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摘要：复合式衬砌防水主要依靠全封闭的防水层和二次衬砌混凝土，两者相辅相成，缺一不可。本文分析了隧道复合衬砌防水机理，并以某工程为例从排水管施工、防水板施工、二次衬砌、衬砌背后回填注浆四方面介绍了其施工技术。
关键词：隧道；复合衬砌；施工技术
一、隧道复合衬砌防水机理
复合式初砌是分內外两层先后施作的隧道衬砌结构，即在隧道开挖后立即施作网喷混凝土作为初期支护，经监控量测确认围岩及初期支护基本稳定后再铺设防水层，最后浇筑二次衬砌防水混凝土。复合式衬砌防水主要依靠全封闭的防水层和二次衬砌混凝土，两者相辅相成，缺一不可。二次衬砌防水混凝土在硬化过程中，内部存在着温度应力和收缩应力，这些应力的存在会使防水混凝土产生变形；而初支混凝土表面粗糙、凹凸不平，必然会对二次衬砌混凝土产生相当大的约束力，阻止其变形，于是就产生了拉应力。当拉应力大于二次衬砌混凝土抗拉强度时，混凝土即被拉裂，特别是在隧道起拱线应力集中区产生的裂缝最多。如果设法消除或减弱初期支护喷射混凝土对二次衬砌混凝土的约束，使其自由变形或约束力减小，所产生的拉应力小于混凝土的抗拉强度，二次衬砌混凝土就不会产生裂缝。因此封闭的防水层多选用不透水、表面光滑的塑料片材，它不仅起到防水作用，而且还能隔离、润滑初支喷射混凝土和二次衬砌混凝土，减少二次衬砌混凝土的开裂。
二、隧道复合衬砌施工技术
（一）工程概况
某隧道为分离式隧道类型，左线起讫桩号为ZK1+100～ZK1+770，长670米；右线起讫桩号为K1+116~K1+781，长665米。左右线设计线间距23米，洞口采用削竹式设计。隧道表部覆盖碎石含粘土角砾，下伏基岩为凝灰岩，隧道穿越强~微风化岩体。地下水主要为基岩风化裂隙水，地下水水量贫乏，水文地质条件较简单。明洞结构为现浇钢筋混凝土等截面直墙式衬砌结构。暗洞衬砌结构按新奥法原理，采用复合式支护结构形式。初期支护以锚杆和钢筋网喷砼组成联合支护体系，二次衬砌采用模筑砼结构，初期支护与二次衬砌结构之间设防水排水夹层。二次衬砌采用C30泵送砼结构，抗渗标号应达到S8。
（二）施工技术要点
1、排水管施工
衬砌背后排水设施有环向φ50软式透水管、边墙纵向盲沟为φ100HDPE打孔波纹管、横向φ50HDPE排水管。富水区段（断层带开挖后拱部滴水淋水区段）衬背排水土工布后设环向盲沟，具体视隧道开挖后的富水情况，按（涌水、淌水）、（淌水、渗水）、（渗水、滴水）三种形态确定：Ⅳ、Ⅴ级围岩区段环向排水盲沟按纵向间距1.5~3.0m设臵，Ⅲ级围岩区如仅有少量渗水、滴水地段，环向排水盲沟应使情况按纵向间距5m铺设。
环向排水管的安装：在排水管安装之前，根据设计间距要求，在初期支护表面画线标出环向Φ50透水管的位臵，采用间距1m的铁皮带固定，铁皮带用膨胀螺栓固定，将排水管抱紧固定在初期支护表面。
在环向排水管安装完毕以后，施工纵向Φ100HDPE打孔波纹管，纵向排水管设臵在边墙基础内，与环向排水管、横向排水管用三通管连接；施工纵向排水管的时候，要求在施工完成防水板的时候，防水板应卷绕过纵向排水管，并将纵向排水管裹紧，避免在混凝土浇注的过程中将纵向排水管或横向排水管损坏。
纵向、环向排水管要求超前衬砌有30m以上，防水板施工要求超前衬砌24m，形成平行流水作业。
2、防水板施工
采用LDPE板作防水层厚度0.8mm，防水可靠，施工方便、造价适中。采用无钉铺设工艺，防水板在铺设过程中，不能有任何孔眼穿透防水板，故需先加铺一层缓冲材料，以确保防水板整体性、完整性、防水性。
（1）找平喷砼基面，凡基面凹在10cm以上者，用1:2.5水泥砂浆抹填，凸处凿平，矢高与弦长之比<1:6，锚头、钉头、网筋头、钢支护凸出者烧除与基面平，并用砂浆抹盖。隧道断面变化或转弯时的阴角应抹成R>5cm的圆弧。
（2）基面不得有明水，如有明水应铺设PE230盲沟板，及横、纵排水TS弹塑性排水软管。
（3）铺防冲垫层：垫层材料用土工布（300g/m2）或PE泡沫塑料垫衬。土工布主要性能指标：厚度2.8±0.15mm; 拉伸强度：横向≥380N/5cm;撕裂强度：横向≥200N；纵向≥220N；延伸率：横向40±10%；纵向50±10%；顶破强度：≥800N。
(4)铺设土工布，用特制黑色Φ70mm塑料圆环形带槽片敷其上，用电钻打眼钢钉膨胀环固定，间距拱部0.5-0.7m,边墙1.0-1.2m，凸凹处适当增加固定点，固定方法简单，价格低，且能较易控制螺钉头不超出塑料圆垫圈平面，以确保不顶伤顶破LDPE板。
（5）土工布铺后，即可铺防水LDPE板。
①标出土工布拱顶中线，防水板横向中线与拱顶中线一致，从拱顶向两拱脚，边墙对称铺设。②用热风塑料焊枪或专用电加热压焊器反防水板热合固定于黑色Φ70圆垫片上，一般十余秒钟即可，焊接牢固，整个防水板无一穿孔。③防水板间环向搭接采用焊机使两板热熔连接。④通过检查每环防水板是否有漏缝虚缝及孔眼，可对焊缝补焊，对孔眼加设圆形Φ70以上防水板补钉进行复盖焊补。
3、二次衬砌施工
（1）仰拱衬砌施工
为确保衬砌质量和洞内施工环境，衬砌采取仰拱先做，先清除底部虚碴，排干积水，用防水砂浆对支护表面进行找平兼封堵个别渗漏水，架立钢筋，浇筑仰拱混凝土。模型只在两边与边墙相接处（即工作缝）关模，底部标高采取量矢高的方法控制。
仰拱开挖不允许欠挖，仰拱断面开挖后立即检查并浇筑混凝土。浇筑前清除虚渣、杂物、排除积水，超挖部分按设计规定予以回填。后于边墙施工的仰拱，浇筑前已成仰拱拱座凿毛、冲洗干净，保持湿润，再浇筑混凝土。采用大样板，并由仰拱中心向两侧对称进行，仰拱与边墙衔接处捣固密实。仰拱混凝土达到设计强度70%以上后，清除仰拱上面的碎渣尘土，并冲洗干净而无积水。
（2）墙拱衬砌施工
周转时间：台车移动及标高调整、模板维护0.5天；模筑混凝土1天；混凝土养生与脱模1.5天。
在Ⅴ、Ⅳ级围岩地带二次衬砌紧跟初期支护；Ⅲ级岩地带二次衬砌控制在开挖面后300米左右，最大不超过400米，采用全液压整体模板衬砌台车，衬砌台车长度一般为5-10米。进行墙拱整体式衬砌。采用强制式砼搅拌机拌合砼，自动配料机计量，混凝土输送车运送砼，高压砼输送泵泵送至全液压整体模板衬砌台车进行墙拱整体式衬砌，附着式震动器配合插入式捣固棒振捣。
（1）边墙基础顶面在二衬前应进行如下处理：顶面凿毛，清除浮渣，洒水湿润砼表面，安装纵向止水带，顺直接茬钢筋。
（2）拌和站集中拌和混凝土，无轨运输、泵送入模，机械捣固。砼自模板预留口由两台输送泵左右对称同时灌注。由下向上，对称分层，先墙后拱灌注，倾落自由高度不超过2.0m。
（3）在砼浇筑过程中，派专人观察模板、支架、预埋件和预留空洞的情况，当发现变形位移时，及时采取措施进行处理，确保混凝土连续灌注。
（4）拱顶预埋压浆管，衬砌后拱顶作注浆处理，确保拱顶砼密实。
（5）台车移动时，钢模必须收拢到要求位置，所有作业窗口关闭，移动中必须有专人掌握刹车器，防止台车溜放和冲撞。
（6）边墙和拱脚部分的混凝土振捣作业都利用作业窗口采用插入式振动器进行。拱顶可使用附着式振动器进行振捣作业。
（7）混凝土浇筑后及时养护，养护时间不小于7d；参有外加剂的砼养护时间不小于14天。
4、衬砌背后回填注浆施工
填充二次衬砌混凝土在拱顶可能捣固不够密实而留下孔隙，以及二次衬砌与防水层之间形成的间隙，提高结构的防水能力，确保二次衬砌与初衬共同受力，避免由于初衬与二衬间的空隙变形引起结构的破坏。
（1）注浆浆液
选用普通42.5级硅酸盐水泥浆，水泥浆标号为C30，水灰比为1：O.4-0.5，在水泥浆中添加2-3％的MgO膨胀剂，施工时根据试验确定施工配比。
（2）注浆管制安
二衬背后回填注浆管沿隧道纵向设置，间距5～6米，注浆管进浆口抽丝，以便与管路相连，注浆管中部设法兰式止水环，入浆口螺纹部分涂防锈油，用旧编织袋包扎，防止混凝土施工时螺纹和孔口堵塞。
（3）注浆
二衬注浆时间视二衬混凝土强度确定，完成一段立即注浆一段。注浆时注浆压力控制在0.2～1.0Mpa之间，注浆速度为5～1.5L／min之间，当注浆压力达到或接近设计终压，且进浆非常慢时，即可结束该孔的注浆。
参考文献
[1]陈志刚,马永梭.浅谈隧道防水层施工技术[J].城市建设理论研究（电子版）, 2012年6期.
[2]刘尚雨.某高速公路双连拱隧道施工技术[J].重庆建筑, 2011年9期.
关键词：隧道；复合衬砌；施工技术
一、隧道复合衬砌防水机理
复合式初砌是分內外两层先后施作的隧道衬砌结构，即在隧道开挖后立即施作网喷混凝土作为初期支护，经监控量测确认围岩及初期支护基本稳定后再铺设防水层，最后浇筑二次衬砌防水混凝土。复合式衬砌防水主要依靠全封闭的防水层和二次衬砌混凝土，两者相辅相成，缺一不可。二次衬砌防水混凝土在硬化过程中，内部存在着温度应力和收缩应力，这些应力的存在会使防水混凝土产生变形；而初支混凝土表面粗糙、凹凸不平，必然会对二次衬砌混凝土产生相当大的约束力，阻止其变形，于是就产生了拉应力。当拉应力大于二次衬砌混凝土抗拉强度时，混凝土即被拉裂，特别是在隧道起拱线应力集中区产生的裂缝最多。如果设法消除或减弱初期支护喷射混凝土对二次衬砌混凝土的约束，使其自由变形或约束力减小，所产生的拉应力小于混凝土的抗拉强度，二次衬砌混凝土就不会产生裂缝。因此封闭的防水层多选用不透水、表面光滑的塑料片材，它不仅起到防水作用，而且还能隔离、润滑初支喷射混凝土和二次衬砌混凝土，减少二次衬砌混凝土的开裂。
二、隧道复合衬砌施工技术
（一）工程概况
某隧道为分离式隧道类型，左线起讫桩号为ZK1+100～ZK1+770，长670米；右线起讫桩号为K1+116~K1+781，长665米。左右线设计线间距23米，洞口采用削竹式设计。隧道表部覆盖碎石含粘土角砾，下伏基岩为凝灰岩，隧道穿越强~微风化岩体。地下水主要为基岩风化裂隙水，地下水水量贫乏，水文地质条件较简单。明洞结构为现浇钢筋混凝土等截面直墙式衬砌结构。暗洞衬砌结构按新奥法原理，采用复合式支护结构形式。初期支护以锚杆和钢筋网喷砼组成联合支护体系，二次衬砌采用模筑砼结构，初期支护与二次衬砌结构之间设防水排水夹层。二次衬砌采用C30泵送砼结构，抗渗标号应达到S8。
（二）施工技术要点
1、排水管施工
衬砌背后排水设施有环向φ50软式透水管、边墙纵向盲沟为φ100HDPE打孔波纹管、横向φ50HDPE排水管。富水区段（断层带开挖后拱部滴水淋水区段）衬背排水土工布后设环向盲沟，具体视隧道开挖后的富水情况，按（涌水、淌水）、（淌水、渗水）、（渗水、滴水）三种形态确定：Ⅳ、Ⅴ级围岩区段环向排水盲沟按纵向间距1.5~3.0m设臵，Ⅲ级围岩区如仅有少量渗水、滴水地段，环向排水盲沟应使情况按纵向间距5m铺设。
环向排水管的安装：在排水管安装之前，根据设计间距要求，在初期支护表面画线标出环向Φ50透水管的位臵，采用间距1m的铁皮带固定，铁皮带用膨胀螺栓固定，将排水管抱紧固定在初期支护表面。
在环向排水管安装完毕以后，施工纵向Φ100HDPE打孔波纹管，纵向排水管设臵在边墙基础内，与环向排水管、横向排水管用三通管连接；施工纵向排水管的时候，要求在施工完成防水板的时候，防水板应卷绕过纵向排水管，并将纵向排水管裹紧，避免在混凝土浇注的过程中将纵向排水管或横向排水管损坏。
纵向、环向排水管要求超前衬砌有30m以上，防水板施工要求超前衬砌24m，形成平行流水作业。
2、防水板施工
采用LDPE板作防水层厚度0.8mm，防水可靠，施工方便、造价适中。采用无钉铺设工艺，防水板在铺设过程中，不能有任何孔眼穿透防水板，故需先加铺一层缓冲材料，以确保防水板整体性、完整性、防水性。
（1）找平喷砼基面，凡基面凹在10cm以上者，用1:2.5水泥砂浆抹填，凸处凿平，矢高与弦长之比<1:6，锚头、钉头、网筋头、钢支护凸出者烧除与基面平，并用砂浆抹盖。隧道断面变化或转弯时的阴角应抹成R>5cm的圆弧。
（2）基面不得有明水，如有明水应铺设PE230盲沟板，及横、纵排水TS弹塑性排水软管。
（3）铺防冲垫层：垫层材料用土工布（300g/m2）或PE泡沫塑料垫衬。土工布主要性能指标：厚度2.8±0.15mm; 拉伸强度：横向≥380N/5cm;撕裂强度：横向≥200N；纵向≥220N；延伸率：横向40±10%；纵向50±10%；顶破强度：≥800N。
(4)铺设土工布，用特制黑色Φ70mm塑料圆环形带槽片敷其上，用电钻打眼钢钉膨胀环固定，间距拱部0.5-0.7m,边墙1.0-1.2m，凸凹处适当增加固定点，固定方法简单，价格低，且能较易控制螺钉头不超出塑料圆垫圈平面，以确保不顶伤顶破LDPE板。
（5）土工布铺后，即可铺防水LDPE板。
①标出土工布拱顶中线，防水板横向中线与拱顶中线一致，从拱顶向两拱脚，边墙对称铺设。②用热风塑料焊枪或专用电加热压焊器反防水板热合固定于黑色Φ70圆垫片上，一般十余秒钟即可，焊接牢固，整个防水板无一穿孔。③防水板间环向搭接采用焊机使两板热熔连接。④通过检查每环防水板是否有漏缝虚缝及孔眼，可对焊缝补焊，对孔眼加设圆形Φ70以上防水板补钉进行复盖焊补。
3、二次衬砌施工
（1）仰拱衬砌施工
为确保衬砌质量和洞内施工环境，衬砌采取仰拱先做，先清除底部虚碴，排干积水，用防水砂浆对支护表面进行找平兼封堵个别渗漏水，架立钢筋，浇筑仰拱混凝土。模型只在两边与边墙相接处（即工作缝）关模，底部标高采取量矢高的方法控制。
仰拱开挖不允许欠挖，仰拱断面开挖后立即检查并浇筑混凝土。浇筑前清除虚渣、杂物、排除积水，超挖部分按设计规定予以回填。后于边墙施工的仰拱，浇筑前已成仰拱拱座凿毛、冲洗干净，保持湿润，再浇筑混凝土。采用大样板，并由仰拱中心向两侧对称进行，仰拱与边墙衔接处捣固密实。仰拱混凝土达到设计强度70%以上后，清除仰拱上面的碎渣尘土，并冲洗干净而无积水。
（2）墙拱衬砌施工
周转时间：台车移动及标高调整、模板维护0.5天；模筑混凝土1天；混凝土养生与脱模1.5天。
在Ⅴ、Ⅳ级围岩地带二次衬砌紧跟初期支护；Ⅲ级岩地带二次衬砌控制在开挖面后300米左右，最大不超过400米，采用全液压整体模板衬砌台车，衬砌台车长度一般为5-10米。进行墙拱整体式衬砌。采用强制式砼搅拌机拌合砼，自动配料机计量，混凝土输送车运送砼，高压砼输送泵泵送至全液压整体模板衬砌台车进行墙拱整体式衬砌，附着式震动器配合插入式捣固棒振捣。
（1）边墙基础顶面在二衬前应进行如下处理：顶面凿毛，清除浮渣，洒水湿润砼表面，安装纵向止水带，顺直接茬钢筋。
（2）拌和站集中拌和混凝土，无轨运输、泵送入模，机械捣固。砼自模板预留口由两台输送泵左右对称同时灌注。由下向上，对称分层，先墙后拱灌注，倾落自由高度不超过2.0m。
（3）在砼浇筑过程中，派专人观察模板、支架、预埋件和预留空洞的情况，当发现变形位移时，及时采取措施进行处理，确保混凝土连续灌注。
（4）拱顶预埋压浆管，衬砌后拱顶作注浆处理，确保拱顶砼密实。
（5）台车移动时，钢模必须收拢到要求位置，所有作业窗口关闭，移动中必须有专人掌握刹车器，防止台车溜放和冲撞。
（6）边墙和拱脚部分的混凝土振捣作业都利用作业窗口采用插入式振动器进行。拱顶可使用附着式振动器进行振捣作业。
（7）混凝土浇筑后及时养护，养护时间不小于7d；参有外加剂的砼养护时间不小于14天。
4、衬砌背后回填注浆施工
填充二次衬砌混凝土在拱顶可能捣固不够密实而留下孔隙，以及二次衬砌与防水层之间形成的间隙，提高结构的防水能力，确保二次衬砌与初衬共同受力，避免由于初衬与二衬间的空隙变形引起结构的破坏。
（1）注浆浆液
选用普通42.5级硅酸盐水泥浆，水泥浆标号为C30，水灰比为1：O.4-0.5，在水泥浆中添加2-3％的MgO膨胀剂，施工时根据试验确定施工配比。
（2）注浆管制安
二衬背后回填注浆管沿隧道纵向设置，间距5～6米，注浆管进浆口抽丝，以便与管路相连，注浆管中部设法兰式止水环，入浆口螺纹部分涂防锈油，用旧编织袋包扎，防止混凝土施工时螺纹和孔口堵塞。
（3）注浆
二衬注浆时间视二衬混凝土强度确定，完成一段立即注浆一段。注浆时注浆压力控制在0.2～1.0Mpa之间，注浆速度为5～1.5L／min之间，当注浆压力达到或接近设计终压，且进浆非常慢时，即可结束该孔的注浆。
参考文献
[1]陈志刚,马永梭.浅谈隧道防水层施工技术[J].城市建设理论研究（电子版）, 2012年6期.
[2]刘尚雨.某高速公路双连拱隧道施工技术[J].重庆建筑, 2011年9期.