张小军
(中铁十八局集团工程有限公司,天津河西 300222)
摘 要：结合杭绍台城际铁路东茗隧道，阐述二衬混凝土车逐窗入模浇筑改造施工工艺，有效防止出现了局部麻面、振搗不密实、空洞、施工冷缝、“人”字坡等质量通病和还有二衬浇筑时间长、用人工多现象，为今后类似工程施工提供一些可借鉴的经验。
关键词：隧道工程; 混凝土; 逐窗入模; 分流槽; 质量通病;
分类号：U455.91
1工程概况
杭绍台城际铁路是连接杭州、绍兴、台州三地的专供旅客列车行驶的一条城际铁路，自杭州东站至玉环站，主线全长269千米，全线预计共设12座车站，设计时速为350千米，由民营资本、中国铁路总公司、浙江省交通集团和地方政府共同出资建设。该铁路是浙江省内沟通杭州都市区与温台沿海城市群的一条快捷通道，是长江三角洲地区城际轨道交通网络的重要组成部分，国家沿海铁路快速客运通道的组成部分，也是中国首条民营资本控股的高铁PPP项目，入选《浙江省“十三五”规划纲要》、全国“社会资本投资铁路示范项目”名单。中铁十八局集团承建的杭绍台铁路3标全长41公里，主要工程有隧道6座，桥8座，路基13段，嵊州新昌站1座；制(存)梁195孔，无砟道床铺设82.71公里。东茗隧道是杭绍台铁路全线第一长隧，全长18226.15米，东茗隧道地质复杂、围岩多变，堪称地质博物馆，也是全线控制性工程。为防止隧道二衬施工中出现混凝土外观存在局部麻面、振捣不密实、空洞等问题，为保证混凝土浇筑质量，特制定隧道二衬台车逐窗人模浇筑施工方案，在东茗隧道进行了二衬台车逐窗人模浇筑施工，二衬滑槽逐窗入模布置图见图1。
图1二衬滑槽逐窗入模布置图（横断面）
二、工艺试验施工程序及施工方法
2.1衬砌模板台车附着式振捣器布置及安装
（1）振捣器安装位置
附着式振捣器功率均为2.2KW,共16台，安装于如下图所示的二衬台车左右对称的定型模板上，分中下二层布设，每层布设四台，呈梅花型布置，具体位置见下图二衬台车附着式振动器安装位置布置图。
同时，为了保证用电安全，附着式振动器电线采用PVC管穿线，一排布置一根PVC穿管线，每个附着式振动器单独设置开关。详见图2。
图2附着式振捣器布置图
（2）振捣器固定方式
图3附着式振捣器螺栓固定
附着式振动器体积小，重量轻(仪21KG/台)， 每台振捣器在模板上采用螺栓固定即可使用。但由于附着式振动器激振力强，地脚螺栓必须有足够的强度并与钢板拧紧，钢板再与台车模板通过肋板焊接在一起，在振捣作业前，必须锁紧夹具，以保证模板和混凝土与台面一起振动。详见图3。
附着式振动器与模板台车按照布置图安装、固定完成后，振动器与电控箱采用截面不小于2mm2的铜线连接，并通过16A 工业插头连接到电控箱上，振动器外壳应可靠接地或接零[1]。
（3）试振
在上述准备工作完成以后，第一次使用前，检查控制系统是否正常，断开电箱柜前面工业插座上面的各路控制振动器的空气开关。接通电箱柜上的总电源，打开总开关，确认电压表、电源指标灯显示是否正常，按电箱柜上面板的启动按钮进行启动，看上面的运行指标灯是否运行正常。变频柜的启动属于软启动特性，振动器从启动到结束经历一个由低速到高速，然后匀速转动工作，最后自由停止的过程。如果在运行过程中，操作错误或电源缺相及共他原因造成控制器故障蜂鸣报警，需按面板上的故障复位按钮来恢复到正常状态，系统才可重新启动。经过调试正常后即可投入现场使用[2]。
2.2衬砌模板台车窗口布设及浇筑顺序
（1）二次衬砌台车灌注窗口的布设
灌注窗口分上、中、下三层左右对称布置，每层设置4个窗口，层与层间交错布置。窗口大小为0.5*0.45m。台车拱部最高点纵向断面上设置垂直方向泵送接口管3根，设置在台车两边和中间位置，分别为C1、C2、C3。具体尺寸位置详见详见图4、图5。
图4二衬台车混凝土灌筑窗口正面布置图
图5二衬台车混凝土灌筑窗口侧面布置图
（2）混凝土浇筑顺序安排
混凝土浇筑顺序为由洞口已浇筑段二次衬砌向掌子面方向从下到上，左右对称逐窗浇筑，逐窗振捣。具体：①从左1-1 (右1-1)顺序浇筑至左1-4(右1-4)，由各个窗口振捣以插入式振捣为主，附着式振捣器为辅，分层分组振捣；②从左2-1 (右2-1) 顺序浇筑至左2-4(右2-4),由各个窗口振捣以插入式振捣为主，附着式振捣器为辅，分层分组振捣。③从左3-1 (右3-1) 顺序浇筑至左3-4 (右3-4), 由窗口插入振捣棒振捣密实；④从C1顺序灌注至C3（由高往低）进行冲顶，依靠冲顶压力以及混凝土自重，从而使混凝土密实。当拱顶挡头模板最高处混凝土浆液外涌判定浇筑饱满后停止混凝土灌注。
2.3泵送混凝土浇筑前准备工作
（1）试验人员依据施工配料通知单对搅拌机各种原材料的计量参数进行设定，确认无误后，开始进行混凝土的拌和，首盘混凝土出站前对坍落度、含气量、和易性进行检测，确认混凝土性能满足要求后开始正式拌和并将混凝土运输至现场。
（2）混凝土到达现场后，现场试验人员检测混凝土坍落度、入模温度，满足要求后开始浇筑；混凝土测试指标不合格时严禁浇筑，混凝土退回搅拌站重新调配，严禁在现场私自加水随意调整混凝土的用水量而影响混凝土强度等级。
（3）混凝土罐车到达指定卸料位置后，在卸料之前要加速转动混凝土搅拌罐不少于30s，以降低由于混凝土运输过程对混凝土拌合物性能的影响。
2.4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，混凝土经由输送泵→三通泵送管→两侧接料斗→溜槽→各层窗口→入模，将混凝土料均匀地分布到各个窗口位置。详见图6。
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，每个接料斗配备溜槽，溜槽长度根据接料斗至最近窗口间距离进行加工，确保混凝土能够通过溜槽进入平台以下各工作窗口。
图6衬砌混凝土浇筑溜槽逐窗分层示意图
接料斗设置活动中隔板，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60~80cm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60~80cm时，换至左侧进行混凝土浇筑，如此循环完成拱腰以下窗口（台车工作平台高度以下窗口）部位的衬砌混凝土浇筑。详见图7。
图7接料斗设置活动中隔板示意图
浇筑拱腰部位（台车工作平台至拱顶之间）衬砌混凝土时，在衬砌台车工作平台部位的三通泵送管处连接耐磨橡胶软管进入台车工作窗口、泵送混凝土入模的方案，通过更换不同长度的耐磨橡胶软管实现拱腰部位衬砌混凝土的逐层分窗浇筑施工。
（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），进入封顶阶段，衬砌台车长度为12m，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：12m长度衬砌台车在距端头3m、6m、9m处设3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，在防水板顶部粘接一道打孔排气管（⌀30mmPVC管），排气管与防水板粘接牢固。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土，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。
2.5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，采用插入式振捣器、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。详见图8。
图8衬砌混凝土浇筑逐窗振捣
拱腰以下的边墙部位采用插入式振捣器为主、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。插入式振捣器的振捣范围为窗口左右两侧混凝土；附着式振捣器布置于台车各工作窗口之间，梅花型布置，具体布置间距根据所选用的振捣器有效作用距离计算后确定，每台附着式振捣器设计独立开关并进行编号，以浇筑混凝土的先后顺序为原则进行编号，可有效避免因误开振捣器而形成过振、漏振现象的发生。振捣棒振捣混凝土时，振捣棒应该快插慢拔，插点要均匀排列，振动棒要垂直插入垂直拔出逐点振捣逐点移动，顺序进行，移动间距不宜大于振捣器作用半径的1.5倍，严禁将振捣棒放入混凝土后从前到后拖拉式振捣混凝土。混凝土振捣上一层时应插入下一层50~100mm，以使两层混凝土结合牢固，振捣要避免漏捣、过捣, 振捣时不得触及钢筋和模板。上层和下层振捣时间差不应超过2h。
附着式振捣器振捣时，待混凝土浇筑到振动器上方1m高处，开动整排附着式振动器，同时振动15s，然后继续灌注。脱模后对衬砌混凝土表面外观质量进行检查，若混凝土表面出现明显“蜂窝、麻面、翻砂”等质量缺陷，对附着式振捣器时间进行调整，确保混凝土的表观整体平整度及光洁度满足设计及规范要求。
2.6质量控制
（1）加强混凝土各环节管理，坍落度波动小于2cm，严禁随意加水。
（2）附着式振捣器应根据台车各工作窗口间距及附着式振捣器有效振捣半径合理布置。
（3）每台附着式振捣器应编号并设置独立控制开关，避免浇筑混凝土过程中发生过振、漏振现象。
（4）衬砌台车顶部封顶浇筑孔数量应不少于2个，确保封顶混凝土能够将衬砌拱顶范围内有效填充，避免在衬砌拱顶形成大面积脱空。
（5）在衬砌拱顶防水板内缘处埋设纵向排气孔与注浆管，混凝土浇筑完毕后及时对衬砌背后局部脱空地段进行回填注浆。
2.7施工注意事项
（1）混凝土输送泵的操作人员必须经过专门培训合格后，方可上岗操作。
（2）混凝土输送泵与输送管连通后，应按所用混凝土输送泵说明书的规定进行全面检查，符合要求后方可开机进行空运转。
（3）混凝土输送泵启动后，应先泵送适量水以湿润混凝土泵的料斗、活塞及输送管的内壁等直接与混凝土接触部位。
（4）经泵送水检查，确认混凝土泵和输送管中无异物后，应采用下列方法之一润滑混凝土泵和输送管内壁。
①泵送水泥浆。
②泵送与施工混凝土相同配合比但粗骨料减少50%的混凝土通过管道。
（5）开始泵送时，混凝土泵应处于慢速、匀速并随时可反泵的状态，泵送速度应先慢后快，逐步加速。同时，应观察混凝土泵的压力和各系统的工作情况，待各系统运转顺利后，方可以正常速度进行泵送。
（6）泵送混凝土时，如输送管内吸入空气，应立即反泵吸出混凝土至料斗中重新搅拌，排出空气后再泵送。
（7）泵送混凝土时，料斗内应保持足够的混凝土。
（8）当混凝土泵出现压力升高且不稳定、油温升高、输送管明显振动等现象而泵送困难时，不得强行泵送，并应立即查明原因，采取措施排除，可先用木槌敲击输送管弯管、锥形管等部位，并进行慢带泵送或反泵，防止堵塞。
（9）当输送管被堵塞时，应采取下列方法排除：
①重复进行反泵和正泵，逐步吸出混凝土至料斗中，重新搅拌后泵送。
②用木槌敲击等方法，查明堵塞部位，将混凝土击松后，重复进行反泵和正泵，排除堵塞。
③当上述两种方法无效时，应在混凝土卸压后，拆除堵塞部位的输送管，排出混凝土堵塞物后，方可接管。重新泵送前，应先排除管内空气后，方可拧紧接头。
3结束语
东茗隧道工程采用此《隧道二衬台车逐窗人模浇筑改造方案》，不仅避免了隧道二衬混凝土施工时因拆卸泵管耽误时间及人工，而且能避免单窗布料等原因造成二衬混凝土出现集料窝、蜂窝麻面、施工冷缝、“人”字坡等质量通病，确保二衬混凝土施工质量，提高人工功效，以保证二衬混凝土逐窗布料、减小现场工人拆卸泵管的工作难度，提高工作效率。
参考文献：
[1]蔺鑫磊,陈勇.高速公路隧道二次衬砌混凝土逐窗入模技术研究[J].施工技术,2018,47(17):79-82.
[2]李成业.“三逐两孔两振”工艺在尚岗二号隧道二衬施工中的应用[J].价值工程,2018,37(12):101-103.
Hangshaotai railway tunnel second lined stage car window into the mold casting reconstruction technology
Zhang xiao jun
(China Railway 18 Bureau Group Engineering Co., Ltd., Tianjin Hexi 300222)
Abstract: combined with the East tea tunnel of hangshaotai intercity railway, this paper expounds the construction technology of two-lined concrete car pouring into the mold by window. Effective prevention of the occurrence of local hemp surface, vibration, indentness, voids, construction cold seams, "human" word slope and other quality diseases, and there are two lining pouring time, artificial and many phenomena, for the future construction of similar projects to provide some reference experience.
Key words: tunnel engineering; Concrete; Window entry model; Diversion slots; Quality disease;
Classification number: U 455.91
