襯砌

襯砌

襯砌指的是為防止圍岩變形或坍塌,沿隧道洞身周邊用鋼筋混凝土等材料修建的永久性支護結構。襯砌技術通常是套用於隧道工程、水利渠道中。襯砌簡單說來就是內襯,常見的就是用砌塊襯砌,可以是預應力高壓灌漿素混凝土襯砌。

基本信息

作用

二次襯砌和初期支護相對而言,指在隧道已經進行初期支護的條件下,用混凝土等材料修建的內層襯砌,以達到加固支護、最佳化路線防排水系統、美化外觀、方便設定通訊、照明、監測等設施的作用,以適應現代化高速道路隧道建設的要求。

塑膠防水板防水層的防水板鋪設應超前混凝土施工,超前距離宜為5至20m,並應設臨時擋板防止機械損傷和電火花灼傷防水板。二次襯砌混凝土施工時應符合下列規定:綁紮、焊接鋼筋時應釆取防刺穿、灼燒防水板措施;混凝土出料口和振搗棒不得直接接觸塑膠防水板。

分類

模築襯砌包括:磚石襯砌、片石混凝土襯砌、鋼筋混凝土、整體灌築的混凝土襯砌。

磚石或混凝土

它與就地灌築的整體混凝土襯砌比較,有在砌築後能立即承受圍岩壓力,並易於就地取材;但操作多半依靠手工,進度難於提高,且砌縫容易漏水,防水性能較差。各國早期及中國在50年代初期修築的隧道,均曾大量採用石料襯砌,已很少採用。

片石混凝土

只有在地質條件較好、圍岩壓力較小、砂子採集困難、運輸不便、又無適當定型石料可用的條件下,才考慮採用;但其勞動生產率低,進度較慢,一般不宜推薦。

鋼筋混凝土

只在地質條件複雜、圍岩壓力很大,並出現不對稱壓力或動荷載作用時套用;在八度及八度以上的地震區,隧道洞口也可採用。對有特殊設計要求,或跨度較大的地下建築物,宜採用鋼筋混凝土襯砌。在圍岩壓力較大、地質條件較差時,將用作支撐的鋼拱架作為骨架留存在混凝土襯砌中比較有利。

灌築混凝土

為模築襯砌中的一種主要施工方式,在鐵路隧道、道路隧道、水工隧洞及其他各類地下建築工程中均廣泛套用。這種模築襯砌便於機械化施工,其整體性和抗滲性均較好;在全斷面開挖時,有利於採用金屬模板台車灌築混凝土。缺點是工序多,施工進度慢,灌築混凝土後不能立即承受荷載,化學穩定性也較差。

施工

混凝土襯砌施工包括:準備工作、混凝土製備和運送、灌築作業、養護、拱圈背部回填和拆模等主要工序,必要時還需向襯砌背後壓漿。

準備工作

襯砌開始前,要進行測量,檢查開挖斷面是否符合設計要求,然後架設模板支架或拱架。拱架有鋼拱架、木拱架、鋼木混合拱架三種。鋼拱架運輸架設方便,能承受較大荷重(包括圍岩壓力、襯砌自重等),拱架下空間大,干擾少,工作方便,一般由工廠預製成套供應。對曲線斷面,可利用直線斷面拱架,外加梳形木予以調整。拱架架設在邊牆模板支架的立柱上,或直接支承在圍岩上,架設時要預留沉落量。為彌補測量時發生的誤差,以及灌築混凝土時拱腳內擠的影響,可將拱架的半徑適當放大,以保證隧道淨空。拱架的間距應根據襯砌地段的圍岩情況、拱圈跨度和襯砌厚度,並結合模板長度和厚度確定。拱圈和邊牆模板可用乾燥無變形的木板製作,但已多採用鋼模板。

混凝土製備

儘可能採用機械拌和,並應嚴格按照重量配合比供料,系統地檢查其坍落度。混凝土運距較短時,拌和可在洞外進行,用攪拌車送入;隧道較長時,攪拌機可設在洞內。

混凝土灌築

應分段進行,每段長度應根據地質條件、施工方法、襯砌類型和施工進度確定。拱圈混凝土灌築時,應從兩側拱腳開始向上分層對稱進行,須每層進行搗固。混凝土拱圈封頂有活封口和死封口兩種。活封口是在逐段從兩側對稱灌築混凝土到拱頂時的合攏封口,每次封口時可改為由縱向將混凝土送入剩下的槽口。死封口則僅在兩端相向灌築拱圈,當混凝土從四面圍攏時,最後在拱頂出現缺口,此時須採用特製的封口盒子,盛裝混凝土向上頂送把缺口灌滿。

在地質條件較差的隧道(或地段)中,灌築拱圈混凝土時,須根據支撐受力情況,逐步拆除阻礙灌築作業的支撐。必要時可將拱部受力的木立柱換成支頂在拱架上的混凝土短柱,以頂替受力。後者可灌在拱圈內。頂部無法取出的橫樑、縱梁等臨時支撐,可留在襯砌背後。混凝土襯砌須按規定時間進行養護。拱圈和邊牆背後的空隙必須及時用片石回填密實。當圍岩壓力較大時,一般須達到設計強度後,才能拆除拱架和模板。

襯砌背後壓漿

於已修築好襯砌的地質條件較差的成洞地段,向襯砌背後壓注水泥砂漿,能使襯砌與岩層結合密實,以防止圍岩進一步變形,並相應地加固襯砌和使其均勻受力;同時堵塞了回填層中的空隙和圍岩中的裂隙,能起良好的防水作用。壓漿作業宜在襯砌拆模後及時進行。

在全斷面開挖隧道灌築整體混凝土襯砌時,可實行綜合機械化,如採用全斷面的金屬模板台車、風動混凝土輸送器和混凝土泵,以及管道輸送灌築混凝土等。

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