浅谈复合式衬砌施工技术在公路隧道中应用
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拱 部到 边墙 按环 状 整体铺 设 ， 形成 全封 闭形 式 ， 不允 许 有分段 搭 接 ， 同时 调整 预 留长度 ， 向搭 接宽 度不 纵
图 ２ 铺 设 防 水 隔 离 层 施 工 程序 图
（） ３ 台车就位 、 量放 线 立 模 ： 次 衬 砌 台 车 一 测 二
洞 外拌 和站 应该 已经 准 备拌 和混 凝 土 ， 确认 所 用 材
・
４８ ・
公路 隧道
２１ ０ 第 ｌ （ ２年 期 总第 ７ ７期 ）
浅 谈 复 合 式 衬 砌 施 工 技 术 在 公 路 隧 道 中应 用
李 春 奎
（ 中铁 十 八 局 集 团公 司 天 津 ３０ ２ ） ０ ２ ２
摘 要
在公路隧道及地下工程中常用的支护衬砌形式主要有 ： 整体式衬砌、 复合式衬砌及喷锚衬砌。整体式讨
砌 即为永久性 的隧道模筑混凝 土衬砌 ； 复合式衬砌是 由初期 支护和二 次支护所 组成 的， 初期 支护 是帮助 罔岩达成 施 ］期 问的初步稳定 ， 二 二次 支护 则是 提供 安全储备 或承受 后期 罔岩压力 。初期 支护按 主要 承载结构设 汁和施 ；
二 次 支 护 存 同 岩 较 好 时 按 安 全 储 备 设 计 ， 围 岩较 差地 段 则 承 受 后 期 同 岩 力 结 构 设 计 施 Ｔ ， 均 应 满 足 构 造 在 并 要求 ； 喷锚 衬 砌 的设 计 基 本 上 同 复 合 式 衬 砌 中 的 初 期 支 护 设 计 ， 是 增 加 Ｔ 定 的 安 全 储 备 。本 文 针 对 其 中 的 复 只 一 合式衬砌进行论述 ， 将二次支护作为论述的侧重点 。 并
道 周边 位移 速 率有 明显 减 缓 趋 势 ， 平及 拱 顶 位 移 水
速 率 小 于 ０ １ ｍｍ／ ， 期 支 护 表 面 没 有再 发 展 的 ．５ ｄ初 裂缝 ｉ 除此 之 外 ， 对 隧道 初 期 支 护 断 面进 行 测 量 ， 要
一
水 ， 同的 围岩将 来仍 有可 能 出现渗 漏水 ， 不 因此隧 道
挂， 防水 板 用垫 圈热 楔焊 接 到铆钉 上 ， 钉 同时将 土 铆
水Ｐ ＶＣ管 内， 保 隧道 渗漏 水或 地下 水侵 入二 衬 混 确
凝 土 ， 后铺 设 防水 层 ， 做 好 隧道预 埋件 预 留箱孔 然 并
＿ 丁布射 钉 到初期 支 护 面 上 ， 铆 钉 之 间 的 防水 板 和 各
止１ ｈ左右 ， 边墙 混凝 土衬砌 下沉 稳定 后再 灌 注拱 待
部混凝 土 ， 可避 免开 裂 。
（） 材料 的选 用 、 ３原 混凝 土 最优施 工 配合 比的确 定， 确保 衬 砌混凝 土 的强度 达 到规 范要求 ；
（） ４ 防排 水处 理 ， 确保 隧道 内所有 渗漏 水 以及地 下 水等 通过 土工 布滤 层 引入边 墙底部 ； （ ） 期支 护与 二次衬 砌要 紧密结 合 ， 间 隙的 ５初 有
放大 ５ｍ 净 空 ， 保 拆 模 后 的净 空 符 合 设 计 要 求 ； ｃ 确 立模 完成 后 ， 检查 将 要 灌 注 的 二 衬 厚度 是 否 满 足要
验 完成 ， 度能 达到 规范要 求 ， 骨 灰 比为 ５：１灰 强 如 ，
砂 比不 小 于 １： ． ２ ８等 ； 另外 还 得 适 当选 用 外 加 剂 ，
平， 并加 强混 凝土 振 捣 和 养 护 ， 心施 工 ， 提 高混 精 以
凝 土衬 砌 的施工 质量 。
（ ） 次衬砌施 作 时 间确定 ， ２二 围岩 收敛 明显 减缓 的趋势 ， 初期 支护 已经稳定 ；
（ ） 改进 混凝 土施 工工 艺 的同时 ， ３在 可适 当放 慢 灌注 速度 ， 并在 两侧 边墙 对称 分层灌 注 ， 到起 拱处 停
性 。灌 注采 用混 凝 土 输送 泵 ， 输 宜采 用 大容 量 罐 运
车， 拌和 站拌 和 时要 求 混 凝 土 混 合 料必 须 同 时输 入
・
４ ・ ７
公 路 隧道
２１ ０ ２年 第 １期 （ 第 ７ ） 总 ７期 胀水 泥 。 由于混 凝 土 收 缩 和水 泥水 化 发 热 ， 混 凝 使 土灌 注凝 固时温度 上 升 ， 过 一 段 时 间后 冷 却 温 度 经
摒 弃 传统 的 马蹄形 断 面 ， 般采 用单 心 圆型断 面 ， 一 衬
砌厚 度 一般采 用 ３ ￣４ ｃ ０ ５ ｍ。浅埋 、 具有 明显 地形 偏 压段 、 地质 偏 压或 涌水 等特殊 地 质条件 的隧道 ， 宜适
２ 施 工 工序
复合式 衬砌施 工 流程 如 图 １ ：
Ｉ．．．．．．．． ＿Ｊ ． ．．．．．．．＿ ． ．． ． ． ． ． ．．．．
工 。
取 决 于围岩何 时稳 定 ， 期 支 护 表 面 有 没有 再 发 展 初
的 明显裂缝 ， 些 直接 关系 到二 次衬砌 实施 。 这 （） １ 初期 支 护 断 面验 收 ： 初期 支 护 基 本 稳 定 ， 隧
（） ２ 铺设 防水 隔离 层 ： 隧道 在开挖 时 或在 喷射 混 凝 土施 Ｔ后 ， 容易 出现 渗漏水 现 象 ， 同时也 存 在地 下
般采 用 １ｍ 大模 板 台车 。台车 就位 ， 量 放 样 出台 ２ 测
车模 板位 置 ， 按设 计净 空放 线 定位 ， 般 台车模 板按 一
料 的标 号要 求 和施 工 配 合 比， 同 的 沙砾 半 径 其 水 不
泥用 量有 不 同的要求 。如 水 泥标号 不 低 于 Ｃ ２ 、 ３ ５ 沙 子 粒径 为 ３ ｍｍ×３ ｍｍ 等 ； 工 配 合 比要 提 前 试 ０ ０ 施
（） ４ 当不可 避免 出现 裂缝 时 ， 据其 裂缝 宽 度大 根
小， 采用不 同的材 料 嵌 缝 。对 细 小 的 裂缝 宜 用 丙 烯 酸、 水泥 浆或 环氧树 脂 等涂刷 和嵌 缝 ； 对较 大裂 缝可 用 １ 水 泥 砂 浆 或 膨 胀 水 泥 砂 浆 嵌 缝 ； 大 裂 缝 ０号 对
要求 ， 无断 裂 、 损 、 破 变形 、 孔 等缺 陷 ； 科学 、 理 穿 ② 合 组 织施 工计 划 ， 确保 施 工 机 械 设 备 、 具 完 好 ； 工 ③先
铺 设土 工 布 ， 同时做 好 防排水 ， 水 引入边 墙下 的 排 将
皱 及空 隙 ； 防水 板 与 土 工 布 应 密 切 叠 合 ， 体 铺 ⑤ 整
搅 拌机 ， 车在运 输 时不得 停拌 ； 注时 注意振 捣密 罐 灌
实， 确保 二衬 面 光滑 圆润 ， 杜绝 蜂窝麻 面 。
（） 护 、 模 ： ５养 脱 当灌 注 完 成后 ， 养 护 ８ １ｈ 要 — ６ 至混凝 土强 度达 到 ２ ５ ａ以上时方 可脱 模 。 ． ＭＰ
下降， 使衬 砌受 拉超 过 混 凝 土 极 限强 度 后 而 出现 裂 缝 。在灌 注 的混凝 土 中添加 减水剂 、 胀剂 ， 以减 膨 可
少单 位水 泥 和水 的用量 ， 因膨 胀剂 混凝 土压 密 实 ， 从
而 减少混 凝 土 的收缩应 变 ， 减少 裂缝 的 出现 。
３ 施 工 要 点 及 注 意 事项
（ ） 合《 路 隧 道施 工 技 术 规 范 》 Ｊ Ｆ ０ １符 公 （ＴＧ ６ —
２０ ） ０ ９ 要求 ；
（） ２ 改进 混凝 土 的灌 注工 艺 和 提 高施 工技 术 水
必 须设 置相 应 的衬砌 防水 Ｔ程 。公路 隧 道 防水 Ｔ程
一
般 采用 防水 隔离层 的 办法 进 行 处 治 ， 主要 由土 ｒ ：
般 要求 每 ５米检 测初 期支 护 断面 ， 对欠 挖 、 不到 达
布与塑料防水板相结合的形式 。前者用于密贴围岩
初 期 支护 面 ， 于 附着 岩 面 ， 时作 滤 层 ； 者 紧贴 便 同 后 土工 布层 ， 主要 阻 断渗 漏 水 及 地 下 水 的入 侵 。铺 设
（） 次 衬 砌 强 度 ： 用 最 优 混 凝 土 施 配 合 ２二 选
比， 使衬砌 成 型后混 凝 土强度 不小 于设 计标 号 。 （ ） 次衬 砌 受 力状 态 ： 次衬 砌 前 ， 规 范要 ３二 二 按 求， 当在初 期 支护 与二 次衬砌 间设 防水 隔离 层 ， 一般 按 组合结 构设 计考 虑 ， 用 土 Ｔ布和 防水板 相 结合 ， 采 此 时二 次衬砌 只考 虑 承受径 向应 力 以及地 下水 的静 水 压力 。前 提是 围岩 变化趋 于稳 定 。
（ 宽 大于 ５ 缝 ｍｍ） 用 环 氧树 脂 砂 浆 或采 用 压 浆 进 宜
行 补强 。
地 段要 采用 与初 期支 护 喷射混 凝 土 同级 的混 凝土 回
填密实。
４ 防止 和 减 少 二 次 衬砌 开 裂 的 措 施
（） １ 混凝 土要 求添 加减水 剂 和膨胀 剂 ， 或采用 膨
关键 词 隧道 初期支护 二次衬砌 防水隔离层
当增 加衬砌 厚度 。当 同岩 后期 压 力有可 能超 过混 凝
ｌ 刖 罱
土衬 砌 的承受 能力 时 ， 采用 钢筋 混凝 土 。 可
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 ， 形式 和 尺寸 根 据 隧 道 其 围岩类 别 、 地质 条件 、 深 、 期支 护受力 状态 、 Ｔ 埋 初 施 方 法 、 板 类 型和二 次衬 砌施 作 时间等 重要 因素 ， 模 设 计 和施 Ｔ成 符合 使用 要求 的永 久性 构造 物 。其设 计 要 满 足 以下 基 本要求 ： （ ） 次衬 砌 厚度 ： １二 在公 路 隧道 中二次 成型 断面
衬砌 设计厚 度 的部 位 ， 须 处理 ， 以凿 除 ， 保 二 必 加 确 次衬砌 厚度 ； 喷射 混 凝 土表 面 凹凸 显 著部 位 应 分 对
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图 ２ 铺 设 防 水 隔 离 层 施 工 程序 图
（） ３ 台车就位 、 量放 线 立 模 ： 次 衬 砌 台 车 一 测 二
洞 外拌 和站 应该 已经 准 备拌 和混 凝 土 ， 确认 所 用 材
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公路 隧道
２１ ０ 第 ｌ （ ２年 期 总第 ７ ７期 ）
浅 谈 复 合 式 衬 砌 施 工 技 术 在 公 路 隧 道 中应 用
李 春 奎
（ 中铁 十 八 局 集 团公 司 天 津 ３０ ２ ） ０ ２ ２
摘 要
在公路隧道及地下工程中常用的支护衬砌形式主要有 ： 整体式衬砌、 复合式衬砌及喷锚衬砌。整体式讨
砌 即为永久性 的隧道模筑混凝 土衬砌 ； 复合式衬砌是 由初期 支护和二 次支护所 组成 的， 初期 支护 是帮助 罔岩达成 施 ］期 问的初步稳定 ， 二 二次 支护 则是 提供 安全储备 或承受 后期 罔岩压力 。初期 支护按 主要 承载结构设 汁和施 ；
二 次 支 护 存 同 岩 较 好 时 按 安 全 储 备 设 计 ， 围 岩较 差地 段 则 承 受 后 期 同 岩 力 结 构 设 计 施 Ｔ ， 均 应 满 足 构 造 在 并 要求 ； 喷锚 衬 砌 的设 计 基 本 上 同 复 合 式 衬 砌 中 的 初 期 支 护 设 计 ， 是 增 加 Ｔ 定 的 安 全 储 备 。本 文 针 对 其 中 的 复 只 一 合式衬砌进行论述 ， 将二次支护作为论述的侧重点 。 并
道 周边 位移 速 率有 明显 减 缓 趋 势 ， 平及 拱 顶 位 移 水
速 率 小 于 ０ １ ｍｍ／ ， 期 支 护 表 面 没 有再 发 展 的 ．５ ｄ初 裂缝 ｉ 除此 之 外 ， 对 隧道 初 期 支 护 断 面进 行 测 量 ， 要
一
水 ， 同的 围岩将 来仍 有可 能 出现渗 漏水 ， 不 因此隧 道
挂， 防水 板 用垫 圈热 楔焊 接 到铆钉 上 ， 钉 同时将 土 铆
水Ｐ ＶＣ管 内， 保 隧道 渗漏 水或 地下 水侵 入二 衬 混 确
凝 土 ， 后铺 设 防水 层 ， 做 好 隧道预 埋件 预 留箱孔 然 并
＿ 丁布射 钉 到初期 支 护 面 上 ， 铆 钉 之 间 的 防水 板 和 各
止１ ｈ左右 ， 边墙 混凝 土衬砌 下沉 稳定 后再 灌 注拱 待
部混凝 土 ， 可避 免开 裂 。
（） 材料 的选 用 、 ３原 混凝 土 最优施 工 配合 比的确 定， 确保 衬 砌混凝 土 的强度 达 到规 范要求 ；
（） ４ 防排 水处 理 ， 确保 隧道 内所有 渗漏 水 以及地 下 水等 通过 土工 布滤 层 引入边 墙底部 ； （ ） 期支 护与 二次衬 砌要 紧密结 合 ， 间 隙的 ５初 有
放大 ５ｍ 净 空 ， 保 拆 模 后 的净 空 符 合 设 计 要 求 ； ｃ 确 立模 完成 后 ， 检查 将 要 灌 注 的 二 衬 厚度 是 否 满 足要
验 完成 ， 度能 达到 规范要 求 ， 骨 灰 比为 ５：１灰 强 如 ，
砂 比不 小 于 １： ． ２ ８等 ； 另外 还 得 适 当选 用 外 加 剂 ，
平， 并加 强混 凝土 振 捣 和 养 护 ， 心施 工 ， 提 高混 精 以
凝 土衬 砌 的施工 质量 。
（ ） 次衬砌施 作 时 间确定 ， ２二 围岩 收敛 明显 减缓 的趋势 ， 初期 支护 已经稳定 ；
（ ） 改进 混凝 土施 工工 艺 的同时 ， ３在 可适 当放 慢 灌注 速度 ， 并在 两侧 边墙 对称 分层灌 注 ， 到起 拱处 停
性 。灌 注采 用混 凝 土 输送 泵 ， 输 宜采 用 大容 量 罐 运
车， 拌和 站拌 和 时要 求 混 凝 土 混 合 料必 须 同 时输 入
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４ ・ ７
公 路 隧道
２１ ０ ２年 第 １期 （ 第 ７ ） 总 ７期 胀水 泥 。 由于混 凝 土 收 缩 和水 泥水 化 发 热 ， 混 凝 使 土灌 注凝 固时温度 上 升 ， 过 一 段 时 间后 冷 却 温 度 经
摒 弃 传统 的 马蹄形 断 面 ， 般采 用单 心 圆型断 面 ， 一 衬
砌厚 度 一般采 用 ３ ￣４ ｃ ０ ５ ｍ。浅埋 、 具有 明显 地形 偏 压段 、 地质 偏 压或 涌水 等特殊 地 质条件 的隧道 ， 宜适
２ 施 工 工序
复合式 衬砌施 工 流程 如 图 １ ：
Ｉ．．．．．．．． ＿Ｊ ． ．．．．．．．＿ ． ．． ． ． ． ． ．．．．
工 。
取 决 于围岩何 时稳 定 ， 期 支 护 表 面 有 没有 再 发 展 初
的 明显裂缝 ， 些 直接 关系 到二 次衬砌 实施 。 这 （） １ 初期 支 护 断 面验 收 ： 初期 支 护 基 本 稳 定 ， 隧
（） ２ 铺设 防水 隔离 层 ： 隧道 在开挖 时 或在 喷射 混 凝 土施 Ｔ后 ， 容易 出现 渗漏水 现 象 ， 同时也 存 在地 下
般采 用 １ｍ 大模 板 台车 。台车 就位 ， 量 放 样 出台 ２ 测
车模 板位 置 ， 按设 计净 空放 线 定位 ， 般 台车模 板按 一
料 的标 号要 求 和施 工 配 合 比， 同 的 沙砾 半 径 其 水 不
泥用 量有 不 同的要求 。如 水 泥标号 不 低 于 Ｃ ２ 、 ３ ５ 沙 子 粒径 为 ３ ｍｍ×３ ｍｍ 等 ； 工 配 合 比要 提 前 试 ０ ０ 施
（） ４ 当不可 避免 出现 裂缝 时 ， 据其 裂缝 宽 度大 根
小， 采用不 同的材 料 嵌 缝 。对 细 小 的 裂缝 宜 用 丙 烯 酸、 水泥 浆或 环氧树 脂 等涂刷 和嵌 缝 ； 对较 大裂 缝可 用 １ 水 泥 砂 浆 或 膨 胀 水 泥 砂 浆 嵌 缝 ； 大 裂 缝 ０号 对
要求 ， 无断 裂 、 损 、 破 变形 、 孔 等缺 陷 ； 科学 、 理 穿 ② 合 组 织施 工计 划 ， 确保 施 工 机 械 设 备 、 具 完 好 ； 工 ③先
铺 设土 工 布 ， 同时做 好 防排水 ， 水 引入边 墙下 的 排 将
皱 及空 隙 ； 防水 板 与 土 工 布 应 密 切 叠 合 ， 体 铺 ⑤ 整
搅 拌机 ， 车在运 输 时不得 停拌 ； 注时 注意振 捣密 罐 灌
实， 确保 二衬 面 光滑 圆润 ， 杜绝 蜂窝麻 面 。
（） 护 、 模 ： ５养 脱 当灌 注 完 成后 ， 养 护 ８ １ｈ 要 — ６ 至混凝 土强 度达 到 ２ ５ ａ以上时方 可脱 模 。 ． ＭＰ
下降， 使衬 砌受 拉超 过 混 凝 土 极 限强 度 后 而 出现 裂 缝 。在灌 注 的混凝 土 中添加 减水剂 、 胀剂 ， 以减 膨 可
少单 位水 泥 和水 的用量 ， 因膨 胀剂 混凝 土压 密 实 ， 从
而 减少混 凝 土 的收缩应 变 ， 减少 裂缝 的 出现 。
３ 施 工 要 点 及 注 意 事项
（ ） 合《 路 隧 道施 工 技 术 规 范 》 Ｊ Ｆ ０ １符 公 （ＴＧ ６ —
２０ ） ０ ９ 要求 ；
（） ２ 改进 混凝 土 的灌 注工 艺 和 提 高施 工技 术 水
必 须设 置相 应 的衬砌 防水 Ｔ程 。公路 隧 道 防水 Ｔ程
一
般 采用 防水 隔离层 的 办法 进 行 处 治 ， 主要 由土 ｒ ：
般 要求 每 ５米检 测初 期支 护 断面 ， 对欠 挖 、 不到 达
布与塑料防水板相结合的形式 。前者用于密贴围岩
初 期 支护 面 ， 于 附着 岩 面 ， 时作 滤 层 ； 者 紧贴 便 同 后 土工 布层 ， 主要 阻 断渗 漏 水 及 地 下 水 的入 侵 。铺 设
（） 次 衬 砌 强 度 ： 用 最 优 混 凝 土 施 配 合 ２二 选
比， 使衬砌 成 型后混 凝 土强度 不小 于设 计标 号 。 （ ） 次衬 砌 受 力状 态 ： 次衬 砌 前 ， 规 范要 ３二 二 按 求， 当在初 期 支护 与二 次衬砌 间设 防水 隔离 层 ， 一般 按 组合结 构设 计考 虑 ， 用 土 Ｔ布和 防水板 相 结合 ， 采 此 时二 次衬砌 只考 虑 承受径 向应 力 以及地 下水 的静 水 压力 。前 提是 围岩 变化趋 于稳 定 。
（ 宽 大于 ５ 缝 ｍｍ） 用 环 氧树 脂 砂 浆 或采 用 压 浆 进 宜
行 补强 。
地 段要 采用 与初 期支 护 喷射混 凝 土 同级 的混 凝土 回
填密实。
４ 防止 和 减 少 二 次 衬砌 开 裂 的 措 施
（） １ 混凝 土要 求添 加减水 剂 和膨胀 剂 ， 或采用 膨
关键 词 隧道 初期支护 二次衬砌 防水隔离层
当增 加衬砌 厚度 。当 同岩 后期 压 力有可 能超 过混 凝
ｌ 刖 罱
土衬 砌 的承受 能力 时 ， 采用 钢筋 混凝 土 。 可
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 ， 形式 和 尺寸 根 据 隧 道 其 围岩类 别 、 地质 条件 、 深 、 期支 护受力 状态 、 Ｔ 埋 初 施 方 法 、 板 类 型和二 次衬 砌施 作 时间等 重要 因素 ， 模 设 计 和施 Ｔ成 符合 使用 要求 的永 久性 构造 物 。其设 计 要 满 足 以下 基 本要求 ： （ ） 次衬 砌 厚度 ： １二 在公 路 隧道 中二次 成型 断面
衬砌 设计厚 度 的部 位 ， 须 处理 ， 以凿 除 ， 保 二 必 加 确 次衬砌 厚度 ； 喷射 混 凝 土表 面 凹凸 显 著部 位 应 分 对
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