高速公路隧道工程中的复合式衬砌施工技术

高永强

摘要：复合式衬砌施工是适用于高速公路隧道工程的常见施工技术和方法，由于高速公路建设经常会涉及到复杂的地质状况，复合式衬砌施工凭借着更加稳定的支护作业质量等优势，可以有效保证复杂地质环境下的隧道施工质量，目前已经在高速公路的隧道施工领域得到了广泛应用。

关键词：高速公路;隧道工程;复合式衬砌;施工技术

一、复合式衬砌施工技术概述

复合式衬砌施工技术主要包括内层、外层两部分施工内容，是一门先内后外的隧道衬砌技术。在坑道开挖作业任务完成后，先行在外层开展支护作业，该作业一般采用柔性喷锚支护方法，即与围岩进行紧密连接，可以让围岩发生适当的变形，但不能产生过度的变形。待围岩保持良好的稳定后，再对内层开展衬砌施工。一般而言，在衬砌的内外层之间，会针对具体的情况来设置相应的防水隔离层，以巩固和提升衬砌施工效果。

之所以称为复合式，就是将内外层的衬砌方式进行合理搭配，搭配方法主要包括：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。其中，外层喷锚支护是较为常见的施工技术类型，具体采用内层整体式模筑混凝土的复合方法。在复合式衬砌中间的防水层施工中，主要采用喷涂乳化沥青的方式方法，或者采用软聚氯乙烯薄膜等防水卷材对支护结构进行固定。如果采用复合式衬砌方法，必须要严格做好防水层的粘贴作业，要保证防水隔离层与初期支护之间的粘贴链接效果。另外，还要先行做好初期支护的表面处理工作，确保其表面保持干净平滑，这样才能具备更好的防水效果。

二、高速公路隧道工程中的复合式衬砌施工技术

1.优化施工设计

隧道围岩的类型是复合式衬砌施工的重要影响因素。为了排除该因素带来的干扰，应当对隧道周围的地质情况进行全面细致的考察掌握，以初期支護的实际受力数据为依据来进行复合式衬砌施工方法和标准的设计。在具体的施工设计中，要对以下施工要领进行正确的把控：第一，衬砌厚度应当控制在30-45cm范围，对高速公路类型的隧道，其复合式衬砌施工采用单心圆形断面，禁止采用马蹄形断面的设计。对于复杂特殊的施工地段，更应该做慎重严谨的分析考虑。例如，精确了解涌水段含水量等数据，这样才能更好的控制衬砌厚度。一旦出现围岩压力大于衬砌承载力的情况，就要采用钢筋混凝土材料进行施工。第二，在强度设计方面，重点做好混凝土制作配比等工作，以有效增强材料强度。第三，在受力效果设计方面，主要对防水隔离层的设计施工进行合理把控，要将初期支护的受力状况作为结构设计的核心依据，防水板与土工布的组合模式是最为常用的方式隔离层设计方式，该方式设计重点掌握分析地下水的静水压力等指标因素，这样才能对围岩的稳定性进行有效控制，提升防水隔离层的施工质量。

2.确定施工工序

一般而言，复合式衬砌施工的流程主要包括初期支护施工后的岩面检验→防水隔离层的设置→测量放样以及台车定位→灌注→养护→脱模。在具体施工实践中，二次支护质量主要由围岩的稳定性来决定。初期支护必须要对围岩的变形具有一定的包容性，待围岩保持稳定后方可开展二次支护作业。换言之，二次支护作业的时间直接决定着其质量的优劣。对于该环节时间的长短，需要根据围岩稳定性来确定，只要在初次支护表面不再产生新的裂缝时，就可以确定，围岩已经具备了良好的稳定性。

第一，初期支护验收：该流程验收质量是衡量整个衬砌施工质量的重要基础。该环节的质量验收标准主要由：岩棉具有良好的稳定性，速率较慢，水平位移速率<0.15mm/d，并且表面不会再产生新的裂缝。与此同时，还要对断面进行精确测量，衬砌厚度要达标，对于未达标的施工部分要进行整改，采取凿除等处理措施，这样才能为二次衬砌创造有利条件。另外，要切实找平混凝土表面的凹凸部位，对多余的钢筋网进行切除，并使用水泥沙进行抹平，确保表面光滑平整。

第二，防水隔离层施工：在开展隧道开挖等活动后，渗水现象时有发生，甚至还会出现大量的地下水，严重影响附近围岩的稳定性。这时就需要合理设置防水层。具体的操作方法是：结合运用土工布与塑料防水板，

将土工布与初期支护保持紧贴，使前者处于岩面上，并具有良好的过滤作用，然后再把防水板与土工布相紧贴，以有效防止地下水的渗入。另外，在防水层的设置上还需要做好以下问题的控制：材料质量必须要达标，禁止出现破损、断裂、变形等质量隐患;应当按照科学规范的流程方法开展施工，确保施工设备性能的正常发挥;土工布的铺设要与排水施工同步开展;塑料防水板的铺设作业应当采用拱部向边墙的方法开展，确保结构具有良好的封闭性，并且要预留出合适的长度，将纵向搭接宽度控制在10cm以内;防水板和土工布的施工应当紧密衔接，铆钉各个层面不能处于紧绷状态;在施工完成后，要对施工质量和效果进行严格的检验，准确记录相关数据。

第三，台车就位与测量放线：要尽量使用大模板台车，对放样模板位置进行精确测量，按照既定的设计标准进行定位放线，严格执行放大5cm净空，以保证拆模后的质量。立模作业完成后，要对灌注的二衬厚度进行认真细致的检查，确保其符合设计标准，将脱模剂涂抹在板面上，然后再进行拆模。需要注意的是，如果防水层的厚度设置不均匀，要重新拆除，并且在防水层设置前，要认真检查和排除欠挖现象。

第四，灌注。如果衬砌厚度合格后，就要进行混凝土的拌合与制作，相关原材料的型号、配比等要求与设计要求相符，要充分考虑沙粒半径、水泥用量等质量影响因素。要科学合理的进行材料配比的设计，以强度满足质量要求为准。按照施工具体情况来合理使用外加剂，确保二次衬砌的强度、顺畅度等达到设计标准。在大容量罐车的辅助下，同时将混凝土和混合料添加到搅拌机中来，以更好的保证振捣作业的密实度。待灌注作业完成后再开展后续的养护和脱模等作业活动，养护时间要控制在8-16小时之内，待混凝土的强度达到2.5MPa方可进行脱模。

3.施工注意事项

在隧道工程复合式衬砌施工实践中，对减水剂与膨胀剂的使用要进行合理把控，尽量避免二次衬砌开裂现象的出现。在必要情况下，可以采用膨胀水泥来增强混凝土的抗收缩性，避免其因受力过大而导致裂缝现象的产生。与此同时，科学规范的开展混凝土的灌注作业活动，有效提升施工质量，特别是要展示做好混凝土振捣、养护等作业，这样才能更好的保证整体施工质量，有效避免因施工质量不合格所带来的返工等问题。另外，必须要对灌注速率进行合理的控制，将对称分层灌注作为首要的施工方法选择，待边墙衬砌下沉稳定后方可开展拱部的灌注作业。对于已经存在的裂缝，要进行钳缝处理，在处理之前，要合理选择材料，根据裂缝的大小等因素，使用丙烯酸、水泥浆、环氧树脂等材料。

三、结束语

综上所述，复合式衬砌施工虽然是高速公路隧道施工中非常可靠的施工技术方法，但是在具体的应用实践中要进行科学合理的把控，对每一个施工环节和工序都要进行严格精确的把控，保证每一个环节都要符合设计标准，这样才能有效保证施工质量，充分发挥该施工技术的价值和作用。

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