摘要：传统隧道拱墙衬砌混凝土主要采用整体式模板台车、输送泵泵送浇筑混凝土施工,易在拱顶衬砌形成集料窝、蜂窝麻面、施工冷缝、“人”字坡等质量通病。隧道衬砌混凝土分层逐窗浇筑通过主料斗、主溜槽、“三通”分流槽、分流串筒和入窗溜槽结合的方式，简单操作相应的插板阀门，使混凝土流向各工作窗口，实现二衬拱墙混凝土的逐窗进料浇筑。大临铁路隧道采用衬砌逐窗分层浇筑混凝土工艺施工,有效解决了传统衬砌浇筑工艺的质量缺陷。
关键词：隧道衬砌混凝土分层逐窗浇筑；质量控制
一、前言
传统隧道拱墙衬砌混凝土主要采用整体式模板台车、输送泵泵送浇筑混凝土施工,易在拱顶衬砌形成集料窝、蜂窝麻面、施工冷缝、“人”字坡等质量通病。我们坚持“以工装保工艺，以工艺保质量，以质量保安全”的管理理念，为避免和解决隧道二衬施工质量问题，本项目采用滑槽逐窗入模浇筑技术有效避免了隧道二衬混凝土施工时因拆卸泵管耽误时间及工人为方便仅用单窗布料等原因造成的各种质量通病，保证了二衬混凝土逐窗布料，减小了现场工人拆卸泵管的工作难度，从而确保衬砌施工质量，提高工作效率。
二、隧道衬砌混凝土分层逐窗浇筑的特点
（1）实行分层逐窗浇筑，减小混凝土出料口至浇筑面高度，台车各窗口间混凝土浇筑间隔时间短，提高入模混凝土质量，避免混凝土表面出现施工“冷缝”；
（2）提高混凝土密实度、强度、耐久性，减少混凝土表面气泡、蜂窝麻面等质量缺陷。
（3）有效避免了混凝土离析、骨料堆积、产生“人”字坡冷缝等弊端；提升混凝土浇筑的实体质量和外观质量。
（4）减少了浇筑时换管工序，降低了劳动强度，节约了浇筑时间。
（5）滑槽体系经济适用，一次安装重复使用；现场操作简单便捷，一线工人易于接受。
（6）滑槽体系采用人性化设计，作业通道畅通有序，安全性高。
三、工艺原理
通过主料斗、主溜槽、“三通”分流槽、分流串筒和入窗溜槽结合的方式，简单操作相应的插板阀门，使混凝土流向各工作窗口，实现二衬拱墙混凝土的逐窗进料浇筑。
四、施工操作要点
4.1衬砌台车滑槽布置
料斗、溜槽和串筒均采用3 mm钢板制作。滑槽装置分3级,第1级为主料斗，第2级为分料斗,第3级为分流串筒,均通过人窗溜槽方式,实现对左、右各层窗口的均匀供料。台车滑槽系统示意图见图4.1。
图4.1 台车滑槽系统示意图
4.2混凝土浇筑施工过程
(1)分层分窗浇注。为将混凝土料尽可能均匀地分布在每一浇筑层,在台车平台部位设置三通泵送管口,在三通泵送管的两侧管口处设置接料斗,接料斗与溜槽联通,混凝土具体浇筑步骤为:浇筑第1层窗口-关闭分流串筒1层阀门，浇筑第2层窗口-浇筑第3层窗口-泵管接人拱顶灌注口,进行冲顶施工。
在衬砌台车工作平台上设置前后2组固定式三通泵送管及配套接料斗,每个接料斗配备2组溜槽,第一节溜槽长度根据接料斗至最近窗口间距离进行加工，溜槽下端设置4个栓接孔,按第一节溜槽下端至其余窗口间分别加工溜槽可与第一节溜槽栓接,确保混凝土能够通过溜槽进入平台以下各工作窗口。
混凝土浇筑时,通过输送泵将混凝土泵人台车顶主料斗,通过各级插板阀门，使混凝土经主滑槽、“三通”分流槽、分流串筒和人窗溜槽,导流至各相应工装窗口,实现混凝土由下而上、逐窗人模分层浇筑的目的。
接料斗设置活动中隔板,混凝土浇筑分层分窗逐层对称浇筑，边浇筑边振捣,最大下落高度不能超过2m,台车前后混凝土高度差不能超过0.6m,左右混凝土高度不能超过0.5 m。先采用主料仓浇筑第一层左右两侧窗口。混凝士浇筑至离第一层窗口0.40米时，再采用主料仓浇筑第二层左右两侧窗口。混凝土浇筑至离第二层窗口0.40米时，再采用主料仓浇筑第三层左右两侧窗口。混凝土浇筑过程中,注意观察混凝土浇筑高度,当左侧混凝土浇筑高度达到50cm时,暂停浇筑该侧混凝土并关闭工作平台上左侧三通管口,打开右侧三通管口和接料斗中隔板开始浇筑右侧衬砌混凝土，右侧混凝土浇筑高度达到50cm时，换至左侧进行混凝土浇筑。
(2)混凝土封顶。当混凝土浇筑面已接近顶部(以高于模板顶部为界限),进人封顶阶段,衬砌台车长度为12.2m,仅靠泵送入模混凝土自身的流动性无法保证封顶混凝土将衬砌断面以内空间全部填满,根据混凝土设计配合比的和易性并经现场观察、地质雷达无损检测结果确定拱顶部位封顶浇筑孔布置原则如下:二衬台车在距端头0.85m、4.35m、7.85m、11.35m处设4处封顶浇筑口,浇筑拱顶部位混凝土时安排专人注意观察拱顶混凝土是否浇筑密实;为保证拱顶衬砌断面内空气能够顺利排出,在拱顶防水板内侧、衬砌外边缘采用5cm宽15cm长防水板将注浆管（Φ30聚乙烯管，每隔10cm设置螺旋切口）和排气管焊接牢固，排气管在注浆管底部并用胶带与注浆管绑在一起。浇筑封顶混凝土后期当发现有水(混凝土表层的离析水、稀浆)自排气管中流出时,即说明模板内已完全充满混凝士，停止浇筑混凝土，疏通排气管。浇筑封顶混凝土时从内向端模方向开始向台车外侧端头灌注,以利于排除空气。
4.3二衬混凝土振捣
混凝土入模后振捣效果的差异对最终成型衬砌混凝土的质量起着至关重要的作用,根据衬砌混凝土的类型及不同浇筑部位对振捣方式的要求，采用插人式振捣器、附着式振捣方式2种振捣方式相互配合进行振捣作业,以提高混凝土密实度、强度、耐久性,减少混凝土表面气泡、蜂窝麻面等质量缺陷。
拱腰以下的边墙部位采用插人式振捣器为主、附着式振捣器为辅的振捣方式,拱腰以上部位采用附着式振捣器进行振捣;钢筋混凝土段采用附着式振捣器为主、插入式振捣器为辅的振捣方式;无筋段混凝土采用插入式振捣器为主、附着式振捣器为辅的振捣方式。
五、效益分析
采用滑槽系统施工隧道二衬相对于传统软管的施工方法，不仅操作简便、施工质量好、而且施工进度快、劳动强度低、工作效率高、具有明显的社会效益和经济效益。原工艺一板二衬混凝土需要11小时，6个工人，新工艺浇筑一板混凝土需要8个小时，5个工人。综合对比可降低成本25%。
六、应用实例
本工法在新建敦化至白河铁路工程东青隧道施工中成功应用。该隧道位于吉林省延边州万宝镇小西北岔东北1.7公里，进口里程DK45+263，出口里程DK48+365，全长3102m，双线隧道，隧道最大埋深约135.7m。
结束语
东青隧道采用滑槽系统施工二衬混凝士，经现场实践，施工简便快速，二衬整体结构美观，从质量、进度、成本、文明施工等方面均取得了良好效果。具有良好的技术经济效果和推广应用价值。建议施工单位进一步推广应用。
论文作者:王垚,谢斌福,刘雪东
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年6期
论文发表时间:2019/7/11
标签：混凝土论文; 溜槽论文; 滑槽论文; 料斗论文; 台车论文; 隧道论文; 拱顶论文; 《建筑学研究前沿》2019年6期论文;