談對隧道復合式襯砌施工質量控制

來源:發布時間:2008-12-19

  隧道復合式襯砌,作為隧道工程施工技術進步的一種新方法,正在被越來越多的采用,有逐步形成一種取代整體式襯砌的趨勢。由于它和整體式襯砌在設計計算理論上的不同,因而在工程造價等方面有著諸多優勢;從愉懷鐵路符合式襯砌施工來看,作為一種新的施工方法,有必要對其可能帶來的質量方面的負面影響進行探討,愿能起到拋磚引玉的作用。 
  一、隧道開挖
  從設計上來看,因受現階段地質探測方法的限制,不可能對圍巖地質情況了解的非常清楚,盡管在施工中,都對圍巖進行調查,但因施工是個連續性的活動,不可能在遇到圍巖變化時,立即停止工作而進行變更設計,這樣以來就會形成施工和設計變更過程的時間差。而在這個時間差里,開挖工作可能還是按原設計圍巖級別施工,尤其在軟弱圍巖段,隨時可能出現因圍巖變形較大,而發生坍塌事故。如果為防止坍塌,抓緊時間強行進行噴錨支護,在設計核定圍巖變差的情況下,因變更而增加的組合襯砌厚度也就會不夠,將帶來二次開挖和二次噴錨支護,損失將是不可避免的。
  二、初期支護
  對隧道開挖來講,因光面爆破作業效果不同,欠超挖現象肯定存在,欠挖可補挖,超挖極有可能按通常做法,出現鋼筋網后用碎石回填現象,一些人可能認為:反正二次模筑混凝土后,要進行壓漿,這部分也就密實了。其實不然,“壓而不密”的現象可以說是屢見不鮮,且如果復合式襯砌設計有防水板,壓漿將造成防水板的損壞,將降低或破壞防水板的功能。
  從施工的實際來看,存在的另一個問題就是“欠腳”。所謂“欠腳”,就是指在開挖中,人為的留下墻腳或墻腳、拱腳開挖不到位。墻腳開挖不到位現象在實際施工中較多,而因圍巖情況不好,初期支護后變形時間內,怕格柵位移或虛立而引起坍方,人為的留下部分圍巖或虛碴的現象,這樣就會形成初期支護不到位,開挖仰拱時如不徹底清除初期支護厚度內的圍巖或虛碴,勢必造成墻腳復合襯砌厚度不夠;而在分為上、下半斷面施工時,拱腳“欠腳”和噴護堆積清理不干凈,則直接造成墻腳復合襯砌厚度不夠,這點在規范上是不允許的。
  施工中的另一個問題就是鋼構件(鋼拱或格柵)和圍巖不密帖,造成“陰影區”,尤其對采用鋼拱架的隧道,此問題更為突出!
  三、施工監控量測
  施工監控量測是復合式襯砌施工的一項必須完成的工作環節,它作為調整和修改支護設計和確定二次襯砌施做時間的重要依據,有著非常重要的作用!
  從現場施工情況來看,施工單位對這個問題的重視程度,往往低于中線水平的控制,這也對隧道工程的耐久性構成威脅。
  四、防水板
  防水板的使用,在鐵路隧道中應用極為普遍。在鐵路工程防水中發揮了很好的作用。但也帶來了一些問題,隧道復合式襯砌中,防水板是夾在初期支護和二次模筑混凝土之間的,這也隔斷了這兩者之間的聯結,從而形成“三明治”式構造。復合式襯砌中,初期支護在規范上允許開裂,將使初期支護完全或不完全的泡在水中,這部分水壓力中部分將作用在二次模筑混凝土上,而這部分在設計中并未考慮!
  五、二次模筑混凝土
  復合式偏壓隧道,因覆蓋層厚度的不同,變形也不同。這樣,也勢必造成壓力大的一側二次模筑混凝土受力要大。盡管厚度滿足設計厚度,但仍顯得單薄。這點和計算模型又有不同,盡管已進行了施工監控量測,但我國現行規范中第9.4.5條規定:當圍巖變形較大、流變特性明顯時,及早施做仰拱和二次襯砌。這樣,也就造成了二次襯砌過早承力,現發現復合式襯砌開裂基本都是偏壓或過早承力(變形結果未達規定)形成的,而對圍巖變形時間長的隧道,則對結構安全構成威脅!
  綜上所述,筆者認為,對復合式襯砌的設計和施工,下列幾個問題應引起足夠的重視:
  1、加強開挖過程的圍巖調查,設計單位及時變更,施工單位必須按變更設計施工。
  2、精心施做光面爆破,減少超挖,超挖部分在一定范圍內應采用噴護回填。
  3、復合式襯砌的注漿,應分初期支護壓漿和二次襯砌壓漿,二次襯砌壓漿采用預埋管的方式,以免損壞防水板。
  4、避免“欠腳”,根據圍巖情況增加鎖腳錨桿數量。
  5、盡量采用格柵拱架,避免出現“陰影區”。
  6、從工程設計施工發包的各個環節,重視施工監控量測,并將變形情況及時通知設計單位,改變復合式襯砌按整體式襯砌施工的習慣。

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