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混凝土衬砌的施工工艺

1．现状与分析

应该说，由于隧道施工条件和施工环境的限制，隧道

内混凝土施工比露天的混凝土施工有一定的难度，也有其特

点。例如拱顶部位的混凝土灌注、捣固与边墙的混凝土灌注、

捣固就有不同。衬砌背后空洞的回填也是一个重要因素。因

此，在隧道内进行混凝土施工时，必须充分理解隧道内混凝

土施工的特点，才能获得满意的衬砌的施工质量。隧道工程

技术人员要经常想到这一点，是很重要的。

众所周知，所谓的“内实外美”是我们对隧道混凝土衬

砌的一个质量要求。“内实”是衬砌内在质量的体现，“外美”

是外观质量的体现。因此，深刻地理解“内实外美”的内涵

是非常重要的。

一个良好的衬砌的质量应符合以下要求。

1）使用性

·强度充分、漏水少、水密性好；

·使用中的检查、维修等作业性好；

2）可靠性

·在隧道变形没有收敛的状态下修筑衬砌时，给予隧道稳

定必要的约束力；

·衬砌施工后，发生水压、上覆荷载等外力时，用衬砌加

以支持；

·考虑地质的不均匀性、支护质量的离散性、锚杆的腐蚀

等，增加结构物的稳定性；

3）耐久性

·在设计耐用期间内，维修养护工作量小；

·考虑使用开始后因外力的变化和围岩、支护材料的劣化，

提高结构物的耐久性。

在这方面我们存在的主要问题有：

·衬砌背后充填不密实，甚至留有空洞；

·衬砌厚度不足，有的严重不足；

·衬砌一次开裂普遍存在；

·防水质量欠佳，渗水、漏水现象时有发生；

·基底处理不彻底，运营不久便出现翻浆冒泥现象。

出现这些问题主要与施工技术和施工管理有关。当然隧

道工程中存在的问题是多方面的，有设计、施工方面的、也

有业主、监理方面的。有深层次上的问题，也有面上的问题。

但总的来看，混凝土施工也存在技术上的问题，因此，这里

以隧道混凝土施工技术为对象，来阐述施工上的问题和解决

途径。

在衬砌施工中有两种方法是经常采用的。这两种方法就是

先墙后拱法和先拱后墙法。前者是目前大多数隧道施工中采

用的。后者是在软弱围岩的隧道中，采用台阶法（包括上半

断面分部开挖法）中采用的。从施工实践看，在先拱后墙法

中出现的问题不少。边墙与拱脚的连接质量控制不好，拱部

悬臂过长引起的纵向下沉，边墙施工时引起的拱脚下沉等而

造成衬砌开裂等。这些都是施工方法自身的缺点所形成的，

也是很难避免的。目前，“铁路隧道设计规范”已规定，原

则上不容许采用先拱后墙法，“衬砌作业宜采用先修仰拱，

后修边墙和拱圈的由下而上的修筑方法”。

先墙后拱法和先拱后墙法从表面上看，仅仅是拱、墙的施

工顺序不同而已，但实质上，其力学动态是完全不同的（表

1），施工过程中的支护效果也是不同的。

表12种方法力学动态的比较

比较项先墙后拱法先拱后墙法

目

断面封及时封闭封闭不及时

闭

整体性衬砌整体性好整体性差

防水性无拱墙施工缝，自防有拱墙施工缝，自防水性

水性好。防水板一次差，防水板铺设整体性差

铺设，质量易于控制

施工性拱墙一次施工，施工拱墙分别施工，施工性

性好差；

在软弱地质条件下，墙可

能采取跳槽开挖，更加恶

化了施工性

仰拱施可先于拱墙修筑或同仰拱只能后修

工时修筑

衬砌变混凝土灌注，易发生台阶过长时，拱部悬臂段

异干燥收缩和温