隧道工程中的衬砌技术应用

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摘要：隧道工程的地质情况往往十分复杂，安全问题不容忽视。在隧道施工过程中，开挖扰动会使岩体的稳定性大幅降低，甚至引起失稳坍塌，而衬砌技术的发展应用能够大幅降低隧道工程的安全风险。文章结合工程实际情况，处理工程施工中遇到的相关问题，并就衬砌技术在隧道工程建设中的应用展开研究，以期提高隧道建设的质量。

关键词：管道建设；衬砌技术；隧道工程

1工程概况

目前，我国经济持续高速发展，能源建设处于转型的关键时期，天然气在能源供应与消费中肩负更加重要的历史使命。为了促进经济社会的低碳绿色的发展，努力建设现代的能源体系，构建布局合理、外通内畅、覆盖广泛、安全以及高效的天然气管道系统十分重要。隧道工程是管网系统建设的重要环节，而衬砌技术是隧道工程质量的重要方面，因此只有重点加强模板施工、模筑衬砌以及衬砌技术施工的质量控制，才能保障隧道衬砌施工的质量。文章以某隧道工程的管道建设为例。该隧道穿越位于两镇之间，进出口的坡度相对比较大。根据这些管线敷设的要求及地形地质条件的状况，确定了隧道的洞门口采用机砖封堵，饰面为砂浆抹面。隧道进口位置离国道较远，需要重新修筑1km施工便道；隧道出口需要整修600m的乡村道路作为施工便道。隧道穿越区属于低山丘陵地貌，地形起伏大，山体地表植被茂盛，主要为灌木林，通视条件较差。

2工程中的问题及对策

隧道位置为低山丘陵地貌，受所在区域有许多的基岩裂隙水，主要是通过降水溶隙和裂隙而形成，并沿裂隙不断地向着岩层的基准面活动。久之，裂隙就变成了地下水的一个巨大的储存空间，同时也是地下水的补给以及移动的通道。受到这些补给方汇水式的制约及这些岩性组合的影响，泉流量一般都小于3.0L/s。隧道所在的位置通过的区域没有发现有地表水的通过，局部的一些山沟地带可能在雨后会形成短暂的水流。受附近构造的相关影响，节理裂隙较发育，岩体较破碎，呈块状的构造，裂隙面较为平直、表面比较粗糙。隧道围岩主要为中等风化－微风化凝灰岩岩体，属于坚硬岩，岩体较破碎－较完整，稳定性相对较好。隧道工程施工的安全问题是所有问题的重中之重，而衬砌技术就为隧道工程的安全提供了强有力的支持。

3衬砌技术

混凝土衬砌采用组合模板全断面衬砌。混凝土采用自拌制的混凝土，利用搅拌运输车进行运输，采用泵送入模的方式灌注，并利用插入式振捣器振捣。在振捣时认真按操作规范进行，并实行定人、定位、定责任，严格控制，避免振捣器直接触动模板、钢筋。施做模筑混凝土前采用浆砌片石填堵躲避洞。工地在现场设有工程试验的中心，同时配备试验所需的技术人员以及设备。技术人员主要负责进场的各种原材料和混凝土等的试验工作，目的就是确保混凝土衬砌的内实以及外美，保证断面的尺寸准确无误，能够一次达标。围岩内部位移和锚杆轴力断面布设以及衬砌施工工艺流程如图1、图2所示。衬砌技术在施工过程中需要重点关注以下内容。第一，在衬砌技术施工时必须严格实行工地工程的检查和签认制度，没有经过监理检人员的签认，施工单位不得灌注混凝土。在衬砌技术施工之前，工程管理部门应该对施工队伍进行施工技术交底，测量人员应该标示出衬砌部分的隧道的中心线以及起拱线的标高。第二，安装排水管、防水板等。以隧道的中心线以及起拱的标高为基准，施工人员需准确地铺设模板，确保衬砌时不侵入这条隧道的建筑限界，放样的时候必须将设计的轮廓按照设计施工的规范布设。第三，混凝土在施工灌筑之前，必须将墙底的虚碴、积水、污物及之前和现在混凝土接头的地方清除干净，清理浮矸直至实底，基础槽内不得有流水或危害砌筑质量的积水。对于安装后的拱架、止水带、立柱以及挡头板等地方检查签字确认完毕，才能够开盘灌筑。在支模之前必须对中、腰线进行检查，严格按中腰线进行支模，墙模板应安设牢固，板面应平顺。第四，模筑衬砌的拱（墙）架的间距，必须根据衬砌的地方隧道的宽度、围岩的情况、模板的长度以及衬砌厚度来确定，一般可取1m，最大不超过1.5m。第五，混凝土所用的运输的设备能够保证混凝土在运输的过程之中不会发生严重泌水、塌落度过多损失以及离漏浆的现象。灌筑所用的混凝土必须水平分层，同时对称地进行实施。当混凝土实施超过衬砌技术设计的拱部的位置之后，此时混凝土的排出管的末端必须埋在混凝土当中，这样就能够保证完全填充。第六，混凝土的灌筑必须保持一定的连续性，如果不得已因故中断，就必须按照工作缝来处理。混凝土的灌筑必须及时振捣，运用插入式振捣器及附贴式振搭配使用，且振捣时必须避免震动头模板面的接触，同时也不能够振动钢筋。第七，衬砌之前必须按照设计做好相关排水盲沟，施工缝、排水管、防水板等施工。拱圈封填必须伴随着拱圈灌筑尽快及时进行。在混凝土的灌筑结束之后，必须及时进行洒水养护，并且当混凝土的强度达到了规范要求时才可以拆模。第八，隧道的掘进是隧道施工安全进行控制的一个重要的环节。隧道在进行开挖时的断面比较大，人员在施工的时候必须严格按照设计的图纸及设计规范采用合理的开挖掘进的方案，严格控制掘进的进尺，同时选择最好的爆破的参数，必须完全地确保施工的安全。不良的地质地段的隧道掘进开挖必须根据现场的实际情况采用短进尺、弱爆破及强支护同时勤测量的现场施工方式。第九，天然气管线隧道断面的支护必须时刻紧跟着开挖掘进的工作面，必须按照设计的要求进行监控，对于那些位于不良的地质地段的天然气管线隧道断面，支护工作必须及时进行封闭。同时，支护要严格的按照设计单位设计的方案进行，利用围岩监控量测资料，对支护方案进行动态管理，以保证安全。第十，天然气管线隧道软弱围岩的施工必须采用多种多样的加固措施，尽可能地提高围岩本身的自承能力。施工过程中的机具设备必须放置在安全的地段，注浆机、喷射机、水箱必须装压力表及安全阀，同时也要定期地进行耐压试验。如果有发生堵管情况，必须及时地进行疏通。在处理这些堵管的过程中，严禁在喷嘴前站人。同时，必须经常检查管道及接头是否存在松脱及击穿的风险，如果发现有问题必须立即进行处理。

4结束语

衬砌技术是天然气管线隧道进行安全施工最重要的部分，对这些不良的地质隧道必须先治水、短开挖、弱爆破、强支护、早衬砌，稳步前进。衬砌能够提高围岩的承载能力，极大地提高隧道施工的安全性。衬砌应按设计要求进行相关作业，防止隧道围岩失稳，影响隧道施工的安全。随着衬砌技术的不断发展，势必会广泛地应用于隧道工程建设中，有效地提高隧道建设的质量，能为管道建设隧道工程保驾护航。

参考文献：

[1]张顶立,台启民,房倩.复杂隧道围岩安全性及其评价方法[J].岩石力学与工程学报,2017,36(2):270-296.

[2]SY/T6853-2012,油气输送管道隧道设计规范[S].

[3]GB50424-2015,油气输送管道穿越工程施工规范[S].

作者：任鹏 单位：浙江省电力建设有限公司