隧道復(fù)合式襯砌,作為隧道工程施工技術(shù)進(jìn)步的一種新方法,正在被越來越多的采用,有逐步形成一種取代整體式襯砌的趨勢。由于它和整體式襯砌在設(shè)計(jì)計(jì)算理論上的不同,因而在工程造價(jià)等方面有著諸多優(yōu)勢;從愉懷鐵路符合式襯砌施工來看,作為一種新的施工方法,有必要對其可能帶來的質(zhì)量方面的負(fù)面影響進(jìn)行探討,愿能起到拋磚引玉的作用。
一、隧道開挖
從設(shè)計(jì)上來看,因受現(xiàn)階段地質(zhì)探測方法的限制,不可能對圍巖地質(zhì)情況了解的非常清楚,盡管在施工中,都對圍巖進(jìn)行調(diào)查,但因施工是個(gè)連續(xù)性的活動,不可能在遇到圍巖變化時(shí),立即停止工作而進(jìn)行變更設(shè)計(jì),這樣以來就會形成施工和設(shè)計(jì)變更過程的時(shí)間差。而在這個(gè)時(shí)間差里,開挖工作可能還是按原設(shè)計(jì)圍巖級別施工,尤其在軟弱圍巖段,隨時(shí)可能出現(xiàn)因圍巖變形較大,而發(fā)生坍塌事故。如果為防止坍塌,抓緊時(shí)間強(qiáng)行進(jìn)行噴錨支護(hù),在設(shè)計(jì)核定圍巖變差的情況下,因變更而增加的組合襯砌厚度也就會不夠,將帶來二次開挖和二次噴錨支護(hù),損失將是不可避免的。
二、初期支護(hù)
對隧道開挖來講,因光面爆破作業(yè)效果不同,欠超挖現(xiàn)象肯定存在,欠挖可補(bǔ)挖,超挖極有可能按通常做法,出現(xiàn)鋼筋網(wǎng)后用碎石回填現(xiàn)象,一些人可能認(rèn)為:反正二次模筑混凝土后,要進(jìn)行壓漿,這部分也就密實(shí)了。其實(shí)不然,“壓而不密”的現(xiàn)象可以說是屢見不鮮,且如果復(fù)合式襯砌設(shè)計(jì)有防水板,壓漿將造成防水板的損壞,將降低或破壞防水板的功能。
從施工的實(shí)際來看,存在的另一個(gè)問題就是“欠腳”。所謂“欠腳”,就是指在開挖中,人為的留下墻腳或墻腳、拱腳開挖不到位。墻腳開挖不到位現(xiàn)象在實(shí)際施工中較多,而因圍巖情況不好,初期支護(hù)后變形時(shí)間內(nèi),怕格柵位移或虛立而引起坍方,人為的留下部分圍巖或虛碴的現(xiàn)象,這樣就會形成初期支護(hù)不到位,開挖仰拱時(shí)如不徹底清除初期支護(hù)厚度內(nèi)的圍巖或虛碴,勢必造成墻腳復(fù)合襯砌厚度不夠;而在分為上、下半斷面施工時(shí),拱腳“欠腳”和噴護(hù)堆積清理不干凈,則直接造成墻腳復(fù)合襯砌厚度不夠,這點(diǎn)在規(guī)范上是不允許的。
施工中的另一個(gè)問題就是鋼構(gòu)件(鋼拱或格柵)和圍巖不密帖,造成“陰影區(qū)”,尤其對采用鋼拱架的隧道,此問題更為突出!
三、施工監(jiān)控量測
施工監(jiān)控量測是復(fù)合式襯砌施工的一項(xiàng)必須完成的工作環(huán)節(jié),它作為調(diào)整和修改支護(hù)設(shè)計(jì)和確定二次襯砌施做時(shí)間的重要依據(jù),有著非常重要的作用!
從現(xiàn)場施工情況來看,施工單位對這個(gè)問題的重視程度,往往低于中線水平的控制,這也對隧道工程的耐久性構(gòu)成威脅。
四、防水板
防水板的使用,在鐵路隧道中應(yīng)用極為普遍。在鐵路工程防水中發(fā)揮了很好的作用。但也帶來了一些問題,隧道復(fù)合式襯砌中,防水板是夾在初期支護(hù)和二次模筑混凝土之間的,這也隔斷了這兩者之間的聯(lián)結(jié),從而形成“三明治”式構(gòu)造。復(fù)合式襯砌中,初期支護(hù)在規(guī)范上允許開裂,將使初期支護(hù)完全或不完全的泡在水中,這部分水壓力中部分將作用在二次模筑混凝土上,而這部分在設(shè)計(jì)中并未考慮!
五、二次模筑混凝土
復(fù)合式偏壓隧道,因覆蓋層厚度的不同,變形也不同。這樣,也勢必造成壓力大的一側(cè)二次模筑混凝土受力要大。盡管厚度滿足設(shè)計(jì)厚度,但仍顯得單薄。這點(diǎn)和計(jì)算模型又有不同,盡管已進(jìn)行了施工監(jiān)控量測,但我國現(xiàn)行規(guī)范中第9.4.5條規(guī)定:當(dāng)圍巖變形較大、流變特性明顯時(shí),及早施做仰拱和二次襯砌。這樣,也就造成了二次襯砌過早承力,現(xiàn)發(fā)現(xiàn)復(fù)合式襯砌開裂基本都是偏壓或過早承力(變形結(jié)果未達(dá)規(guī)定)形成的,而對圍巖變形時(shí)間長的隧道,則對結(jié)構(gòu)安全構(gòu)成威脅!
綜上所述,筆者認(rèn)為,對復(fù)合式襯砌的設(shè)計(jì)和施工,下列幾個(gè)問題應(yīng)引起足夠的重視:
1、加強(qiáng)開挖過程的圍巖調(diào)查,設(shè)計(jì)單位及時(shí)變更,施工單位必須按變更設(shè)計(jì)施工。
2、精心施做光面爆破,減少超挖,超挖部分在一定范圍內(nèi)應(yīng)采用噴護(hù)回填。
3、復(fù)合式襯砌的注漿,應(yīng)分初期支護(hù)壓漿和二次襯砌壓漿,二次襯砌壓漿采用預(yù)埋管的方式,以免損壞防水板。
4、避免“欠腳”,根據(jù)圍巖情況增加鎖腳錨桿數(shù)量。
5、盡量采用格柵拱架,避免出現(xiàn)“陰影區(qū)”。
6、從工程設(shè)計(jì)施工發(fā)包的各個(gè)環(huán)節(jié),重視施工監(jiān)控量測,并將變形情況及時(shí)通知設(shè)計(jì)單位,改變復(fù)合式襯砌按整體式襯砌施工的習(xí)慣。