08二衬混凝土防脱空工艺(修改)辩析.doc

二次衬砌混凝土防脱空工艺 （云桂铁路项目经理部 张春光） 1 前言 目前隧道衬砌均设计为复合式衬砌，一般情况下Ⅱ、Ⅲ级围岩二衬承受30%的围岩松弛荷载，Ⅳ、Ⅴ级围岩二衬承受围岩松弛荷载的50%。设计结构分析计算时，均是按复合式衬砌背后回填密实、衬砌背后围岩能提供径向弹性抗力考虑的。因此，不论是拱部二衬背后脱空，还是边墙二衬背后脱空的危害，均改变了二衬结构受力，使二衬局部受力加大，造成了安全隐患。拱部二衬背后脱空则安全隐患更大。 二次衬砌拱顶脱空时，拱部均为正弯矩．即拱部上缘受拉，按常规配筋拱部上缘不配受力钢筋，这就会使拱部上缘受拉开裂，导致渗漏水和腐蚀钢筋，进而使二次村砌混凝土破坏。另一方面，二次衬砌拱顶脱空以后，围岩失去应有的保护和支护，可能使围岩松驰和变形增大，进而导致围岩失稳、脱落破坏。因此，二次衬砌顶部脱空现象是必须加以预防和处理的。 鉴于上述原因，我项目部组织专业技术人员对隧道二衬背后脱空的预防进行了研究。 2 工艺原理 造成隧道二衬背后脱空的主要环节包括：光爆控制、湿喷砼平整度控制、防水板铺设、模板加固、混凝土浇筑、振捣等。通过对各相关环节的工艺控制，可有效减少二衬背后脱空现象。 3 工艺特点 1）通过加强光面爆破的控制，使围岩周边形成平滑圆顺的表面，不仅控制周边超欠挖，也为初期支护表面平顺、防水板密贴铺设等创造有利条件。 2）采取优化、规范工艺措施有效控制防水板松弛度，避免基面局部凹凸处的防水板因紧绷而造成背后脱空。 3）通过优化混凝土浇筑、振捣工艺和加强现场控制，避免因墙部混凝土下沉，以及因拱顶泵送砼顺序、配合比等造成拱顶脱空。 4 适用范围 公路、铁路、地铁等工程项目的暗挖隧道二次衬砌施工。 5 主要引用标准 《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB10753-2010）、《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424—2010）、《高速铁路隧道工程施工技术指南》（铁建设[2010]241号）、《铁路混凝土工程施工技术指南》（铁建设[2010]241号）。 6 二衬防脱空施工方法 6.1 造成二衬脱空的因素分析 6.1.1 开挖及初支对二衬脱空的影响 (1) 光面爆破效果差是造成隧道二衬背后脱空的首要因素。对于Ⅱ、Ⅲ级围岩段，因初支一般不设计钢架，喷砼很难使表面平顺，使得防水板很难密贴初支；对于Ⅳ、Ⅴ级围岩段，光爆差则有时会造成钢架架立不平顺，造成起伏现象，使得防水板很难密贴初支。 (2) 光面爆破效果较好，但由于初支施工时未对局部掉块部位进行挂网处理、喷射手技术水平较差或责任心不强等原因造成局部空洞或表面不平顺。 6.1.2 防水板施工对二衬脱空的影响 (1) 防水板铺设松弛度不足，局部紧绷，在防水板与喷砼面之间形成空腔。 (2) 防水板铺设松弛度过大，形成褶皱，造成二衬背后脱空。 (3) 防水板采用吊带挂设，防水板与初支之间会产生一定的自由度，浇筑砼时易造成防水板局部紧绷而背后脱空。 (4) 防水板固定点数量不足，砼浇筑过程中易因砼摩擦力而下坍，引起拱部防水板紧绷而脱空。 6.1.3 模板施工对二衬脱空的影响 (1) 模板台车底部支撑不牢靠，如果台车在砼强度不足以承受自重前发生下沉、变形则可能导致二衬背后脱空。 (2) 挡头板封堵不严实，漏浆，造成二衬背后脱空或不密实。此情况多出现于拱顶处。 6.1.4 混凝土浇筑对二衬脱空的影响 (1) 混凝土浇筑时仅利用个别窗口，混凝土流动距离过长，距灌注窗口远处易因混凝土供应数量不足、压力不足而造成脱空。 (2) 混凝土浇筑过程中未振捣密实，浇筑完成后混凝土受自重下沉，造成拱部脱空。 (3) 混凝土浇筑至拱部时，难以精确掌握混凝土量，拱部混凝土灌注量不足而致使拱部局部形成脱空。 (4) 拱顶混凝土采用一次泵满的方式施工，捣固后混凝土下沉致使拱顶形成空腔。 (5) 下坡施工时，浇注段与上循环之间会形成空气囊（拱部）而造成衬砌背后空洞。 (6) 混凝土扩散度不足，封顶时局部泵送不到位，造成二衬脱空。 6.1.5 养护对二衬脱空的影响 (1) 混凝土拆模前，如模板台车被运输车辆撞击，则可能造成模板台车移位，导致二衬脱空。 (2) 混凝土自身收缩、徐变由于混凝土本身的特性，其在浇注后要发生收缩和徐变，致使衬砌与围岩或防水板间出现空隙，此种原因造成的空隙一般小于2cm。 6.2 二衬防脱空施工工艺 6.2.1 防脱空工艺流程 通过上述分析可知，影响二衬脱空的因素涉及施工的各个环节，需从开挖、初支、防水板铺设、模板、砼浇筑、砼振捣、养护等环节加以控制。工艺控制流程如图1。 6.2.2 严格控制光面爆破效果 (1) 将周边眼间距控制在50cm以内，围岩为薄层状时进一步缩小周边眼间距至45cm。 (2) 周边眼所用药卷直径为φ32mm时，采用间隔装药；所用药卷直径为φ2