某输水隧洞工程边顶拱衬砌简述

摘 要：结合隧洞工程多年實际施工经验，本文主要从模板台车设计、模板安装、混凝土拌合运输、入仓浇筑等方面对隧洞边顶拱衬砌混凝土施工进行了简述。

关键词：边顶拱；钢模板台车；混凝土浇筑

中图分类号：TV672+.1 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20180329022

1 工程概况

工程输水隧洞为无压隧洞，断面为城门洞形，成洞断面尺寸：Ⅳ、Ⅴ类围岩为3.6m×3.7m（宽×高），Ⅲ类围岩为3.6m×4.35m（宽×高）。根据设计要求，Ⅲ类围岩仅边墙和底板浇筑衬砌混凝土，Ⅳ、Ⅴ类围岩为全断面浇筑衬砌混凝土。本文主要对Ⅳ、Ⅴ类围岩的边顶拱衬砌进行简述，衬砌采用C35W12F150混凝土，衬砌厚度均为400mm，衬砌模板采用钢模板衬砌台车。

2 钢模板台车设计

2.1 台车设计基本原则

在本工程多年施工过程中，针对混凝土浇筑后出现的蜂窝、麻面、裂缝等问题，多次组织进行了分析、讨论，并对各工序施工过程严格监管，发现除人为原因外，模板台车设计不合理占主导因素。经过不断的调整、改进，得出了模板台车设计相关要求和经验值。

边墙衬砌混凝土浇筑以人工采用插入式振捣棒振捣为主，附着式振捣器为辅。顶拱衬砌混凝土浇筑以附着式振捣器为主。附着式振捣器应加密布置，间距建议为1.2～1.3m。

工作窗口布置：工作窗口宜梅花型布置，第一排工作窗口宜布置在距地面1.0～1.5m范围内，其余部位相邻两排（列）窗口之间的距离宜为1.1～1.2m。

台车强度和刚度必须满足受力要求。

2.2 台车设计参数

根据设计要求，隧洞Ⅳ、Ⅴ类围岩衬砌每仓长度为10m，则台车长度为10.1m。台车为液压自行式钢模板台车，面板采用8mm厚定型钢模板，模板内侧采用工字钢拱架支撑。在每侧边墙模板上设2排工作窗口，窗口尺寸为0.45m×0.45m，用于混凝土入仓、振捣及观察使用。其中，第1排设4个工作窗口，窗口距地面1.0m；第2排设3个工作窗口，与第1排工作窗口之间距离为1.1m。工作窗口呈梅花型布置，相邻两列之间的距离为1.1m。顶拱顶部设3个入料口。台车共设置9排附着式振捣器，每排设3个1.1kW振动器。其中每侧边墙设2排，顶拱设5排（顶拱中间1排，两侧各2排）。台车采取液压调整，丝杠顶撑，电机牵引，台车可在轨道上自动行走。自行式钢模板台车结构形式见图1。

3 隧洞衬砌施工相关要点

隧洞衬砌施工安排：先进行垫层混凝土施工，施工完成后，利用台车进行作业面钢筋绑扎，然后采用自行式钢模板台车进行混凝土浇筑施工，底板混凝土应滞后边顶拱衬砌一段距离。隧洞衬砌由洞内向洞口或交叉口处进行施工。混凝土由洞外采用拌合站集中拌和，采用混凝土罐车运输至洞内混凝土输送泵，泵送入仓。根据本工程多年施工经验、教训，总结出以下隧洞混凝土衬砌施工要点。

3.1 模板安装要点

台车拼装完成后，应对作业平台、平板振动器、封端加固装置、电路安装以及表面进行打磨处理，并对台车的结构尺寸进行检查，精度满足要求时方可使用。

钢模板表面应保证平整、光滑、无缺陷，且每次使用前应清理干净，并涂刷脱模剂，以便防锈和拆模。

台车就位后，由测量人员对中线位置和标高进行测定，确保其符合设计要求，然后交由监理验收，验收合格后，采用厚度不小于50mm的木模进行端口封闭。

模板台车安装应顶紧加固，保证混凝土浇筑过程中不偏位和下沉；封端模板安装应加固牢靠，防止混凝土施工过程中爆模。在混凝土浇筑过程中应由专人看模，发现漏浆、变形等问题及时加固处理[1]。

衬砌台车脱模时间按隧洞顶拱混凝土强度不小于5.0MPa控制。

3.2 混凝土拌合运输要点

混凝土由设置在生产区的混凝土拌合站集中拌制。为保证坍落度满足混凝土浇筑工艺的要求，混凝土拌合时，应严格按照施工配合比进行，且必须考虑由于运输时间过长而造成的坍落度经时损失。该过程应由专职试验人员进行控制和试验。混凝土拌合后，应迅速运达浇筑地点，严禁出现分离、漏浆、泌水现象。

3.3 混凝土入仓及浇筑要点

混凝土施工应严格按有关规范及“三检”制度进行。入仓混凝土自由落差应小于2.0m，浇筑时，混凝土先从钢模板台车工作窗口入仓，待窗口封闭后从台车顶部上料口入仓。混凝土浇筑、振捣应对称、分层进行。浇筑过程中，上下游混凝土高差应小于0.6m，左右两侧混凝土高差应小于0.5m，严禁单侧一次浇筑高度大于1.0m，同时应合理控制混凝土浇筑速度[2]。采用垂直法对洞身顶拱混凝土进行封拱。

混凝土入仓时，应及时移动泵送下料口。在使用插入式振捣器振捣时，严禁振捣器在仓内平拖，严禁使用振捣器进行混凝土平仓，振捣时应竖直上下缓慢移动，振捣时间宜为10～20s。

当混凝土浇筑至工作窗口下50cm时，应对窗口附近的钢模板表面进行清理，并涂刷脱模剂，然后严密封闭窗口，以防该部位混凝土出现表面不平整或者漏浆的情况。

3.4 洞身混凝土浇筑常见问题处理及质量控制

3.4.1 衬砌错台现象

该情况普遍发生在边墙部位，原因是上段模板立模时接缝处发生变形。处理办法是加强模板安装工序的监管，确保其安装精度满足要求。

3.4.2 顶拱脱空问题

顶拱脱空的主要原因是检查措施不到位，解决的办法是在顶拱部位端头堵头模板预留观察孔，由专人负责观察，待混凝土即将没过观察孔时，用模板封堵观察孔，待顶拱堵头模板与初支缝隙开始溢浆时，正面顶拱已基本浇满。另在顶拱衬砌中预埋注浆管，待衬砌混凝土达到70%设计强度后进行回填灌浆，保证顶拱密实不脱空。

3.4.3 洞身混凝土裂缝问题

洞身混凝土裂缝主要由温度应力造成，可采取以下方法避免裂缝。

冬季施工期间应加强保温措施的布置；加强养护，保持混凝土表面湿润；根据实际情况适当调整脱模时间；根据外界环境条件，适当调整混凝土配合比，降低水化热；入仓混凝土塌落度应满足要求；混凝土浇筑过程应连续，防止冷缝产生。

参考文献

[1]马永梭.公路隧道模筑混凝土衬砌施工[J].公路隧道，2011（2）：41-43.

[2]李源嘉.隧道二次衬砌施工技术[J].技术与市场，2012，19（3）：70.

作者简介：李琦（1986-），男，辽宁省辽阳市，工程师，从事工程设计、管理工作。