二次衬砌施工方法及预防二次衬砌开裂

二次衬砌施施工方法及及预防二次次衬砌开裂裂主讲：王永永东概述1二次衬砌施工方法2施工缝及空隙的处理3减少及预防二次衬砌开裂4二次现浇混混凝土衬砌砌施工在公路隧道道及地下工工程中常用用的支护衬衬砌形式主主要有：整整式衬砌、、复合式衬衬砌及锚喷喷支护。整整体式衬砌砌即为永久久性的隧道道模筑混凝凝土衬砌（（常用于传传统的矿山山法施工））；复合式式衬砌是由由初期支护护和二次支支护所组成成，初期支支护是帮助助围岩达成成施工期间间的初步稳稳定，二次次支护则是是提供安全全储备或承承受后期围围岩压力。。锚喷衬砌砌的设计基基本上同复复合式衬砌砌中的初期期支护的设设计，只是是应增加一一定的安全全储备量。。

一.概述常用的支护护衬砌形式式1整式衬砌（（传统矿山法法）2复合式衬砌砌（新奥法）3锚喷衬砌按照现代支支护理论和和新奥法施施工原则，，作为安全全储备的二二次支护是是在围岩或或围岩加初初期支护稳稳定后及时时施作的，，此时隧道道已成型，，因此二次次支护多采采用顺作法法，即由下下向上，先先墙后拱顺顺序连续灌灌溉。在隧隧道纵向需需要分段支支护，分段段长度为9m~12m。二.二次衬砌施工方法二次衬砌多多采用模筑筑混凝土隧道泵送模注注衬砌施工工工艺框图中心水平测量矮边墙基顶修凿衬砌台车轨道辅设脱模松开各丝杆千斤顶用千斤顶将过模脱开用液压千斤顶将过拱模脱开松开轨道卡台车就位紧固下部中间支孔千斤顶紧固轨道卡行走定位水平定位立模用液压千斤顶高速拱部标高拱部中心线定位立模用液压千斤顶高速拱部中线边墙模板预定位拱墙模板固定成型用边墙液村千斤顶高速边墙净空紧固各丝杆千斤顶涂脱模剂灌注混凝土泵送砼经前后灌注口入模分层灌注脱模养生混凝土输送管从拱顶中间灌注口入模前后两端挤压施工准备定位立模灌注砼二次衬砌现场场作业二次支护多采采用模筑混凝凝土作为内衬衬衬砌二次衬砌混凝凝土施工除应应遵守《公路隧道施工工技术》（JTJ042-94）有关规定外外，尚应符合合下列要求：：（1）混凝土混混合料必须同同时输入搅拌拌机；（2）采用混凝土土拌和楼、搅搅拌车及泵车车送混凝土时时，要求搅拌拌在输送混凝凝土时不得停停拌，自进入入拌和机至卸卸出的时间，，不得超过混混凝土初凝时时间的一半；；（3）初期支护基基本稳定后，，应及时修筑筑二次衬砌，，当混凝土强强度达到2.5Mpa时即可脱模。。二次衬砌混凝凝土施工主要要技术要求10二次衬砌施作作时间确定二次衬砌的施施作时间，，，应在围岩和和锚喷支护变变形基本稳定定后进行。主主要条件是：：（1）位移速率有有明显减缓的的趋势；（2）拱脚附近水水平收敛小于于每天0.2mm；（3）已产生的位位移占总位移移量的80%以上。其位移与位移移速率是以采采用机械式收收敛计实测数数据为依据的的。水平位移移与拱顶下沉沉速度，以安安全考虑，是是指至少7d的平均值，总总位移值可由由回归分析计计算求得。11自稳性很差的的围岩，可能能在较长的时时间达不到上上述基本稳定定的条件，喷喷混凝土将会会出现大量明明显裂缝，而而支护能力难难以加强，此此时则应及早早施作仰拱，，以改变围岩岩变形条件。。若围岩仍不不能稳定，应应提前施作二二次衬砌，以以提供支护抗抗力，避免初初期支护坍垮垮。如二次衬砌仅仅作为保护防防水层的不承承重结构，其其厚度小、自自重轻，无论论单、双车道道隧道，当混混凝土强度达达到2.5Mpa时，即可拆模模。典型的位移时时态曲线泵送混凝土施施工技术要求求1、泵送混凝土土坍落度（1）振动时通常常为8cm~12cm；（2）不振捣时通通常为15cm~21cm。2、最小水泥用用量管径分别为100mm、125mm和150mm时，其最小水水泥用量分别别为280kg/m3、290kg/m3及300kg/m3。3、石子粒径管径分别为100mm、125mm和150mm时，其石子粒粒径分别为小小于或等于20mm、25mm和40mm。4、泵送物含气气量应为5%左右为宜二次衬砌完工工隧道工程二次次衬砌背面的的防水混凝土土施工缝与伸伸缩缝、沉降降缝一样，对对隧道漏水有有重要影响，，所以均必需需注意处理。。防水混凝土土的施工缝须须作防排水处处理，一般可可采用塑料止止水带或橡胶胶止水带，基基本无水地段段可采用企口口式或台阶式式施工缝。止止水带品种较较多，可经技技术经济比较较后选用。如如设置止水带带后仍有渗漏漏水时，则需需进行堵漏或或设置排水暗暗槽进行处理理。三.施工缝及空隙的处理二次衬砌出现现渗水橡胶止水带技技术性能指标标要求①硬度60~65邵氏度；②抗拉强度度17.65~19.61Mpa；③伸长率450%以上；④老化系数数0.85以上；⑤耐寒性-45°。止水带施工安安设工艺止水带的安设设工艺，应视视现场施工机机具而定。当当采用模板台台车与泵送混混凝土时，宜宜采用如下的的止水带安设设工艺：（1）沿设计衬砌砌轴线，每隔隔不大于0.5m钻一直径为Φ12mm的钢筋孔；（2）将制成的钢钢筋卡，由待待灌混凝土侧侧向穿入，内内侧卡紧止水水带之半，另另一半止水带带平靠在挡头头板上（见图图3-6所示）；（3）待混凝土凝凝固后拆除挡挡头板，将止止水带靠钢筋筋拉直、拉平平，然后弯钢钢筋卡套上止止水带（见下图所示示）。下环止水带定定位初期支护与二二次衬砌间空空隙处理初期支护内轮轮廓与二次衬衬砌外轮廓间间应紧密结合合。由于超挖挖、坍塌等和和原因造成两两者之间可能能有空隙时，，可采用以下下几种办法处处理，以增强强初期支护与与二次衬砌之之间的粘结。。处理方法当空隙不超过过允许超挖量量时，或由于于初期支护施施工后洞体净净空收敛未达达到设计预留留变形量时，，应根据实际际轮廓选择增增大加宽值，，或以同级混混凝土回填密密实。当超挖较大，，用上述方法法不能满足初初期支护与二二次衬砌间密密贴的要求时时，拱脚及墙墙基以上1m范围内采用同同级混凝土回回填密实，其其余部分可根根据空隙大小小分别选用同同级混凝土、、浆砌片石或或贫混凝土回回填。当为较大空隙隙或坍塌处，，应加强初期期支护，使其其充分稳定后后方可进行二二次衬砌。此此时，较大的的空隙或坍塌塌处所不宜采采用一般填料料，以避免二二次衬砌的局局部承载过大大，而应增设设锚杆钢筋网网喷混凝土等等措施，以加加强初期支护护与二次衬砌砌间的支撑接接触。采用贫贫混凝凝土回回填采用钢钢支架架，钢钢支撑撑等用同级级混凝凝土回回填密实实增设锚锚杆钢钢筋网网喷混混凝土土等措措施四.减少及预防二次衬砌开裂防止和和减少少二次次衬砌砌开裂裂主要要措施施（1）混凝凝土加加减水水剂、、膨胀胀剂或或用膨膨胀水水泥由于混混凝土土收缩缩和水水泥水水化发发热，，使混混凝土土灌注注后温温度上上升，，经3d~5d后温度度下降降等原原因，，使衬衬砌受受拉超超过混混凝土土极限限强度度后而而出现现裂缝缝。在在混凝凝土中中加减减水剂剂、膨膨胀剂剂，可可以减减少单单位水水泥和和水的的用量量，因因膨胀胀混凝凝土压压密实实，从从而减减少混混凝土土的收收缩应应变等等。（2）初期期支护护与二二次衬衬砌间间，设设置隔隔离层层或低低标号号砂浆浆后，，减少少对二二次衬衬砌的的约束束。设设置防防水隔隔离层层，可可以使使衬砌砌支护护与二二次衬衬砌之之间不不传递递切向向力，，因此此对防防止二二次衬衬砌开开裂有有很大大作用用。但但在辅辅设防防水隔隔离层层之前前，应应用喷喷射混混凝土土或水水泥沙沙浆将将初期期支护护表面面大致致整平平，以以改善善二次次衬砌砌的条条件。。但是是防水水隔离离造价价较贵贵，应应作经经济技技术比比较。。（3）改进进混凝凝土的的灌筑筑工艺艺和提提高其其施工工技术术水平平，并并加强强混凝凝土震震捣和和养护护，精精心施施工，，以提提高混混凝土土衬砌砌的施施工质质量。。（4）可在在易开开裂部部位加加设少少量钢钢筋，，使混混凝土土裂缝缝分散散而裂裂缝宽宽度不不超过过允许许值。。（5）在改改进混混凝土土施工工工艺艺同时时，可可放慢慢灌注注速度度，并并在两两侧边边墙对对称分分层灌灌注混混凝土土，到到拱脚脚处停停止1h左右，，待边边墙混混凝土土衬砌砌下沉沉稳定定后，，再灌灌注拱拱部混混凝土土衬砌砌。一一次模模筑混混凝土土衬砌砌环节节不宜宜过长长，以以免混混凝土土硬化化收缩缩使衬衬砌产产生裂裂缝（（模板板台车车一般般长度度为6m~12m）。当当混凝凝土灌灌注速速度过过快，，沉降降不均均匀易易产生生裂缝缝，拱拱脚附附近裂裂缝更更多。。（6）在衬衬砌内内或易易开裂裂部位位，布布置少少量钢钢筋，，可减减少裂裂缝的的产生生，并并使裂裂缝分分布较较均匀匀而裂裂缝宽宽度不不超过过允许许值等等。二次次衬衬砌砌开开裂裂隧道道端端墙墙裂裂缝缝隧道道衬衬砌砌剥剥离离（（内内有有黄黄泥泥））隧道道衬衬砌砌的的轴轴向向裂裂缝缝偏压压引引起起的的局局部部裂裂缝缝拱和和边边墙墙有有施施工工缝缝时时，，容容易易产产生生错错台台隧道道衬衬砌砌裂裂缝缝分分类类拱部部与与墙墙部部裂裂缝缝二次次衬衬砌砌有有害害裂裂缝缝处处理理方方法法隧道道二二次次衬衬砌砌结结构构漏漏水水或或影影响响使使用用的的裂裂缝缝应应用用