二次衬砌施工方法及预防二次衬砌开裂

二次衬砌施工方法及预防二次衬砌开裂主讲：王永东概述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4二次现浇混凝土衬砌施工

在公路隧道及地下工程中常用的支护衬砌形式主要有：整式衬砌、复合式衬砌及锚喷支护。整体式衬砌即为永久性的隧道模筑混凝土衬砌（常用于传统的矿山法施工）；复合式衬砌是由初期支护和二次支护所组成，初期支护是帮助围岩达成施工期间的初步稳定，二次支护则是提供安全储备或承受后期围岩压力。锚喷衬砌的设计基本上同复合式衬砌中的初期支护的设计，只是应增加一定的安全储备量。

一.概述常用的支护衬砌形式1整式衬砌（传统矿山法）2复合式衬砌（新奥法）3锚喷衬砌

按照现代支护理论和新奥法施工原则，作为安全储备的二次支护是在围岩或围岩加初期支护稳定后及时施作的，此时隧道已成型，因此二次支护多采用顺作法，即由下向上，先墙后拱顺序连续灌溉。在隧道纵向需要分段支护，分段长度为9m~12m。二.二次衬砌施工方法

二次衬砌多采用模筑混凝土作为层衬砌结构。由于时间因素影响很多，二次衬砌和仰拱的施作，直接关系到衬砌结构的安全。过早施作会使二次衬砌承受较大的围岩压力，拖后施作会不利于初期支护的稳定。因此，在施工中通过监控量测掌握围岩与支护结构的变化规律，及时调整支护与衬砌设计参数，并确定二次衬砌和仰拱的施作时间，使衬砌结构安全可靠。隧道泵送模注衬砌施工工艺框图

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作业

二次支护多采用模筑混凝土作为内衬衬砌二次衬砌混凝土施工除应遵守《公路隧道施工技术》（JTJ042-94）有关规定外，尚应符合下列要求：（1）混凝土混合料必须同时输入搅拌机；（2）采用混凝土拌和楼、搅拌车及泵车送混凝土时，要求搅拌在输送混凝土时不得停拌，自进入拌和机至卸出的时间，不得超过混凝土初凝时间的一半；（3）初期支护基本稳定后，应及时修筑二次衬砌，当混凝土强度达到2.5Mpa时即可脱模。二次衬砌混凝土施工主要技术要求10二次衬砌施作时间确定

二次衬砌的施作时间，，应在围岩和锚喷支护变形基本稳定后进行。主要条件是：（1）位移速率有明显减缓的趋势；（2）拱脚附近水平收敛小于每天0.2mm；（3）已产生的位移占总位移量的80%以上。其位移与位移速率是以采用机械式收敛计实测数据为依据的。水平位移与拱顶下沉速度，以安全考虑，是指至少7d的平均值，总位移值可由回归分析计算求得。11自稳性很差的围岩岩，可能在较长的的时间达不到上述述基本稳定的条件件，喷混凝土将会会出现大量明显裂裂缝，而支护能力力难以加强，此时时则应及早施作仰仰拱，以改变围岩岩变形条件。若围围岩仍不能稳定，，应提前施作二次次衬砌，以提供支支护抗力，避免初初期支护坍垮。如二次衬砌仅作为为保护防水层的不不承重结构，其厚厚度小、自重轻，，无论单、双车道道隧道，当混凝土土强度达到2.5Mpa时，即可拆模。典型的位移时态曲曲线泵送混凝土施工技技术要求1、泵送混凝土坍落落度（1）振动时通常为8cm~12cm；（2）不振捣时通常为为15cm~21cm。2、最小水泥用量管径分别为100mm、125mm和150mm时，其最小水泥用用量分别为280kg/m3、290kg/m3及300kg/m3。3、石子粒径管径分别为100mm、125mm和150mm时，其石子粒径分分别为小于或等于于20mm、25mm和40mm。4、泵送物含气量应应为5%左右为宜二次衬砌完工隧道工程二次衬砌砌背面的防水混凝凝土施工缝与伸缩缩缝、沉降缝一样样，对隧道漏水有有重要影响，所以以均必需注意处理理。防水混凝土的的施工缝须作防排排水处理，一般可可采用塑料止水带带或橡胶止水带，，基本无水地段可可采用企口式或台台阶式施工缝。止止水带品种较多，，可经技术经济比比较后选用。如设设置止水带后仍有有渗漏水时，则需需进行堵漏或设置置排水暗槽进行处处理。三.施工缝及空隙的处理二次衬砌出现渗水水橡胶止水带技术性性能指标要求①硬度60~65邵氏度；②抗拉强度17.65~19.61Mpa；③伸长率450%以上；④老化系数0.85以上；⑤耐寒性-45°。止水带施工安设工工艺止水带的安设工艺艺，应视现场施工工机具而定。当采采用模板台车与泵泵送混凝土时，宜宜采用如下的止水水带安设工艺：（1）沿设计衬砌轴线线，每隔不大于0.5m钻一直径为Φ12mm的钢筋孔；（2）将制成的钢筋卡卡，由待灌混凝土土侧向穿入，内侧侧卡紧止水带之半半，另一半止水带带平靠在挡头板上上（见图3-6所示）；（3）待混凝土凝固后后拆除挡头板，将将止水带靠钢筋拉拉直、拉平，然后后弯钢筋卡套上止止水带（见下图所示）。。下环止水带定位初期支护与二次衬衬砌间空隙处理初期支护内轮廓与与二次衬砌外轮廓廓间应紧密结合。。由于超挖、坍塌塌等和原因造成两两者之间可能有空空隙时，可采用以以下几种办法处理理，以增强初期支支护与二次衬砌之之间的粘结。处理方法当空隙不超过允许许超挖量时，或由由于初期支护施工工后洞体净空收敛敛未达到设计预留留变形量时，应根根据实际轮廓选择择增大加宽值，或或以同级混凝土回回填密实。当超挖较大，用上上述方法不能满足足初期支护与二次次衬砌间密贴的要要求时，拱脚及墙墙基以上1m范围内采用同级混混凝土回填密实，，其余部分可根据据空隙大小分别选选用同级混凝土、、浆砌片石或贫混混凝土回填。当为较大空隙或坍坍塌处，应加强初初期支护，使其充充分稳定后方可进进行二次衬砌。此此时，较大的空隙隙或坍塌处所不宜宜采用一般填料，，以避免二次衬砌砌的局部承载过大大，而应增设锚杆杆钢筋网喷混凝土土等措施，以加强强初期支护与二次次衬砌间的支撑接接触。采用贫混凝土回填填采用钢支架，钢支支撑等用同级混凝土回填密实增设锚杆钢筋网喷喷混凝土等措施四.减少及预防二次衬砌开裂防止和减少二次衬衬砌开裂主要措施施（1）混凝土加减水剂剂、膨胀剂或用膨膨胀水泥由于混凝土收缩和和水泥水化发热，，使混凝土灌注后后温度上升，经3d~5d后温度下降等原因因，使衬砌受拉超超过混凝土极限强强度后而出现裂缝缝。在混凝土中加加减水剂、膨胀剂剂，可以减少单位位水泥和水的用量量，因膨胀混凝土土压密实，从而减减少混凝土的收缩缩应变等。（2）初期支护与二次次衬砌间，设置隔隔离层或低标号砂砂浆后，减少对二二次衬砌的约束。。设置防水隔离层层，可以使衬砌支支护与二次衬砌之之间不传递切向力力，因此对防止二二次衬砌开裂有很很大作用。但在辅辅设防水隔离层之之前，应用喷射混混凝土或水泥沙浆浆将初期支护表面面大致整平，以改改善二次衬砌的条条件。但是防水隔隔离造价较贵，应应作经济技术比较较。（3）改进混凝土的灌灌筑工艺和提高其其施工技术水平，，并加强混凝土震震捣和养护，精心心施工，以提高混混凝土衬砌的施工工质量。（4）可在易开裂部位位加设少量钢筋，，使混凝土裂缝分分散而裂缝宽度不不超过允许值。（5）在改进进混凝土土施工工工艺同时时，可放放慢灌注注速度，，并在两两侧边墙墙对称分分层灌注注混凝土土，到拱拱脚处停停止1h左右，待待边墙混混凝土衬衬砌下沉沉稳定后后，再灌灌注拱部部混凝土土衬砌。。一次模模筑混凝凝土衬砌砌环节不不宜过长长，以免免混凝土土硬化收收缩使衬衬砌产生生裂缝（（模板台台车一般般长度为为6m~12m）。当混混凝土灌灌注速度度过快，，沉降不不均匀易易产生裂裂缝，拱拱脚附近近裂缝更更多。（6）在衬砌砌内或易易开裂部部位，布布置少量量钢筋，，可减少少裂缝的的产生，，并使裂裂缝分布布较均匀匀而裂缝缝宽度不不超过允允许值等等。二次衬砌砌开裂隧道端墙墙裂缝隧道衬砌砌剥离（（内有黄黄泥）隧道衬砌砌的轴向向裂缝偏压引起起的局部部裂缝拱和边墙墙有施工工缝时，，容易产产生错台台隧道衬砌砌裂缝分分类拱部与墙墙部裂缝缝二次衬砌砌有害裂裂缝处理理方法隧道二次次衬砌结结构漏水水或影响响使用的的裂缝应应用水泥泥砂浆、、丙稀酸酸、环氧氧树脂或或环氧树树脂砂浆浆等嵌缝缝和补强强。根据其裂裂缝宽度度大小，，采用不不同材料料嵌缝