李有緣，劉文華

（廣東華隧建設(shè)集團(tuán)股份有限公司，廣東 廣州 510308）

目前，國(guó)內(nèi)研究隧道盾構(gòu)施工與隧洞邊頂拱二次襯砌同步施工技術(shù)的較少，本文介紹的隧洞邊頂拱二次襯砌施工與盾構(gòu)掘進(jìn)同步施工技術(shù)是一種有效地提高隧洞施工效率，在不影響盾構(gòu)施工的前提下，隧洞邊頂拱二次襯砌緊跟盾構(gòu)施工完成二襯拱墻與頂拱結(jié)構(gòu)。

隧洞二襯與盾構(gòu)掘進(jìn)同步施工相比隧洞二襯與TBM 掘進(jìn)同步施工有著截然不同的區(qū)別。兩者的掘進(jìn)效率不同，初支施工工藝不同，隧洞二襯澆筑工藝不同，隧洞物資水平運(yùn)輸方式不同。本文介紹的隧洞邊頂拱二次襯砌與盾構(gòu)掘進(jìn)同步施工技術(shù)特點(diǎn)是：采用了獨(dú)有的液壓整體式鋼模板臺(tái)車(chē)；采用“先拱墻、拱頂分段襯砌，仰拱后做”的施工方法，實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)隧洞與二襯同步實(shí)施；采用改裝的鋼軌攪拌車(chē)負(fù)責(zé)隧洞內(nèi)混凝土運(yùn)輸作業(yè)；采用四軌三線供五列電瓶車(chē)、盾構(gòu)臺(tái)車(chē)行駛、兩列鋼軌攪拌車(chē)、拱墻臺(tái)車(chē)、整體式液壓襯砌鋼模臺(tái)車(chē)，洞內(nèi)運(yùn)輸用有軌運(yùn)輸。

1 工程背景

韓江鹿湖隧洞引水工程盾構(gòu)隧洞分為兩段，分別為1 975m 及2 123m 長(zhǎng)距離隧洞，隧洞采用雙層復(fù)合式襯砌組合而成，初襯為盾構(gòu)管片，二次襯砌采用模筑鋼筋混凝土。通過(guò)測(cè)算，在完成盾構(gòu)管片安裝、清理軌道后，再進(jìn)行隧洞二次襯砌施工無(wú)法滿足工期要求。若能實(shí)現(xiàn)在盾構(gòu)管片安裝后不需要清理軌道即可同時(shí)施工二襯襯砌，即可滿足工期要求。長(zhǎng)距離隧洞施工二次襯砌對(duì)混凝土泵和混凝土自身的質(zhì)量提出了較高的要求。

2 解決思路

解決技術(shù)難題的思路主要為：通過(guò)隧洞二襯與盾構(gòu)同步施工技術(shù)的研究和應(yīng)用，總結(jié)出一套隧洞盾構(gòu)施工與二襯同步施工技術(shù)，規(guī)避二襯施工過(guò)程中對(duì)盾構(gòu)施工的制約；隧洞鋼軌攪拌車(chē)運(yùn)輸二襯混凝土，保證二襯混凝土的坍落度與和易性，避免混凝土長(zhǎng)距離泵送容易被堵的問(wèn)題；通過(guò)隧洞內(nèi)設(shè)道岔鋪軌合理布置，實(shí)現(xiàn)隧洞盾構(gòu)施工電瓶車(chē)輛、二襯鋼軌攪拌車(chē)互不影響的效果。

3 邊頂拱同步襯砌總體施工方案

通過(guò)對(duì)隧洞二襯與盾構(gòu)同步施工技術(shù)的研究，采用二次襯砌逆作法施工，將隧洞二襯分成上部（邊墻、拱頂）和下部（仰拱）兩部分進(jìn)行施工，并先進(jìn)行上部施工，即可滿足在不影響初襯（盾構(gòu)掘進(jìn)施工）的前提下同步完成大部分的隧洞二襯，待隧洞貫通、清理軌枕后，進(jìn)行隧洞仰拱的施工，將隧洞二襯擬合成環(huán)。

根據(jù)隧洞邊墻、頂拱澆筑特點(diǎn)分析，為滿足拱墻和拱頂?shù)臐仓?，在邊墻的位置往初襯面上打設(shè)錨桿形成支撐體系對(duì)邊墻、拱頂提供支承的作用。通過(guò)有限元法受力驗(yàn)算可得兩側(cè)各采用雙排?18@200 鋼筋錨進(jìn)管片面10cm，鉆孔、清理碎渣后采用砂漿或植筋膠填充孔洞，即可滿足受力要求。

為了規(guī)避邊墻與頂拱混凝土澆筑過(guò)程中接縫處漏漿的現(xiàn)象，可在管片面先施工一道高度30cm的拱墻，相當(dāng)于拱墻作為二襯邊墻與頂拱的底模與支撐，混凝土澆筑時(shí)，液壓臺(tái)車(chē)貼至拱墻上即可進(jìn)行澆筑，可規(guī)避邊墻與頂拱混凝土澆筑過(guò)程中接縫處漏漿的現(xiàn)象，見(jiàn)圖1。

圖1 隧洞內(nèi)空間位置示意圖（單位：mm）

二次襯砌段落邊墻與頂拱采用定制18m 鋼模板襯砌臺(tái)車(chē)，在完成鋼筋綁扎后，通過(guò)調(diào)整液壓元件，使模板正確對(duì)位。自制的2m3砼斗裝卸拱墻混凝土，利用電瓶車(chē)運(yùn)輸混凝土至隧洞內(nèi)自制的拱墻臺(tái)車(chē)下方，利用平臺(tái)下方橫梁上的電動(dòng)葫蘆將砼斗吊放至作業(yè)平臺(tái)上方，利用溜槽從平臺(tái)兩邊同時(shí)下放混凝土，可同時(shí)對(duì)稱澆筑，采用插入式振搗棒進(jìn)行振搗。待隧洞貫通、清理軌枕后，同步進(jìn)行隧洞仰拱的施工，仰拱施工模板采用原頂拱、拱墻液壓模板臺(tái)車(chē)改裝而成的自行式針梁臺(tái)車(chē)。結(jié)合上述措施即可滿足在不影響初襯的前提下完成隧洞二襯同步實(shí)施。

4 關(guān)鍵技術(shù)

4.1 二襯混凝土運(yùn)輸技術(shù)

二襯混凝土運(yùn)輸包括混凝土地面運(yùn)輸和隧洞內(nèi)混凝土運(yùn)輸。商品混凝攪拌車(chē)運(yùn)輸混凝土至基坑邊上，通過(guò)溜槽與混凝土導(dǎo)管輸送混凝土至隧洞底部洞口軌道上鋼軌攪拌車(chē)存儲(chǔ)罐中，然后鋼軌攪拌車(chē)?yán)貌裼桶l(fā)電機(jī)自驅(qū)運(yùn)輸混凝土到隧洞內(nèi)二襯臺(tái)車(chē)處。

根據(jù)盾構(gòu)施工軌道布設(shè)的規(guī)格，改裝一種使用原盾構(gòu)施工行駛軌道的11kW 柴油發(fā)電機(jī)自驅(qū)動(dòng)的8m3鋼軌攪拌車(chē)負(fù)責(zé)隧洞內(nèi)混凝土運(yùn)輸，隧洞內(nèi)同時(shí)放置兩臺(tái)或者多臺(tái)鋼軌攪拌車(chē)，一臺(tái)鋼軌攪拌車(chē)在輸送過(guò)程時(shí)，另外一臺(tái)鋼軌攪拌車(chē)在隧洞口接送混凝土準(zhǔn)備，保證最少有一臺(tái)鋼軌攪拌車(chē)在隧洞內(nèi)送料，從而保證澆筑不間斷連續(xù)進(jìn)行。

4.2 同步二襯施工臺(tái)車(chē)研究

盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程產(chǎn)生的渣土、預(yù)制的管片、螺栓、油脂等材料需要利用電瓶車(chē)進(jìn)行隧洞內(nèi)運(yùn)輸，隧洞底板敷設(shè)供電瓶車(chē)行駛的鋼軌道、鋼軌枕。通風(fēng)管解決隧洞內(nèi)作業(yè)人員施工環(huán)境的問(wèn)題。隧洞內(nèi)的電瓶車(chē)通行、水、電纜管線、通風(fēng)管、人行道均影響隧洞二襯施工。

根據(jù)隧洞內(nèi)盾構(gòu)各配套對(duì)二襯的影響，研究一套滿足盾構(gòu)電瓶車(chē)及管線順利通過(guò)的二襯配套臺(tái)車(chē)設(shè)備，這種設(shè)備可以正常施工拱墻及拱頂，還有足夠的通過(guò)空間，滿足盾構(gòu)電瓶車(chē)和管線通過(guò)要求。

4.3 隧洞內(nèi)錯(cuò)車(chē)技術(shù)

隧洞內(nèi)電機(jī)車(chē)通行采用隧洞內(nèi)錯(cuò)車(chē)技術(shù)，隧洞內(nèi)設(shè)道岔鋪軌采用四軌三線供五列電瓶車(chē)、盾構(gòu)臺(tái)車(chē)行駛、兩列鋼軌攪拌車(chē)、拱墻臺(tái)車(chē)、整體式液壓襯砌鋼模臺(tái)車(chē)，洞內(nèi)運(yùn)輸用鋼軌運(yùn)輸。為方便鋼軌從工作井吊入和駁接，單根鋼軌長(zhǎng)6m，軌枕和鋼軌的連接扣件采用螺栓扣板扣件。

為了保證材料運(yùn)輸?shù)倪B續(xù)性，在盾構(gòu)正常掘進(jìn)后于盾構(gòu)臺(tái)車(chē)后部鋪設(shè)Y 型道岔實(shí)行單洞五列電瓶車(chē)、兩列鋼軌攪拌車(chē)運(yùn)輸，Y 型道岔隨盾構(gòu)掘進(jìn)、二襯澆筑遷移，如圖2 所示。

圖2 隧洞內(nèi)岔道示意圖

5 結(jié)論與展望

以韓江鹿湖隧洞引水工程盾構(gòu)隧洞施工為依托，總結(jié)出一套隧洞二襯施工與盾構(gòu)掘進(jìn)同步施工技術(shù)，解決了因隧洞二襯無(wú)法與盾構(gòu)施工同步導(dǎo)致的工期長(zhǎng)、質(zhì)量難以保障的困局。主要?jiǎng)?chuàng)新和先進(jìn)性體現(xiàn)以下幾點(diǎn)。

1）隧洞二次襯砌采用“先拱墻、拱頂分段襯砌，仰拱后做”的施工方法，不影響初襯的前提下，進(jìn)行隧洞的拱墻、拱頂結(jié)構(gòu)施工，實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)隧洞與二襯同步實(shí)施。

2）隧洞混凝土澆筑時(shí)，采用改裝的鋼軌攪拌車(chē)負(fù)責(zé)隧洞內(nèi)混凝土運(yùn)輸作業(yè)，有效保證隧道二襯澆筑的混凝土坍落度與和易性滿足要求，避免混凝土長(zhǎng)距離泵送運(yùn)輸發(fā)生堵管現(xiàn)象。

3）在隧洞不同位置設(shè)置道岔，在必須滿足盾構(gòu)施工與隧洞二襯澆筑的條件下，合理設(shè)置道岔，有效安排隧洞電瓶車(chē)、混凝土鋼軌攪拌車(chē)錯(cuò)車(chē)位置及行駛線路，保證隧洞盾構(gòu)掘進(jìn)和隧洞二次襯砌的上部同步施工。

隧洞二襯施工與盾構(gòu)掘進(jìn)同步施工技術(shù)不僅能較大的節(jié)約成本，取得經(jīng)濟(jì)效益，更能大大促進(jìn)隧道建設(shè)發(fā)展，社會(huì)效益顯著。

本項(xiàng)目盾構(gòu)掘進(jìn)效率與二襯施工效率基本一致。如果盾構(gòu)掘進(jìn)效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于二襯施工效率，將會(huì)出現(xiàn)二襯施工無(wú)法緊跟盾構(gòu)施工步伐。如果盾構(gòu)施工效率非常低，二襯施工受到盾構(gòu)施工掘進(jìn)制約，因此如何提高二襯施工與盾構(gòu)掘進(jìn)同步施工工效成為下一步研究重點(diǎn)。