、截、堵结合，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。①二次衬砌拱部、边墙及仰拱混凝土抗渗等级不低于P8，斜切断及明洞段拱墙、仰拱混凝土采用防水混凝土，其抗渗等级不低于P12。②隧道初期支护与二次衬砌之间拱部及边墙部位铺设防水板加无纺土工布防水，防水板厚度不小于1.5mm，每一单焊缝宽不小于15mm，搭接宽度不小于15cm，无纺土工布重量≥400g/m2，防水材料应满足设计及验标要求。③隧道拱墙环向施工缝设中埋式橡胶止水带，隧道纵向施工缝设中埋式橡胶止水条。④明洞段设置变形缝一处。变形缝宽度2cm，变形缝填充聚苯板并加设钢边橡胶止水带和外贴式（明挖段设中埋式橡胶止水带），变形缝内缘采用双组分聚硫密封膏嵌缝。⑤二衬拱部每隔3-5m预留回填注浆孔，待混凝土达到设计强度后进行充填注浆。⑥斜切断及明洞段拱墙衬砌外缘采用2cm厚聚合物防水水泥砂浆抹面。⑦斜切断及明洞段拱墙衬砌掺加防水密实剂，其混凝土抗渗等级≥P12，砂浆氯离子渗透比≤90%。防水密实剂掺量为胶凝材料重量的0.21%。

防水板利用多功能作业平台车用吊环法整幅式挂设，采用无钉挂设工艺施工，使用强力钉及热融衬垫将土工布固定在喷射砼基面上，用压焊器使热融衬垫与防水板热融焊接，铺设在土工布表面。防水层铺设作业区不得进行爆破，防止飞石损坏防水层结构。在衬砌台车就位前，对防水层进行全面检查，铺设过程中对接缝进行充气检查。防水层施工与二次衬砌混凝土灌筑之间相距25m左右。两防水层搭接宽度不小于100mm，接缝采用热合机进行双缝焊接。焊接时，其焊接温度和速度根据材质由试验确定。焊接完成后，对焊缝进行气密性检查。

①防水层施作。在初期支护变形基本稳定和在二次衬砌浇筑前进行。开挖和衬砌作业确保不损坏已铺设的防水层。因此，防水层铺设施作点距爆破面大于150m，距浇筑二次衬砌处大于20m；当发现层面有损坏时及时修补；当喷层表面漏水时，及时引排。防水层可在拱部和边墙按环状铺设，塑料板用热熔双缝焊，搭接宽度为10cm，两侧焊缝不小于

2.5cm。②施工准备及基面处理。彻底清除各种异物，如：石子、沙粒等，做到初期支护表面平整干净。不能出现酥松、起砂、较大的明显的凹凸起伏。铲除各类尖锐突出物体，如：钢筋头、铁丝、凸出在作业面上的各种尖锐物体。根据图纸高程尺寸，定好基准线，准确无误地按线下料。施工设备如焊接机、检漏器、热风枪、电闸箱等，在工作前要做好检查和调整。确保设备正常运行，达到焊接要求，保证工程质量。③防水板材的焊接。板材采用双缝热熔自动焊接机焊接。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。检查方法：用5号注射针与压力表相接，用打气筒进行充气，在0.2MPa压力作用下5min不小于0.16MPa，否则补焊至合格为止。④防水板材的铺设。铺设固定根据实际情况下料，按基准线铺设防水板；用防水板材专用塑料垫和钢钉把缓冲层固定在基面上，应用暗钉圈焊接固定塑料防水板，最终形成无钉孔铺设的防水层。在清理好的基面上铺设固定土工布垫层。在喷射砼隧道拱顶部标出隧道纵向的中心线，再使裁剪好土工布垫层中心线与喷射砼上的标志相重合，从拱顶部开始向两侧下垂铺设，用射钉固定垫片将土工布固定在喷射砼面上。水泥钉长度不得小于50mm，平均拱顶3～4个/m2，边墙2～3个/m2。铺设固定防水板。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，再同土工布垫层一样从拱顶开始向两侧下垂铺设，边铺边与热融衬垫焊接。铺设时要注意与土工布密贴，不得拉得太紧，一定要留出余量。将防水板专用融热器对准热融衬垫所在位置进行热合，一般5S即可。两者粘结剥离强度不得小于防水板抗拉强度。

3.4 橡胶止水带 衬砌拱架调整完毕后，将止水带卡在堵头模板中间，堵头模板由两块模板拼成。止水带由拱顶向下环向布置，不断开。止水带对称安装，伸入模内和外露部分宽度应相等，为保持止水条平直，沿环向每0.5m设一φ6mm短钢筋托平。

施工注意事项：安装止水带以细铁丝悬吊于钢筋上固定位置，在顶部水平安装时使止

水带形成盆式，以避免止水带下的气体在混凝土浇筑时无法逸出，形成孔隙。止水带设置时不可翻转、扭曲，如发现破损立即更换。在混凝土浇筑前应避免止水条被污物和水泥砂浆污损，表面有杂质须清理干净，以免混凝土与其咬合不紧密造成渗水通道，导致变形缝、施工缝漏水。接触止水带的混凝土不应出现粗集料集中和漏振现象。止水带应就位准确、安装牢固，模板的端板应做成厢形，在浇注一侧混凝土时保护止水带的另一侧翼不受到破坏。止水带的端头离周围钢筋的距离不小于20mm，纵向固定间距不大于250mm。

软式透水管盲沟：①布设位置。透水管盲沟设在初期支护与复合防水层之间，环向透水管盲沟在边墙底部与隧道洞内水沟相连，纵向间距10m/环。纵向透水管盲沟在防水卷材下端泄水孔标高处与侧沟相连。纵向盲沟每10m设一段。按设计位置布设盲管。为防止透水管侵占衬砌厚度，喷混凝土时预埋一根φ100mm钢管，喷毕后拆下钢管，在喷混凝土上形成一圆槽以利透水管安设。②固定。在混凝土面上固定的方法是：在盲管两侧用射钉枪打入钢钉，钢钉上系细铁线固定透水管。隧道拱墙防水层与初期支护间环向设φ50mm透水盲管，墙脚纵向设φ50mm透水盲管，墙脚纵向、拱墙环向盲管与墙脚泄水孔采用三通管连接。施工时，用5cm的锚固钉及PE板窄条将软式透水管固定在支护面上，纵向、环向每隔50cm固定一处。

4 结束语

二次衬砌是隧道施工最为复杂工序，施工技术、质量要求高，特别是防水要求严格，抓好二次衬砌质量是隧道最关键环节，所以，要求施工方在二次衬砌施工中必须按照规范和设计要求认真施工，真正做到精心、精细、精致地做好二次衬砌施工。二次衬砌浇注施工要有创新，施工工艺要有创意，工程质量上要有创优。

参考文献：

[1]铁路隧道施工规范（TBJ163-2002）.

[2]铁路隧道设计规范（TBJ117-2001）.

[3]铁路混凝土与砌体工程施工规范（TBJ118-2001）.

[4]铁路工程隧道施工技术手册.