关键词：岩溶隧道 护面钢筋 施工技术
0.引言
岩溶水发育地段，隧道衬砌承受一定的水压，且在运营期间正负压反复作用，素混凝土地段容易发生衬砌拱顶混凝土开裂、脱落掉块，处理原则为加强岩溶管道水、裂隙水的引排，二次衬砌采用承受一定水压的衬砌结构，在素混凝土二衬地段增加护面钢筋。
1.工程概况
朝阳隧道全长12734m，其中Ⅲ级围岩6275m，占设计的49%，隧道洞身穿越8059m的可溶岩段落，占全长的63%，以灰岩为主，溶洞众多。地表呈峰丛地貌，洼地、落水洞发育，全隧共穿越3条断层、一条背斜、5处可溶岩与非可溶岩接触带，由于地表洼地、落水洞、溶洞、消水洞较发育，洞身穿越范围岩溶强烈发育，岩溶水较丰富，分布无规律，雨季地下水会成倍增加，地下水接受大气降水补给后颜垂直岩溶管道、裂隙一垂直渗流为主，到深部逐渐转变为与岩层面近与一致延展的具有一定规律的岩溶网络管道系统进行运移径流，以水平流动为主，隧道洞身大部分位于岩溶水季节交替带内，部分处于地下水水平循环带及垂直循环带内。
2.存在的主要技术问题
已开通运营的铁路隧道衬砌出现开裂、掉块等现象，甚至中断行车，带来了极大的安全隐患，严重影响行车安全，威胁人生安全，并造成巨大的经济损失和不良社会影响，其中以拱顶混凝土掉块现象最为突出，风险最大，这一现象在岩溶发育地段尤其突出，出现开裂、掉块现象的原因有地质、设计、施工和运营期间正负压反复作用等原因[1]。
朝阳隧道为岩溶强烈发育隧道，衬砌需要承受一定为水压，且有6000m以上衬砌为素混凝土衬砌，运营期间衬砌开裂、掉块风险很大。
3.主要施工方案及关键技术
为防止岩溶隧道素混凝土衬砌发生掉块，在可溶岩季节变动带、水平循环带和深部缓流带二次衬砌素混凝土地段拱部增加护面钢筋，以防止素混凝土地段拱部混凝土衬砌开裂、剥落掉块，具体以拱部142°39′24″范围内设置φ8钢筋网作为护面钢筋，间距20×20cm，为了方便钢筋网定位，在二次衬砌内侧设置拱墙三肢格栅作为定位钢架（图1-3），钢架纵向间距2m，钢架设置φ22纵向连接钢筋，环向间距2m[2]。
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图3
3.1、三肢格栅加工
格栅钢架在钢筋加工棚统一制作，首先用20mm厚钢板做成加工平台，在钢板上放出单元格栅的大样，再沿大样线焊接侧向定型模型和端头定型钢板，最后按设计进行钢筋下料、成型；格栅钢架焊接时先将弯制成型的箍筋段位置及数量摆在模具中间，核定好数量，将三根主筋分别穿过并夹持在模具卡槽上，调整箍筋间距至符合设计要求，主筋、箍筋调整完成后进行点焊将箍筋与主筋焊平，焊接完箍筋后焊接加强筋，最后焊接连接板，钢格栅焊接完毕后进行整环试拼。合格后出厂。
3.2、三肢格栅安装
为便于护面钢筋的定位，形成骨架，便于护面钢筋施工，拱墙范围内设置三肢格栅钢架，钢架仅为定位护面钢筋而设，非衬砌结构受力必须，三肢格栅钢架矮边墙处可按绑扎进行连接，每榀三肢格栅钢架拱脚处仰拱与边墙施工缝处预留三根φ22连接钢筋，连接钢筋平面布置与原格栅钢架主筋一致，连接钢筋要求在埋入深度和露出长度均不小于60cm，三肢格栅钢架主筋与连接钢筋绑扎搭接长度不小于60cm，格栅其他单元之间采用螺栓形式用连接板连接，格栅钢架定位应准确，确保护面钢筋净保护层厚度满足50mm之要求，为保证格栅钢架稳定，在格栅钢架安装时按环向间距2m格栅与格栅设置连接钢筋。
3.3、网片安装及质量控制
安装前网片钢筋按设计要求调直，并按施工长度定尺切断，在格栅安装完成后按设计的位置和间距进行绑扎，钢筋纵、环向采用绑扎连接，同一连接区段内同一根钢筋上不得超过一个接头，网片钢筋应绑扎在格栅内侧靠近衬砌表面，护面钢筋与格栅间采用绑扎连接，衬砌净保护层厚度为50mm。
3.4、混凝土浇筑
混凝土自台车窗口灌入，应由下向上，对称分层，倾落自由高度不超过2.0m，浇筑过程中注意观察格栅及网片的情况，发现变形、位移时应及时采取加固措施，混凝土浇筑应连续进行。
4.实施效果
没有配筋的永久衬砌会产生裂缝，产生裂缝的原因是蠕变、收缩、热膨胀一级由于列车运行产生的气压和其他原因，在产生裂缝的情况下，混凝土的碎片将会危及列车的运行[3]。衬砌护面钢筋施工技术在朝阳隧道的应用取得了良好的效果。
（1）朝阳隧道为岩溶强烈发育隧道，在衬砌素混凝土地段通过在隧道拱部增加护面钢筋施工技术，有效防止了拱顶混凝土开裂、剥落掉块，同时节省了成本，质量及经济效果良好。
（2）素混凝土衬砌内设置单层护面钢筋，既有钢筋混凝土的优点，同时又保证了衬砌混凝土浇筑时的流动性，大大减少了脱空现象的出现。
隧道衬砌开裂涉及原因复杂，尤其是岩溶隧道衬砌开裂原因更是复杂，还需要通过实践进一步探索。
参考文献：
[1]肖广智，从当前铁路隧道衬砌典型病害谈设计施工改进措施[A]，隧道建设（中英文），2018,38(09):1416-1422.
[2]贵州段岩溶隧道二次衬砌素混凝土地段增加护面钢筋 中铁二院工程有限责任公司，2018.
[3]杨建民，谭忠盛 对高铁隧道二次衬砌钢筋设计问题的思考[A]，现代隧道技术，2017,373(03):1-6.
作者简介：祝俊甲（1987—），男，陕西西安人，工程师，研究方向为土木工程的施工技术管理工作。
论文作者:祝俊甲
论文发表刊物:《工程管理前沿》2020年1月第2期
论文发表时间:2020/4/22
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