復合式襯砌施工技術(shù)中高速公路隧道應用

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摘要：復合式襯砌施工技術(shù)是高速公路隧道施工中常見的襯砌方式，主要分為內(nèi)外兩側(cè)隧道襯砌，該襯砌方法能夠釋放變形能，改善外層支護受力條件，有效防止圍巖變形或坍塌。本文對此展開探究，首先簡要介紹了復合式襯砌施工技術(shù)特征，隨后詳細說明了施工工序，最后提出了相關(guān)注意事項，以期為復合式襯砌施工的開展提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：高速公路隧道；復合式襯砌；防水隔離層

高速公路施工建設(shè)中經(jīng)常會遇到特殊的地質(zhì)環(huán)境，必須穿越山體或巨大的巖層，由此涉及到隧道工程，在隧道工程施工中應結(jié)合實際情況應用不同類型的襯砌技術(shù)。襯砌指的是為防止圍巖變形或坍塌，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(jié)構(gòu)。較為常見的襯砌技術(shù)有整體式襯砌、噴錨襯砌、復合式襯砌等。二次襯砌是在初期支護的條件下，利用混凝土等材料構(gòu)建的內(nèi)層襯砌，能夠?qū)崿F(xiàn)對支護的加固，并優(yōu)化排水系統(tǒng)，方便設(shè)置通訊、照明、監(jiān)測等設(shè)施，順應了高速公路隧道工程的現(xiàn)代化建設(shè)理念。

1復合式襯砌施工技術(shù)概述

復合式襯砌施工技術(shù)分為隧道內(nèi)外兩層工程，是內(nèi)外兩層先后施工的隧道襯砌技術(shù)。開挖坑道后，首先構(gòu)建外層支護，一般為柔性噴錨支護，也就是初期支護，要求與圍巖緊密貼連，能夠允許圍巖發(fā)生一定程度的變形，但不會帶來過度的壓力而導致嚴重變形。等圍巖小幅度變形并逐漸保持穩(wěn)定后，再進行內(nèi)層襯砌的構(gòu)建，也就是模筑二次支護。通常在內(nèi)外兩層襯砌之間，根據(jù)實際需求設(shè)置相應的防水隔離層，或?qū)?nèi)層襯砌澆筑防水混凝土。所謂的復合式，也就是內(nèi)外層不同襯砌形式的搭配，常見的有這幾種：噴錨支護與混凝土復合襯砌、噴錨支護與噴射混凝土復合襯砌、可縮式鋼拱噴射混凝土支護與模筑、噴射混凝土復合襯砌、裝配式襯砌與模筑混凝土復合襯砌等。最常用的就是外層噴錨支護或輕型管片，內(nèi)層整體式模筑混凝土的復合形式。對于復合式襯砌中間的防水層，一般可以用乳化瀝青等防水材料進行噴涂，也可采用軟聚氯乙烯薄膜、聚異丁烯片、聚乙烯片等防水卷材固定于支護結(jié)構(gòu)上。采用復合式襯砌方法施工時，最重要的一個部分是噴涂或粘貼防水層，防水隔離層的設(shè)置要求必須與初期支護緊密貼連，在防水層施工前，應對初期支護的表面進行預處理，保持最基本的平整順滑，確保不會出現(xiàn)較大滲水[1]。

2設(shè)計要求與施工工序

2.1設(shè)計要求

復合式襯砌的形式受到隧道圍巖類型的影響，因此，隧道周圍地質(zhì)條件也應納入到襯砌尺寸的設(shè)計考量因素中，二次襯砌的形式與尺寸應當根據(jù)初期支護的實際受力情況來設(shè)計，要求二次支護應滿足以下要求：①復合式襯砌厚度要求控制在30~45cm，在高速公路隧道中二次成型斷面上采用單心圓形斷面，而不使用傳統(tǒng)馬蹄形斷面。對于一些特殊地段應當結(jié)合考慮多方面的因素，比如對涌水段含水量情況的分析，應合理調(diào)整襯砌的厚度，如果圍巖壓力超過襯砌承載力，則采用鋼筋混凝土。②對于強度設(shè)計，應合理控制混凝土配合比，確保材料強度達到最優(yōu)值。③對于受力狀態(tài)，應注重對防水隔離層的設(shè)計與建設(shè)，要求具體依照初期支護的受力情況進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，通常采用防水板與土工布的組合模式進行防水隔離層的設(shè)計，必須考慮地下水的靜水壓力因素，確保圍巖變化情況基本穩(wěn)定，才能進行防水隔離層的設(shè)置。

2.2施工工序

復合式襯砌施工主要流程為：初期支護施工后的巖面檢驗→防水隔離層的設(shè)置→測量放樣以及臺車定位→灌注→養(yǎng)護→脫模。復合式砌筑施工中，二次支護的效益依賴于圍巖的穩(wěn)定性，初期支護能夠接受圍巖一定程度的變形，之后必須等到圍巖趨于穩(wěn)定后才能夠繼續(xù)進行二次支護的施工，也就是說二次支護施工的時間直接決定其成效，而對于二次支護施工時間的確定，需要觀察圍巖的穩(wěn)定時刻，當初期支護表面不再出現(xiàn)裂縫時，則可以判斷圍巖變化基本趨于穩(wěn)定。（1）初期支護驗收：初期支護的驗收對于后期襯砌施工具有重要意義，要求施工結(jié)束后其巖面趨于穩(wěn)定，速率顯著降低，且要求水平位移速率＜0.15mm/d，確保其表面不會再出現(xiàn)裂縫。此外，應對斷面實施測量，要求嚴格控制襯砌厚度，對于沒有滿足設(shè)計要求的部分要進行返修處理，及時鑿除，確保二次襯砌的順利進行。應對混凝土表面不平部位進行找平，切除外露多余的鋼筋網(wǎng)，利用水泥砂漿進行抹平處理，確保表面的平滑。（2）設(shè)置防水隔離層：隧道開挖與掘進施工后經(jīng)常會出現(xiàn)滲水現(xiàn)象，有的還會存在較多的地下水，給周邊圍巖的穩(wěn)定帶來較大的安全隱患，所以必須設(shè)置相應的防水層。采用土工布與塑料防水板結(jié)合的形式，將土工布與初期支護面緊貼，附著巖面，并起到過濾作用，再將防水板緊貼土工布，阻斷滲水與地下水的侵入。設(shè)置防水層時要注意幾點：材料必須符合設(shè)計要求與質(zhì)量要求，不能夠存在破損、斷裂、變形或穿孔等缺陷；施工組織必須科學合理，保證施工機械設(shè)備的完好；土工布鋪設(shè)的同時應當做好排水措施；塑料防水板應從拱部向邊墻進行鋪設(shè)，并形成封閉式結(jié)構(gòu)，調(diào)整預留長度，控制縱向搭接寬度＞10cm；要求防水板與土工布必須密切結(jié)合，鉚釘之間的層面不能夠緊繃；做好防水層質(zhì)量檢驗，并做好相關(guān)檢測記錄。（3）臺車就位與測量放線：襯砌臺車多采用大模板臺車，測量放樣模板位置，根據(jù)設(shè)計要求定位放線，按照放大5cm凈空，確保拆模后符合設(shè)計要求。立模后應檢查灌注的二襯厚度，必須滿足設(shè)計要求，在板面涂上脫模劑，對于沒有滿足要求的進行拆模，并重新拆除厚度不均處的防水層，在設(shè)置防水層前應確保沒有欠挖現(xiàn)象。（4）灌注：當襯砌厚度達到要求后，準備拌和混凝土，要求材料標號與配合比都滿足施工要求，對不同沙粒的半徑與水泥用量應當有不同的要求。在試驗前應完成施工配合比設(shè)計，依據(jù)是強度能夠達到要求，比如灰砂比控制在1：2.8。根據(jù)實際需求適當添加外加劑，如減水劑等，保證二襯強度與關(guān)注順暢度?？刹捎么笕萘康墓捃?，混凝土混合料應同時加入攪拌機，提高振搗密實度。灌注結(jié)束后進行養(yǎng)護與脫模，要求至少養(yǎng)護8~16h，當混凝土強度達到2.5MPa時即可脫模。

3施工注意事項

施工過程中，應注意適當添加減水劑與膨脹劑，減少二次襯砌開裂，或直接采用膨脹水泥，防止混凝土收縮或水泥水化，防止受力超出強度極限而出現(xiàn)裂縫。同時，注意改進混凝土的灌注工藝，不斷提高施工水平，尤其是加強振搗與養(yǎng)護，確保后期施工全面達到質(zhì)量要求，避免出現(xiàn)麻煩的返工現(xiàn)象。注意在混凝土施工中，可適當減緩灌注速率，采用對稱分層灌注的方式，等邊墻襯砌下沉穩(wěn)定后再灌注拱部。注意對已出現(xiàn)的裂縫要科學處理，采用合適的材料進行鉗縫，比如丙烯酸、水泥漿、環(huán)氧樹脂等材料[2]。

4結(jié)束語

綜上所述，近幾年復合式襯砌施工技術(shù)已被廣泛應用于高速公路隧道工程建設(shè)中，通過對該技術(shù)的詳細解析，能夠掌握復合式襯砌技術(shù)的施工要點與注意事項，充分發(fā)揮該技術(shù)的優(yōu)勢，提高隧道工程建設(shè)質(zhì)量，并不斷優(yōu)化與完善復合式襯砌技術(shù)，便于在未來的隧道工程建設(shè)發(fā)展中得到更好的應用。

參考文獻

[1]白浩亮.淺談復合式襯砌施工技術(shù)在公路隧道中的應用[J].華東公路，2017（01）：62~63.

[2]肖明清.防水型復合式襯砌隧道的設(shè)計要點[J].鐵道工程學報，2008（08）：54~57.

作者:吳海軍 單位:江西省路橋工程集團有限公司