浅析小断面引水隧道二衬施工技术

浅析小断面引水隧道二衬施工技术

陈伟雄

杭州强隧劳务派遣有限公司浙江杭州310030

摘要:本文针对浙江省青田县城引水延伸改建工程Ⅱ标段隧道工程施工断面小、长度长、防水要求高、工期要求紧的特点,采用合理的二衬施工方法,高质、高效、快速完成了8.4km的二衬施工任务。可为后续小断面隧道二衬施工提供借鉴和参考。

关键词:隧道工程;小断面;防水等级;快速施工

一、工程概况

青田县城引水延伸改建工程II标段分为隧道工程和管线工程,其中隧道工程分为4个隧道。总长8460.722米。1#隧洞长3387.816米、2#隧洞长2970.019米、3#隧洞长191.146米,4#隧洞长1911.741米;隧洞净断面2.5×2.5米(净宽×净高),详见衬砌断面图。

图1V、IV、Ⅲ级围岩衬砌断面图

二、施工工艺及施工方法

1初支表面渗水处理

隧道开挖后根据围岩渗漏水情况确定初期支护防水层的施作。对于局部股水的情况,用φ80硬塑料管接住排入隧道排水沟。硬塑料管管口周围用快凝水泥砂浆封堵,再按照设计要求喷上喷射混凝土。

首先安排工人用手锤、钎子将流水和滴水明显的出水点进行修凿,将出水孔打开孔,孔口稍大,成漏斗形,向内凿进去约10cm深,孔口岩面平整。再将φ50PVC管插入到孔内,孔口采用速凝砂浆或堵水剂封口,将水全部堵入管内。后用射钉枪钉钉子,安放固定φ50PVC管,钉钉子时靠管子进行,一侧一钉,用扎丝采用“U”形固定PVC管,“U”形卡间距适当,要保证管子密贴岩面,局部地方可以采用初喷砼找平。PVC管要采用专用的连接接头接到隧道边墙处,与二次衬砌的排水系统相连。最后进行喷射砼施工,喷砼时注意将风力调节到适中,正对管子进行,最初慢慢喷砼至到砼将管子埋上,再开大风力进行大量喷砼,总之要保证管子喷完砼后仍密贴岩面。当第一层砼施工完后,检查砼表面是否仍有出水,若有则必须按上述要求施作第二层排水系统。

2、洞身混凝土浇筑

2.1施工顺序

材料及机械设备准备工作、施工前技术工作准备→检查防水板→钢筋制安→测量定位→台车就位→止水带、堵头板安装→混凝土拌制、运输→泵送入模→养护→脱模→继续养护。

2.2施工准备

2.2.1施工技术准备

衬砌施工前结合该隧道特点与现场实际情况编制砼浇注、钢筋工程等关键工序及特殊过程作业指导书,做好施工现场技术交底工作,施工放样的准备工作,对隧道中心、标高进行放样与复测。

2.2.2施工人员、设备及材料准备

组织有施工经验的施工人员,成立衬砌作业班组;施工机具、模板台车等到位后必须经过检查,模板台车采用12m长规格。模板台车须按集团公司客运专线模板台车制做过程控制程序进行,并经验收合格后方可投入使用。衬砌所用砂石料、水泥、外加剂等应做好原材料检验。

2.2.3施工现场检查清理

做好防水层的施工,对墙脚虚渣及积水进行清理干净。

2.3钢筋制作安装

钢筋制安采用自制6m长工作台架进行,钢筋在洞外加工下料并弯制成形,汽车运至洞内人工制安超前拱墙衬砌1~2个循环,具体要求如下:

2.3.1钢筋加工必须按照技术部门所放大样及下料图加工,加工前钢筋应除锈、调直;

2.3.2钢筋的弯制和末端的弯钩应符合设计要求和规范要求:所有受拉光面圆筋(即Ⅰ级钢),设计未作规定时,应作180°的半圆弯钩,弯钩的内径不得小于3.5d(d为钢筋直径,下同),平直段不小于3d;受拉Ⅱ级钢筋要求弯转135°时,弯曲直径不小于4d,平直段长不小于5d。

2.3.3中间弯制时,圆弧处的圆弧内半径应大于15d;

2.3.4用Ⅰ级钢筋制作的钢箍,其末端应做弯钩,弯钩的弯曲半径应大于受力主钢筋直径,且不小于箍筋直径的2.5倍。弯钩平直部分长度一般结构不宜小于箍筋直径的5倍,有抗震要求的结构,不应小于箍筋直径的10倍。

2.3.5钢筋接头

搭接电焊时,接头双面焊接的长度不应小于5d,单面焊缝的长度不应小于10d;电焊接的绑扎接头与钢筋弯曲处的距离不应小于10倍钢筋直径,也不宜位于构件的最大弯矩处;钢筋接头采用搭接或帮条电焊时,应尽量做成双面焊缝。

2.4混凝土施工

2.4.1砼生产及运输

混凝土统一集中拌和,由8-10m3砼输送罐车运输隧洞洞口,通过2-3m3小型改装砼运输罐车转运至施工作业面。

2.4.2砼入模:砼由泵送入模,采用BT30泵泵送入模,两侧交替浇筑,且两侧砼浇筑面高差不得大于0.7m,以免侧压引起台车移位。二衬台车采用全液压自行式台车。

2.4.3砼振捣:在模板台车上开工作窗,内侧面安设附着式振捣器,浇注过程中利用插入式振捣器和附着振捣器及输送泵压力使砼密实。

2.4.4砼脱模:当砼强度达到8MPa时即可脱模,脱模时间由工地实验室确定。受较小围岩压力的拱墙,砼强度须达到设计强度的70%,受围岩压力较大的拱墙,砼强度必须达到设计强度的100%方可脱模。

2.4.5砼养护:脱模后砼表面采用洒水养护,养护期≥14天。

2.5隧道二次衬砌施工主要技术措施

2.5.1为控制台车下沉量以及文明施工需要,底板和边墙基础应超前二次衬砌60-80m左右(七个循环左右)、结构防排水一般超前二个循环以上。

2.5.3隧道衬砌前必须对中线、标高、断面尺寸和净空大小进行检查,满足设计要求。

2.5.4浇注砼前,必须将基底石碴、污物和基坑内积水排除干净。

2.5.5灌注前认真做好隐蔽检查,监理工程师批准后再实施。

2.5.6衬砌模板台车和工作平台的净空要满足机械通行尺寸,模板台车制做精度满足市政工程模板台车制做要求。

2.5.7二次衬砌前,将防水层表面的粉尘清除干净,并洒水润湿。

2.5.8灌注砼时严格按规范和操作细则施工,特别是封顶砼,从内模向外端模方向灌注,以利空气排除,保证拱顶部位砼灌注密实。

2.5.9当洞内围岩有明显的软硬变化处,可能引起衬砌沉落变形,以及图纸要求处,均需设置沉降缝。沉降缝的设置位置,应使拱圈、边墙和仰拱在同一里程。

2.5.10隧道边墙内的洞室,在浇筑边墙混凝土前,布设钢筋及预埋件及安设好洞室模板后,同边墙砼一次浇筑完成。

2.5.11隧道内各种预埋管件按图纸所示的位置准确设置,在施工前检查其名称、规格,在确认无误后使用,避免发生错乱。

2.6拱顶砼密实度解决方案

2.6.1在进行拱部衬砌施工时,拱部外端堵头模板随灌随增,灌注砼严格按规范操作,砼灌注从内向外堵头模方向灌注,以利排除空气,保证拱顶灌注密实。

2.6.2设计采用拱顶采用纵向Φ50mm预埋注浆管回填注浆,注浆管一端与预设的Φ20镀锌钢管注浆口连接,为规范注浆施工工艺,在砼灌注后尚未拆模时,压注M10水泥砂浆进行回填注浆,注浆压力须满足设计要求。

三、施工质量安全控制措施

1、隧道衬砌防水等级应达到现行国家标准《地下工程防水技术规范》规定的一级防水标准,衬砌表面无湿渍。

2、隧道工程使用的防水材料应有产品合格证书和性能检测报告,不合格的产品不得在工程中使用。

3、隧道防水应充分利用混凝土衬砌结构的自防水能力,衬砌混凝土抗渗等级不得低于P10。

4、隧道衬砌背后采用防水板防水时,应对铺设防水板的基面进行检查,基面外露的锚杆头、钢筋头等尖硬物应割除,凹凸不平处应补喷、抹平;局部渗水处需先进行处理。

5、止水带的宽度和厚度应符合设计要求,厚度不得有负偏差。止水带的表面不得有开裂、缺胶和海绵状等影响使用的缺陷。

6、止水带接头连接应采用热焊,不得叠接,接缝平整、牢固,不得有裂口和脱胶现象。止水带安装位置符合设计要求,中心线位置应和施工缝中心重合,止水带固定牢固、平直,不得有扭曲现象。

7、施工缝防水板效果应良好,无渗水。

8、变形缝材料嵌填施工时缝内两侧应平整、清洁、无渗水,涂刷的基层处理剂符合设计要求,嵌填密实,与两侧粘结牢固。

9、防水板必须进行双焊焊接,焊接牢固,不得有渗漏,每一单缝的宽度不应小于15mm。

10、铺设防水板时应留有一定的余量,挂吊点设置的数量应合理。环向铺设时先拱后墙,下部防水板应压住上部防水板。

11、铺设防水板的基层应平整、无尖锐物体。基层平整度符合D/L≤1/10的规定。

12、防水板焊缝无漏焊、假焊、焊焦、焊穿等现象;防水板铺设完毕后应对其表面进行全面的检查,发现破损部位及时进行补焊,补丁应剪成圆角,不得有三角形或四边形等尖角存在,补丁边缘距破损边缘的距离不得小于7cm,补丁应满焊。

13、防水板的搭接宽度不应小于15cm,允许偏差为-10mm。

14、防水板搭接缝与施工缝错开距离不应小于50cm,允许偏差为-5cm。

15、衬砌背后设置的排水盲管应结合衬砌一次施工,施工中应防止混凝土或压浆浆液浸入盲管堵塞。

结束语:青田引水隧道施工过程严格执行修正后的初支表面渗水处理方案、洞身混凝土浇筑方案、安全质量环保控制措施等,顺利快速的完成了隧道二衬作业,保证了施工工期,且衬砌效果非常好,一次性通过建设单位组织的竣工验收,得到了上级单位的一致好评,取得了良好的社会效益、经济效益,为后续的小断面隧道二衬施工提供了借鉴。

参考文献:

[1]潘树林,闫胜.涪陵隧道防排水与衬砌施工技术研究[J].铁道标准设计,2003(4).

[2]王新国;陈高鹏;针梁式钢模台车在小断面、长距离隧道施工中的应用;浙江水利科技;2006年6期

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