CN114876520A - 一种隧道二次衬砌施工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种隧道二次衬砌施工工艺，包括以下步骤：S1、根据隧道设计数据制作二衬模板台车。二衬模板台车包括成型模板部和浇筑部。S2、通过浇筑部依次对一级工作窗口、二级工作窗口和三级工作窗口进行边墙段的分层浇筑。S3、由预埋管对拱顶段进行混凝土浇筑，浇筑后再通过注浆孔对拱顶段进行带模注浆。S4、拆除二衬模板台车，并进行二衬养护。通过二衬模板台车逐窗分层浇筑可以有效减少因振捣赶料形成的砂面及接管延误导致的冷缝，且多个同级工作窗口全部利用，避免了跳层浇筑和集中布料。

Description

一种隧道二次衬砌施工工艺
技术领域
本发明涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种隧道二次衬砌施工工艺。
背景技术
二次衬砌和初期支护相对而言，指在隧道已经进行初期支护的条件下，用混凝土等材料修建的内层衬砌，以达到加固支护、优化路线防排水系统的作用。
目前二次衬砌中，采用混凝土一次性浇筑，一次性浇筑方量较大且空间较为狭小，容易导致跳层浇筑和集中布料，且振捣赶料容易形成的砂面，接管延误容易导致出现冷缝。
发明内容
本发明的目的在于提供一种隧道二次衬砌施工工艺，用以解决目前一次性浇筑的二次衬砌方法容易导致跳层浇筑和集中布料，且振捣赶料容易形成的砂面以及接管延误容易导致出现冷缝的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种隧道二次衬砌施工工艺，包括以下步骤:
S1、根据隧道设计数据制作二衬模板台车。二衬模板台车包括成型模板部和浇筑部。
成型模板部的两个边墙段由下往上均依次设置有多个一级工作窗口、多个二级工作窗口和多个三级工作窗口。三级工作窗口设置有泵送软管。成型模板部的拱顶段设置有多个注浆孔。
浇筑部包括多个沿成型模板部延伸方向布设的主料斗。主料斗两侧通过两个主溜槽连接有两个二级料仓。二级料仓出料口通过三通分流槽分别连接有二级分滑槽和分流串筒。二级分滑槽与二级工作窗口相对应。分流串筒底部连接有与一级工作窗口相对应的一级分滑槽。
S2、通过浇筑部依次对一级工作窗口、二级工作窗口和三级工作窗口进行边墙段的分层浇筑。
S3、由预埋管对拱顶段进行混凝土浇筑，浇筑后再通过注浆孔对拱顶段进行带模注浆。
S4、拆除二衬模板台车，并进行二衬养护。
作为本发明进一步的方案：分层浇筑的具体过程包括：
S21、由地泵将混凝土抽入至主料斗内，并通过主溜槽使混凝土流入二级料仓。
S22、调节三通分流槽使二级分滑槽与二级料仓隔断，混凝土通过分流串筒和一级分滑槽流入到一级工作窗口内。
S23、当混凝土浇筑至距一级工作窗口30cm时，关闭一级窗口并调节三通分流槽使分流串筒与二级料仓隔断，混凝土通过二级分滑槽流入到二级工作窗口内。
S24、当混凝土浇筑至距二级工作窗口30cm时，关闭二级工作窗口并拆除三通分流槽，将泵送软管与二级料仓连通，使混凝土流入三级工作窗口。直至混凝土浇筑至距三级工作窗口30cm时，关闭三级工作窗口。
作为本发明进一步的方案：在进行分层浇筑之前，检查主料斗、主溜槽、二级料仓、三通分流槽、二级分滑槽、分流串筒以及一级分滑槽的连接状态，并使用1-2m3的水泥砂浆进行湿润。
作为本发明进一步的方案：在进行分层浇筑时，两个边墙段内的混凝土面高度差不超过0.5m。同一边墙段内高度差不超过0.6米。混凝土的下落高度不超过2米。主溜槽的进料口和出料口高度差，以及二级分滑槽的进料口和出料口高度差均大于0.5米。
作为本发明进一步的方案：在混凝土浇筑过程中，若成型模板部和/或浇筑部发生变形或移位时，停止浇筑并进行加固处理。
作为本发明进一步的方案：步骤S3的具体过程包括：
S31、取多个注浆管，并将注浆管的管头切割“十”字溢流槽。
S32、将多个注浆管依次安装在多个注浆孔内，使注浆管带有“十”字溢流槽的一端抵住拱顶段的顶部内壁。
S33、通过预埋管进行混凝土二衬浇筑。
S34、在二衬浇筑完成2-6小时后，利用注浆管从端模一端开始注浆，观察端模出浆情况及注浆压力，当端模出浆或者注浆压力超过1.0MPa时，换至下一注浆孔继续注浆，各注浆孔依次完成注浆。
S35、卸除注浆管并封闭注浆孔。
作为本发明进一步的方案：在相邻注浆孔有浆液溢出时，稳压5m i n后再进行后续注浆孔的注浆工作。
作为本发明进一步的方案：拆除二衬模板台车后，先用雾炮车进行雾化养生，在规定养护龄期内，再使用行走二衬养护台车进行洒水养护。
本发明的有益效果：
(1)通过将排水管支架固定及挂带标记位置：保证纵向排水管纵向坡度，确保二衬混凝土浇筑后排水顺畅；
(2)二衬台车逐窗分层浇筑有效减少因振捣赶料形成的砂面及接管延误导致的冷缝。台车布料口优化后保证衬砌台车每个布料窗口全部利用，避免了跳层浇筑和集中布料；
(3)拱顶带模注浆有效减少了二次衬砌混凝土拱顶脱空和不密实等质量通病。同时操作简单，不影响其他工序施工，减少后期拱顶注浆时间，节约了施工成本；
(4)行走式养护台车的设置，通过环形布置加密洒水喷头，同时配合台车行走，使得洒水能全方位覆盖二次衬砌，避免出现人工洒水养生导致的遗漏、不均匀情况。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明隧道二次衬砌施工工艺的流程示意图；
图2是本发明中二衬模板台车的结构简图；
图3是本发明中混凝土浇筑的流程图；
图4是本发明中拱顶注浆的流程示意图。
图中：1-主料斗；2-泵送软管；3-主溜槽；4-二级料仓；5-分流串筒；6-二级分滑槽；7-一级分滑槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4所示，一种隧道二次衬砌施工工艺，包括如下步骤S1-S4。
S1、根据隧道设计数据制作二衬模板台车。二衬模板台车包括成型模板部和浇筑部。
成型模板部的两个边墙段由下往上均依次设置有多个一级工作窗口、多个二级工作窗口和多个三级工作窗口。三级工作窗口设置有泵送软管2。成型模板部的拱顶段设置有多个注浆孔。
浇筑部包括多个沿成型模板部延伸方向布设的主料斗1。主料斗1两侧通过两个主溜槽3连接有两个二级料仓4。二级料仓4出料口通过三通分流槽分别连接有二级分滑槽6和分流串筒5。二级分滑槽6与二级工作窗口相对应。分流串筒5底部连接有与一级工作窗口相对应的一级分滑槽7。
在本发明的其中一个实施例中，台车长为12m，主料斗1有三个，上口尺寸65*50cm，下口尺寸47*23cm，高25cm。三通分流槽有6个，上口尺寸40*25cm，高25cm。分流串筒5有6个，管径20cm，壁厚3mm，上部漏斗上口尺寸50*50cm,高25cm。主溜槽3、一级分滑槽7和二级分滑槽6结构相同，宽30cm,槽深13cm。
对应的，12m台车设置3个注浆孔和1个排气/观察孔，注浆孔孔径为40mm；主注浆孔距二衬封闭端50cm，排气/观察孔距开放端模100cm，另外两个注浆孔在中间位置均布。
S2、通过浇筑部依次对一级工作窗口、二级工作窗口和三级工作窗口进行边墙段的分层浇筑。分层浇筑具体包括如下步骤：
S21、由地泵将混凝土抽入至主料斗1内，并通过主溜槽3使混凝土流入二级料仓4。
S22、调节三通分流槽使二级分滑槽6与二级料仓4隔断，混凝土通过分流串筒5和一级分滑槽7流入到一级工作窗口内。
S23、当混凝土浇筑至距一级工作窗口30cm时，关闭一级窗口并调节三通分流槽使分流串筒5与二级料仓4隔断，混凝土通过二级分滑槽6流入到二级工作窗口内。
S24、当混凝土浇筑至距二级工作窗口30cm时，关闭二级工作窗口并拆除三通分流槽，将泵送软管2与二级料仓4连通，使混凝土流入三级工作窗口。直至混凝土浇筑至距三级工作窗口30cm时，关闭三级工作窗口。
在本发明的一个实施例中，请结合图2，混凝土浇筑前，对检查主料斗1、主溜槽3、二级料仓4、三通分流槽、二级分滑槽6、分流串筒5以及一级分滑槽7进行检查和清理，并检查连接是否牢固，主溜槽3和两个分滑槽表面清理干净并适当进行湿润。湿润时使用1-2m3的水泥砂浆对泵管和滑槽进行湿润，可以保证混凝土有良好的流动性，同时可以保证前面几车混凝土的活易性。
浇筑时，混凝土通过地泵管接入主料斗1，通过主滑槽控制混凝土流向二级料仓4、经一级分滑槽7导流至一级工作窗口；当混凝土浇筑至距一级窗口30cm时，关闭一级窗口和三通分流槽中的一级分滑槽7挡板，导流混凝土至二级工作窗口；当浇筑至距二级窗口30cm时，关闭二级窗口，同时拆除三通管，接入泵送软管2，导流混凝土至三级工作窗口；当浇筑至距三级窗口30cm时，关闭三级窗口，振捣、封窗；逐级、及时清洗各级滑槽。
需要注意的是，混凝土浇筑时，左右两侧混凝土面高差不得超过0.5米，前后高差不得超过0.6米，自模板窗口灌入，应由下而上，对称分层，倾落高度不得超过2米，主溜槽3和分溜槽进料口和出料口高差要大于0.5米，保证混凝土可以顺利流动。在混凝土浇筑过程中，观察模板、支架、钢筋、预埋件和预留孔洞等的情况，当发现有变形、移位时，及时采取加固措施。
在本发明的其中一个实施例中，还可以对二衬模板台车窗口改造，增加边墙段窗口数量；二衬边墙段采用振捣棒施工，拱腰及以上采用附着式振捣器配合，有效减少边墙因振捣不足出现的气泡及蜂窝麻面。
S3、由预埋管对拱顶段进行混凝土浇筑，浇筑后再通过注浆孔对拱顶段进行带模注浆。具体过程包括：
S31、取多个注浆管，并将注浆管的管头切割“十”字溢流槽。
S32、将多个注浆管依次安装在多个注浆孔内，使注浆管带有“十”字溢流槽的一端抵住拱顶段的顶部内壁。
S33、通过预埋管进行混凝土二衬浇筑。
S34、在二衬浇筑完成2-6小时后，利用注浆管从端模一端开始注浆，观察端模出浆情况及注浆压力，当端模出浆或者注浆压力超过1.0MPa时，换至下一注浆孔继续注浆，各注浆孔依次完成注浆。
S35、卸除注浆管并封闭注浆孔。
在本发明的其中一个实施例中，针对二衬拱顶混凝土易不密实的情况，通过对衬砌台车进行改造，在衬砌台车模板拱顶中心线位置沿台车纵向方向设置一定数量的注浆孔，并安装注浆用固定法兰，在浇筑混凝土前预埋活性粉末混凝土RPC注浆管，在二衬浇筑完成2-6小时后，在不脱模的情况下对二衬拱顶脱空进行注浆，有效地提高施工效率，确保二衬拱顶的密实。具体过程包括：
a、施工准备
①设备
使用UB3.0型灰浆泵进行注浆，主要技术参数：灰浆出浆量3.0m3/h，工作压力2.5Mpa，垂直输送高度40m，电机功率4kw，柱塞缸数1，电机转速1440r/mi n，排浆口胶管直径38mm，进浆口胶管直径64mm，整机重量250kg，外形尺寸1100。
②材料
使用P42.5的水泥和水制作的水泥浆，水灰比为1:1。由于二衬厚度为35-50cm，故采用60cm的RPC管。在RPC管端头切割“十”字溢流槽，槽深5mm，槽宽3mm。
③衬砌台车注浆孔的设计与制作
按照衬砌台车模板长度设计注浆孔数量，12m台车设置3个注浆孔，孔径为40mm；主注浆孔距二衬封闭端50cm，排气/观察孔距开放端模100cm，另外两个注浆孔在中间位置均布。
在台车已开孔位置分别焊接固定法兰，防止注浆时法兰脱落，固定法兰外径120mm，内径40mm，厚12mm，螺栓为M22普通螺栓，螺栓长度为70mm；RPC管顶端管口切割十字口，深度0.5cm，宽度为0.3cm。
b、施工操作
①安装注浆管。在三窗封窗后，衬砌混凝土开始冲顶前，做好注浆管的试穿、量测，预估衬砌厚度；标记和记录注浆管的长度，溢浆十字槽顶紧防水板，并固定锚固。
②判断混凝土密实度。通过端头活动窗口监控混凝土浇筑情况，通过预埋管溢浆判断内部混凝土饱满程度。
③注浆。拱顶注浆原则上按照从低端向高端开始注浆。首先对主注浆孔进行注浆，观察端模出浆情况及注浆压力，端模出浆或者压力超过1.0MPa时，换至下一注浆孔继续注浆，各孔依次注浆。注浆料采用水灰比为1:1的水泥浆，压力控制在不小于1MPa左右，在相邻注浆孔有浆液溢出时，稳压5mi n后进行后续注浆孔的注浆工作。
S4、拆除二衬模板台车，并进行二衬养护。拆除二衬模板台车后，先用雾炮车进行雾化养生，在规定28d养护龄期内，再使用可循环行走二衬养护台车进行洒水养护。
在本发明的其中一个实施例中，在施工前，根据现场实际渗漏水情况，预设暗埋式Ω型弹簧排水管，设置数量按出水量大小进行布置，将初期支护表面出水引至水沟中。并采用支架固定保证横向排水管的横坡，通过测量放样，用塑料带固定位置保证纵向排水管纵向坡度，确保二衬混凝土浇筑后排水顺畅。
本发明工艺通过将排水管支架固定及挂带标记位置：保证纵向排水管纵向坡度，确保二衬混凝土浇筑后排水顺畅。
二衬台车逐窗分层浇筑有效减少因振捣赶料形成的砂面及接管延误导致的冷缝。台车工作窗口优化后保证衬砌台车每个工作窗口全部利用，避免了跳层浇筑和集中布料。
拱顶带模注浆有效减少了二次衬砌混凝土拱顶脱空和不密实等质量通病。同时操作简单，不影响其他工序施工，减少后期拱顶注浆时间，节约了施工成本。
行走式养护台车的设置，通过环形布置加密洒水喷头，同时配合台车行走，使得洒水能全方位覆盖二次衬砌，避免出现人工洒水养生导致的遗漏、不均匀情况。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (8)

1.一种隧道二次衬砌施工工艺，其特征在于，包括以下步骤:
S1、根据隧道设计数据制作二衬模板台车；所述二衬模板台车包括成型模板部和浇筑部；
所述成型模板部的两个边墙段由下往上均依次设置有多个一级工作窗口、多个二级工作窗口和多个三级工作窗口；所述三级工作窗口设置有泵送软管；所述成型模板部的拱顶段设置有多个注浆孔；
所述浇筑部包括多个沿成型模板部延伸方向布设的主料斗；所述主料斗两侧通过两个主溜槽连接有两个二级料仓；二级料仓出料口通过三通分流槽分别连接有二级分滑槽和分流串筒；所述二级分滑槽与二级工作窗口相对应；所述分流串筒底部连接有与一级工作窗口相对应的一级分滑槽；
S2、通过所述浇筑部依次对一级工作窗口、二级工作窗口和三级工作窗口进行边墙段的分层浇筑；
S3、由预埋管对拱顶段进行混凝土浇筑，浇筑后再通过注浆孔对拱顶段进行带模注浆；
S4、拆除所述二衬模板台车，并进行二衬养护。
2.根据权利要求1所述的一种隧道二次衬砌施工工艺,其特征在于，所述分层浇筑的具体过程包括：
S21、由地泵将混凝土抽入至主料斗内，并通过主溜槽使混凝土流入二级料仓；
S22、调节三通分流槽使二级分滑槽与二级料仓隔断，混凝土通过分流串筒和一级分滑槽流入到一级工作窗口内；
S23、当混凝土浇筑至距一级工作窗口30cm时，关闭一级窗口并调节三通分流槽使分流串筒与二级料仓隔断，混凝土通过二级分滑槽流入到二级工作窗口内；
S24、当混凝土浇筑至距二级工作窗口30cm时，关闭二级工作窗口并拆除三通分流槽，将泵送软管与二级料仓连通，使混凝土流入三级工作窗口；直至混凝土浇筑至距三级工作窗口30cm时，关闭三级工作窗口。
3.根据权利要求1所述的一种隧道二次衬砌施工工艺,其特征在于，在进行分层浇筑之前，检查主料斗、主溜槽、二级料仓、三通分流槽、二级分滑槽、分流串筒以及一级分滑槽的连接状态，并使用1-2m3的水泥砂浆进行湿润。
4.根据权利要求1所述的一种隧道二次衬砌施工工艺,其特征在于，在进行分层浇筑时，两个边墙段内的混凝土面高度差不超过0.5m；同一边墙段内高度差不超过0.6米；混凝土的下落高度不超过2米；主溜槽的进料口和出料口高度差，以及二级分滑槽的进料口和出料口高度差均大于0.5米。
5.根据权利要求1所述的一种隧道二次衬砌施工工艺,其特征在于，在混凝土浇筑过程中，若成型模板部和/或浇筑部发生变形或移位时，停止浇筑并进行加固处理。
6.根据权利要求1所述的一种隧道二次衬砌施工工艺,其特征在于，步骤S3的具体过程包括：
S31、取多个注浆管，并将注浆管的管头切割“十”字溢流槽；
S32、将多个注浆管依次安装在多个注浆孔内，使注浆管带有“十”字溢流槽的一端抵住拱顶段的顶部内壁；
S33、通过预埋管进行混凝土二衬浇筑；
S34、在二衬浇筑完成2-6小时后，利用注浆管从端模一端开始注浆，观察端模出浆情况及注浆压力，当端模出浆或者注浆压力超过1.0MPa时，换至下一注浆孔继续注浆，各注浆孔依次完成注浆；
S35、卸除注浆管并封闭注浆孔。
7.根据权利要求6所述的一种隧道二次衬砌施工工艺,其特征在于，在相邻注浆孔有浆液溢出时，稳压5min后再进行后续注浆孔的注浆工作。
8.根据权利要求1所述的一种隧道二次衬砌施工工艺,其特征在于，拆除二衬模板台车后，先用雾炮车进行雾化养生，在规定养护龄期内，再使用行走二衬养护台车进行洒水养护。
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