由于公路隧道斷面大，模筑混凝土襯砌質(zhì)量要求高，別是福建省公路隧道取消了二襯表面的防火涂料、水泥漆等二次處理，模筑混凝土襯砌存在的常見(jiàn)外觀質(zhì)量問(wèn)題如：環(huán)形接縫錯(cuò)臺(tái)、漏漿；工作窗處錯(cuò)臺(tái)；冷縫多；混凝土表面存在花斑、顏色不致；滲漏水；矮邊墻不順直等表現(xiàn)尤為突出，處理不好直接影響隧道二襯外觀質(zhì)量。出現(xiàn)上述問(wèn)題原因是多方面的，但主要是襯砌臺(tái)車(chē)剛度不足，施工方法和工藝不當(dāng)所致。經(jīng)過(guò)施工中不斷研究摸索，以上問(wèn)題在京福高速公路福州段美菰林隧道施工中得到了較好的解決。下面就大模板臺(tái)車(chē)模筑襯砌施工技術(shù)和質(zhì)量控制的些做法作介紹，為今后類似工程施工提供參考。

    1  襯砌臺(tái)車(chē)的結(jié)構(gòu)、制造、拼裝調(diào)試及定位

    1.1  臺(tái)車(chē)結(jié)構(gòu)

    臺(tái)車(chē)結(jié)構(gòu)般分為車(chē)體、模板、液壓或絲杠支拆模系統(tǒng)，工廠制造后運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)拼裝。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖1。

    1.1.1  車(chē)體

    車(chē)體采用桁架結(jié)構(gòu)，縱梁采用40C槽鋼相對(duì)拼焊而成，上下各2根；立柱采用HK450型鋼，間距為每3m設(shè)1根，并在立柱間設(shè)“米”字撐；橫梁采用56C工字鋼，間距為每1.5m設(shè)1根；其他輔助構(gòu)件采用HKl60c型鋼，采用上述結(jié)構(gòu)可以較好地滿足剛度和穩(wěn)定性要求。

    1.1.2  模板及拼裝

    由于公路隧道斷面大，實(shí)踐證明鋼板≤6mm時(shí)其剛度不足，使用段時(shí)間后，易發(fā)生變形。鑒于此，模板宜采用厚度為8mm或10mm寬150cm冷軋鋼板。模板加工時(shí)卷制半徑應(yīng)較隧道設(shè)計(jì)凈空斷面半徑大5cm，以抵消施工誤差；模板底應(yīng)低于隧道側(cè)溝頂面5—10cm，以保證二襯與矮邊墻接縫不外露。現(xiàn)場(chǎng)拼裝完成并檢查校正后，對(duì)模板板塊拼縫進(jìn)行焊聯(lián)并將焊縫打磨平整，模板拼裝完后形成三大塊(拱部塊，左右邊墻各塊)，大塊模板可以有抑制翹曲變形。

    1.1.3  絲杠支拆模系統(tǒng)

    絲杠支拆模系統(tǒng)，杠體直徑90mm，縱向間距150cm(與板塊寬度相同)，臺(tái)車(chē)兩側(cè)向調(diào)節(jié)絲杠每側(cè)增設(shè)2根(圖1)。

    1.1.4  工作窗設(shè)置

    工作窗尺寸為50×50cm，共設(shè)置5排19個(gè)，即拱頂部1排設(shè)3個(gè)，與3個(gè)封頂孔交替布置。兩側(cè)起拱線以上部位各設(shè)1排，每排4個(gè)，高度以高出預(yù)埋的照明電纜管和接線盒位置約20cm為宜，以便在混凝土灌注過(guò)程中檢查和校正預(yù)埋件位置。兩側(cè)邊墻部位的窗口各設(shè)1排，每排4個(gè)，高度為模板底邊往上3.0m處為宜。

   1.1.5  臺(tái)車(chē)長(zhǎng)度確定

   臺(tái)車(chē)實(shí)際長(zhǎng)度以1210cm為宜，其有長(zhǎng)度1200cm，每環(huán)間搭接長(zhǎng)度l0cm。實(shí)踐證明線路半徑大于等于500m時(shí)均適用，其弦矢差可通過(guò)絲杠調(diào)節(jié)抵消，臺(tái)車(chē)長(zhǎng)度過(guò)短會(huì)造成襯砌環(huán)形接縫過(guò)多，既影響混凝土外觀質(zhì)量，又影響進(jìn)度。臺(tái)車(chē)模板與上環(huán)混凝土表面的搭接長(zhǎng)度以10-15cm為宜，搭接長(zhǎng)度過(guò)小，易將上環(huán)搭接部位的混凝土頂裂；過(guò)大則搭接處不易密貼，易造成環(huán)形接縫處漏漿。

    1.2  臺(tái)車(chē)拼裝后的調(diào)試 

    臺(tái)車(chē)車(chē)體桁架、模板局部變形、加工尺寸偏差等是造成襯砌錯(cuò)臺(tái)等襯砌外觀質(zhì)量問(wèn)題的主要原因。臺(tái)車(chē)拼裝后調(diào)試對(duì)二襯混凝土外觀質(zhì)量十分重要，調(diào)試過(guò)程中應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：

    a．襯砌臺(tái)車(chē)現(xiàn)場(chǎng)拼裝完成后，必須在軌道上往返走行3-5次后，再次緊固螺栓，并對(duì)部分連接部位加強(qiáng)焊接以提高其整體性。

    b．檢查臺(tái)車(chē)模板尺寸是否準(zhǔn)確，其兩的結(jié)構(gòu)尺寸相對(duì)偏差宜不大于3mm，否則需進(jìn)行整修。

    c.襯砌前對(duì)鋼模板表面采用拋光機(jī)進(jìn)行徹底打磨，清除銹斑，涂油防銹。

    d.每施做襯砌500-800m，臺(tái)車(chē)應(yīng)面校驗(yàn)次，校驗(yàn)般在隧道加寬帶進(jìn)行。

    1.3  臺(tái)車(chē)就位

    1.3.1  軌道布設(shè)

    軌道宜采用鐵路P38以上鋼軌，短枕采用木枕，鋼軌和短枕間使用軌墊板，軌道置于已鋪底的混凝土地面上，以保證臺(tái)車(chē)平穩(wěn)。軌道中心線盡可能與隧道中心線重合，偏差應(yīng)控制在±1cm以內(nèi)。

    1.3.2  臺(tái)車(chē)準(zhǔn)確定位

    臺(tái)車(chē)定位采用五點(diǎn)定位法，即以襯砌圓心為原點(diǎn)建立平面坐標(biāo)系，通過(guò)控制拱部模板中心點(diǎn)、拱部模板同墻部模板的兩個(gè)鉸接點(diǎn)、兩墻部模板的底腳點(diǎn)來(lái)精確控制臺(tái)車(chē)就位。臺(tái)車(chē)走行至立模位置后，先利用豎向絲杠調(diào)整其標(biāo)高，再利用橫向和側(cè)向絲杠調(diào)整其平面位置，使模板中心線與隧道中心線重合，并用五點(diǎn)定位法復(fù)測(cè)臺(tái)車(chē)模板兩斷面，拉線檢查中部模板是否翹曲或扭動(dòng)，直至準(zhǔn)確為止。

    在曲線段施工時(shí)還應(yīng)考慮內(nèi)外弧長(zhǎng)差引起的左右側(cè)搭接長(zhǎng)度的變化，調(diào)整過(guò)程中盡量保證弧線圓順。

    為避免混凝土澆注過(guò)程中臺(tái)車(chē)上浮(般可達(dá)15mm左右)，采用三個(gè)30t的千斤頂在臺(tái)車(chē)前部拱頂增設(shè)支撐，以防臺(tái)車(chē)上浮造成拱部錯(cuò)臺(tái)。

    2  模筑混凝土關(guān)鍵工藝控制   

    2.1  原材料及混凝土品質(zhì)控制 

    2.1.1  原材料

    原材料經(jīng)檢驗(yàn)合格后使用，別是地材和種材料更要把好檢驗(yàn)關(guān)。碎石宜采用反擊破碎石，碎石生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制篩孔尺寸，保證碎石的形狀和配。

    2.1.2  混凝土坍落度控制

    混凝土坍落度般選14-17cm，根據(jù)灌注部位的不同，墻部混凝土坍落度宜小，拱部的宜偏大。在保證混凝土可泵性的情況下，宜盡量減小混凝土的坍落度，并提高混凝土的和易性、保水性，避免混凝土泌水。

    2.1.3  外摻劑(料)的選用

    適量摻加高緩凝型減水劑，可以改善混凝土的和易性，增加其流動(dòng)性；在襯砌混凝土中可摻加粉煤灰有利于提高混凝土的和易性、保水性和密實(shí)度。

    2.2 混凝土灌注

    2.2.1  灌注順序

    混凝土采用分層、左右側(cè)交替對(duì)稱澆注，每層澆筑厚度不大于lm。兩側(cè)高差控制在50cm

以內(nèi)。澆注過(guò)程要連續(xù)，避免停歇造成“冷縫”，間歇時(shí)間超過(guò)1.5h則按施工縫處理。

    2.2.2  兩側(cè)對(duì)稱灌注更替時(shí)間控制

  采取混凝土灌注時(shí)間和灌注高度兩個(gè)指標(biāo)進(jìn)行雙控，即單側(cè)混凝土灌注高度達(dá)1m時(shí)，必須換管；單側(cè)混凝土灌注間歇時(shí)間不超過(guò)混凝土的初凝時(shí)間，美菰林隧道施工中規(guī)定每側(cè)連續(xù)灌注時(shí)間達(dá)70min時(shí)，必須換管。

    2.2.3  保證混凝土灌注連續(xù)性的措施

    a．合理配置機(jī)械設(shè)備，儲(chǔ)備充足的易損件，做到設(shè)備有用有備；加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備操作手現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)和設(shè)備檢修保養(yǎng)。

    b．建立襯砌作業(yè)前的設(shè)備檢查制度，設(shè)備有故障或能力不匹配不開(kāi)盤(pán)。

    c．對(duì)工程量較大的襯砌段落可采用兩套設(shè)備分左右側(cè)同時(shí)工作，但宜適當(dāng)放慢混凝土灌注速度，以避免臺(tái)車(chē)上浮。

    2.3混凝土搗固

    職搗固手定人定位用插入式振動(dòng)器搗固，以保證混凝土密實(shí)；起拱線以下輔以木錘模外敲振和搗固鏟抽插搗固，以抑制混凝土表面的氣泡產(chǎn)生。灌注過(guò)程中嚴(yán)禁用振動(dòng)棒拖拉混凝土。

    2.4襯砌混凝土封頂

    封頂采用頂模中心封頂鋁接輸送管，逐漸壓注混凝土封頂。當(dāng)擋頭板上觀察孔有漿溢出，即標(biāo)志封頂完成。

    2.5  拆模

    按施工規(guī)范采用后盤(pán)封頂混凝土試件現(xiàn)場(chǎng)試壓達(dá)到的強(qiáng)度來(lái)控制，模筑襯砌混凝土強(qiáng)度不小于2.5MPa時(shí)拆模。

   2.6 混凝土表面缺陷整修

    拆模后，若發(fā)現(xiàn)缺陷，經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后及時(shí)處理。

    a．氣泡：采用白水泥和普通水泥按襯砌表面顏色對(duì)比試驗(yàn)確定的比例摻拌后，局部填補(bǔ)抹平。

    b．環(huán)形接縫處理：采用弧度尺畫(huà)線，切割機(jī)切縫，縫深約2cm，不整齊處進(jìn)行局部修鑿或經(jīng)砂輪機(jī)打磨后，用高標(biāo)號(hào)水泥砂漿修飾，用鋼鏝刀抹平，使接縫圓順整齊。

    c．表面顏色不致：采用砂紙反復(fù)擦拭數(shù)次。

    d．預(yù)留洞室周邊處理：預(yù)留洞室周邊還應(yīng)先行清理干凈，然后噴水濕潤(rùn)，采用高標(biāo)號(hào)與模筑襯砌顏色相統(tǒng)的砂漿，抹平壓光。

    2.7  襯砌混凝土灌注作業(yè)中的幾個(gè)工藝細(xì)節(jié)

    2.7.1  混凝土輸送管路布置

    接頭管箍應(yīng)連接牢靠避免爆脫，管路用方木支墊高出地面，穿過(guò)臺(tái)車(chē)時(shí)管箍不與臺(tái)車(chē)構(gòu)件直接接觸。混凝土輸送管路部設(shè)置根軟管，軟管管口至澆筑面垂距控制在1.5m以內(nèi)，以避免混凝土產(chǎn)生離析。

    2.7.2  鋼筋保護(hù)層厚度保證措施

    由于采用泵送混凝土，灌注速度較快，鋼筋變形較顯著，容易造成拱部鋼筋保護(hù)層減小，甚至造成露筋。因此要保證拱部混凝土墊塊有足夠的強(qiáng)度并在灌注過(guò)程中注意混凝土灌注速度。

    2.7.3  邊墻反弧段混凝土表面氣泡的控制

    在反弧段施工中為控制混凝土表面氣泡，主要采取以下三種措施：a．摻加高緩凝型減水劑(般為水泥重量的1％)和粉煤灰(般為水泥重量的20％左右)，以改善混凝土性能；b．控制混凝土坍落度(般取14cm)；c．搗固方法要得當(dāng)，綜合運(yùn)用，可以減少反弧段氣泡，有改善襯砌混凝土表面質(zhì)量。

    2.7.4  克服混凝土接縫錯(cuò)臺(tái)的措施

    混凝土接縫錯(cuò)臺(tái)是模筑襯砌外觀質(zhì)量的通病之，但通過(guò)采取些具體措施是可以克服的，墻面平整度偏差值完可以控制在3mm之內(nèi)，遠(yuǎn)小于規(guī)范20mm的允許值。

    a．克服環(huán)形接縫處錯(cuò)臺(tái)措施

    為克服環(huán)形接縫處錯(cuò)臺(tái)應(yīng)采取以下方面的措施：是在臺(tái)車(chē)就位前，將混凝土搭接部位及臺(tái)車(chē)搭接部分表面徹底清理干凈，使臺(tái)車(chē)與混凝土表面盡量緊貼；二是加強(qiáng)臺(tái)車(chē)支撐，應(yīng)將所有的支撐部支撐到位，保證臺(tái)車(chē)整體受力，臺(tái)車(chē)兩邊墻部位宜增加絲杠支撐；三是在臺(tái)車(chē)前部拱頂增設(shè)豎向支撐(采用三個(gè)30t的千斤頂)，以防臺(tái)車(chē)上浮造成拱部錯(cuò)臺(tái)；四是放慢邊墻0-3m高部位混凝土的灌注速度(般在約4小時(shí))和嚴(yán)格控制混凝土坍落度(般在14cm)；五是及時(shí)檢查和消除臺(tái)車(chē)兩斷面尺寸誤差；六是中線和標(biāo)高要控制準(zhǔn)確；七是保證臺(tái)車(chē)模板與上環(huán)混凝土的搭接長(zhǎng)度為10—15cm。

    b．克服臺(tái)車(chē)模板板塊拼縫處錯(cuò)臺(tái)措施

    對(duì)模板板塊拼縫進(jìn)行焊聯(lián)并將焊縫打磨平整，形成三塊大模板(拱部塊，左右邊墻各塊)，以抑制使用過(guò)程中模板局部翹曲變形，避免了板塊拼縫處錯(cuò)臺(tái)。

    c．控制臺(tái)車(chē)作業(yè)窗處錯(cuò)臺(tái)

    作業(yè)窗關(guān)閉前，必須將窗口邊框混凝土漿液殘碴清理干凈，并用濕抹布擦拭后鎖緊壓緊卡，并將關(guān)閉支點(diǎn)用楔形木塞緊，防止由于作業(yè)窗口關(guān)閉不嚴(yán)，使窗口部位混凝土表面凹凸不平。

    2.7.5  克服漏漿措施

    環(huán)形接縫處漏漿處置措施：是擋頭板要厚實(shí)，可選用5cm厚木板制作，木模徑向安裝以適應(yīng)部尺寸的不規(guī)則性，在臺(tái)車(chē)部模板板肋處鉆眼用槽鋼和螺栓固定；二是臺(tái)車(chē)鋼模板與上環(huán)混凝土表面的搭接長(zhǎng)度以10-15cm為宜，不宜過(guò)大，否則搭接處不易密貼造成漏漿；三是在搭接處混凝土表面粘貼海綿條止?jié){。

    b．矮邊墻頂面處混凝土接縫漿處置措施：是矮邊墻頂面與臺(tái)車(chē)模板底邊間的空隙用

梯形木封堵密貼；二是混凝土開(kāi)盤(pán)前先泵送同砂漿，砂漿量以矮邊墻上平鋪2cm為宜，既可保證矮邊墻同拱墻混凝土的連接，又可防止模板縫隙漏漿造成混凝土泛砂或暴露骨料。

    2.7.6  克服混凝土表面花紋、顏色不致的措施

    a.消除冷縫和減少不必要的施工縫。如上所述，混凝土要分層、左右側(cè)交替對(duì)稱澆注，澆注過(guò)程要連續(xù)，避免停歇造成“冷縫”，并控制好兩側(cè)對(duì)稱灌注更替時(shí)間控制，避免形成不必要的施工縫。

    b．采用適宜的脫模劑。經(jīng)反復(fù)進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，采用機(jī)油和柴油的混合物按4：6的比例摻  兌，作脫模劑使用，果較好。涂刷要薄而勻，次涂刷后，二次刷子不蘸油再均勻刷遍。切凝土的流動(dòng)范圍。

    3  矮邊墻施工方法和工藝

    大模板臺(tái)車(chē)襯砌前必須采用定型鋼模板先施工矮邊墻。矮邊墻施工高度的選擇般有兩種方案：即較襯砌臺(tái)車(chē)模板底部略高或略低。種方案對(duì)矮邊墻的標(biāo)高及平直度要求很高，否則不易控制臺(tái)車(chē)模板準(zhǔn)確就位或接茬處容易出現(xiàn)漏漿，但脫模容易。二種方案容易實(shí)現(xiàn)臺(tái)車(chē)的準(zhǔn)確定位，缺點(diǎn)是高差留小了脫模困難，經(jīng)常性將矮邊墻棱角打破，高差過(guò)大，縫隙不易封堵，灌注混凝土?xí)r容易漏漿。

    經(jīng)過(guò)對(duì)比分析并結(jié)合多條公路隧道的施工經(jīng)驗(yàn)，我們選用二種方案，矮邊墻頂面比襯砌臺(tái)車(chē)模板底邊低約8cm為宜，此部分在混凝土灌注前用梯形木封堵密貼，以防漏漿。