理论教育 隧道施工:内层衬砌时机与方法

隧道施工:内层衬砌时机与方法

时间:2023-08-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:但是按照现代隧道工程理论设计和新奥法施作的内层衬砌,主要是提供安全储备,承受后期围岩压力,围岩或围岩加初期支护是承载的主体。

隧道施工:内层衬砌时机与方法

1.内层衬砌的施作时机

就模筑混凝土衬砌的施工技术和工艺而言,采用新奥法施作的内层衬砌,与采用传统的矿山法施作的单层衬砌相比较,没有什么区别。但是内层衬砌是复合衬砌的一部分,它在整个隧道结构力学体系中的作用及施作时机,与单层衬砌有着显著的不同。

按照传统的松弛荷载理论设计和传统矿山法施作的单层衬砌,是主要的承载结构,需要尽早施作。但是按照现代隧道工程理论设计和新奥法施作的内层衬砌,主要是提供安全储备,承受后期围岩压力,围岩或围岩加初期支护是承载的主体。因此,可以在围岩或围岩加初期支护稳定后的适当时机施作内层衬砌。

公路(铁路)隧道施工规范规定:当各测试项目表明围岩无明显的流变,且位移有较明显的减缓趋势,水平收敛小于0.2 mm/天,拱顶下沉小于0.15 mm/天,而且位移值占总位移值的80%~90%时,即可施作内层衬砌。

值得注意的是,这一规定只适合无明显流变性质的围岩。根据工程实践经验,常规的初期支护参数已很难保证,仅依靠初期支护来获得围岩的基本稳定,就需要大幅度提高支护参数(已突破规范规定)。这说明,在强流变围岩条件下,初期支护的约束能力不足时,一味地加大初期支护参数所获得的效用很低,也是不经济的,而且初期支护尤其是锚杆(锚索)的耐久性还没有可靠的证明。在此条件下,需要及时采用刚度更大的混凝土或钢筋混凝土内层衬砌,来更为有效地阻止围岩变形,保证围岩的稳定和安全。

另外,在强流变等特殊地层中,当初期支护的有效性降低时,出于经济性的考虑,可以提前调用内层衬砌,让内层衬砌尽早承载,避免发生后期坍塌,保证施工要全。因此,有的工程在规范没有明确规定的条件下,要求施工单位保证内层衬砌离开挖面的距离不得超过260 m。(www.daowen.com)

2.内层衬砌的施工方法

复合式衬砌施工的基本程序,一般是先施作初期支护,在初期支护施作完成,隧道已成型并且基本稳定后,再就地模筑或现场拼装混凝土,或施作钢筋混凝土内层衬砌。在隧道纵深方向,内层衬砌需要分段施作。上部拱墙施工通常采用整体模板台车配混凝土输送泵分段灌注。下部仰拱、仰拱填充和底板的施工则只需配备挡头板就可进行灌注。

在现代隧道工程中,由于施作初期支护以后,就可以获得洞室的基本稳定,因此,现代隧道工程理论及新奥法均要求:内层衬砌应尽可能地采用完全顺作法施工,即先施作下部仰拱、仰拱填充和底板,后施作上部拱墙,由下到上顺序施工。完全顺作法具有施工程序简化、无逆作施工缝、施工安全等优点,可以避免结构受力状态的转换,保证内层衬砌的整体性和受力状态良好。

在我国浙江省湖州市安吉县天荒坪镇抽水蓄能电站工程中,输水隧道为斜井,倾角为58°、直径为7 m,已采用整体滑动模板,将整圈衬砌一次模筑完成,成为完全顺作法应用的成功案例。

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