核电厂中排水隧道的二次衬砌施工技术.pdf

核电厂中排水隧道的二次衬砌施工技术 韩建 上海市基础工程集团有限公司 上海 2 0 0 0 0 2 摘要 ：目前 ，大部分隧道常用的一次衬砌形式已无法满足核电工程对结构强度及安全性的要求，因此需对已建隧道再 浇筑二次衬砌来满足隧道在核电领域的特殊使用要求。以秦山核电厂扩建项目 ( 方家山核电工程 ) 排水隧道及排放口 工程为背景，阐述了在一端封闭的盾构隧道内利用针梁式模板台车施工全圆内衬的施工技术 ，取得了良好的施工成 效，可供类似工程参考。 关键词：核电厂 盾构隧道 二次衬砌 浇筑工艺 复杂断面 中圈分类号：T U 9 4 文献标识码：B 文章编号：1 0 0 4 1 0 0 1 ( 2 0 1 4 ) 0 4 - 0 4 4 7 0 3 Co n s t r u c t i o n T e c h n o l o g y f o r Dr a i n a g e T u n n e l Se c o n d a r y L i n i n g i n N u c l e a r P o we r Pl a n t Han J i an Sh a n g h a i F ou n d a t ion E n g i n e e r i n g Gr o u p Co ， L t d Sh a n gh a i 2 0 0 0 0 2 1 工程背景 秦山核 电厂扩建项 目 ( 方家山核 电工程 ) 排水隧道全 长约1 0 8 7 3 3 m，采用1台 8 2 8 0 mm土压平衡盾构机施 工，隧道外径 为8 1 0 0 mm、内径为7 3 0 0 mm，隧道最小 平面转弯半径3 5 0 m；最小竖曲线半径5 0 0 0 m，最大纵坡 2 4 2 。盾构法隧道施工完成并进行头部封堵后在隧道端部 垂直项升1 0根排放管 ( 底部托架侵入二次衬砌范围内 ) ， 排放管外径为2 4 6 0 mm。 为满足隧道 的抗震及防冲刷要求 ，需在上述工程背景 下进行二次衬砌的施工。二次衬砌为钢筋混凝土结构 ，内 径为6 8 0 0 mm，厚度为2 5 0 mm。本工程使用2部台车同时 施工 ，于2 0 1 3 年7 月完成 ，工程质量及进度均获得各方好评 ( 图 1 、图2) 。 图1 二次衬砌 断面 图2 隧道线形 作者简介：韩建 ( 1 9 8 4 一)，男，； 1- I - ，工程师。 通讯地址：上海市军工路3 0 0 0 号 ( 2 0 0 4 3 2 ) 。 收稿日期：2 0I 4 - 0 i - 2 2 2 工程难点及针对性措施 2 1非常规二次衬砌浇筑设备的设计与制造 本工程工期紧 ，而且唯一的施工通道工作面狭小 ，常 规设备无法工作 ，而二次衬砌又存在特殊断面及小半径转 弯段 ，现有的浇筑设备无法满足上述复杂的施工要求，所 以需对浇筑 设备进行设计与制造。 因此，由于无任何成功 经验可供借鉴 ，如何选择施工设备使其能够满足上述复杂 的施工要求是本工程 的难点 ，也是工程能否顺利实施 的关 键。 在仔细分析 了各种不利工况后 ，对浇筑设备进行 了特 殊设计 ( 图3 )，使其具备无需借助外力能够 自行行走、适 应狭小空间的拆 、立模 ，全断面定位 ，可根据隧道线形调 整模板有效长度及适应复杂断面施工的功能。 图3 6m台车平面示意 ( a)无需借助外力能够 自行行走 ：本台车主要以支点 的相互转换配合滚轮及卷扬机达到 自行走的 目的。首先将 模板放下，以其作为支点 ，通过支座上设置的伸缩千斤项 将针梁架设于下部滑轮上 ，通过卷扬机牵引针梁达到让针 梁前行的 目的 ，当针梁滑移到位后，启动伸缩千斤顶 ，以 针梁作为支点 ，将模板腾空 ，使模板架设于针梁上部滑轮 上，同样通过卷扬机牵引模板 ，使其向前滑移。 2 0l 4 4 Bl l i l d i I 岖 co n s 协 l c 廿。n I 4 4 7 ( b) 适应狭小空间的拆 、立模 系统 ：本模板 台车 的 模板断面上 共分为4块 ，分别为底模 、2块边模和项模 ， 拆、立模完全通过液压伸缩千斤项完成 ，无需外力辅助 ， 能够适应狭小空间的施工。 ( c)全 断面定位 功能 ：本 台车 的支座经过 特殊设 计 ，通过其上的液压平移系统可以实现整个针梁的横向移 动，配合伸缩千斤顶的上下移动实现全断面的定位 ，精度 可 以精确到毫米。通过调节支座上伸缩千斤顶的长度 ，可 以使 台车在一定范围内产生偏转 ，从而满足异型断面处的 微量偏心使用要求。 ( d) 可调整模板的有效长度 ：针对本工程具有小半 径 曲线段 的特点，模板采用可 自由调整长度 的设计 方案， 整块模板 由4环 1 5 m的钢模组成。 当施T J 半径 曲线段 时，可根据 曲线 的半径情况 ，组合成1 5 m、3 m、4 5 r n 以 及6 m共4种有效长度 ，保证 曲线段施工的壁厚偏差满足 要求。 ( e) 适应复杂断面施工 ：为适应扩散段 的施工 ，本 台车 的顶部模板设计成可 更换 的形式并配备一套定位 系 统 ，满足复杂断面的施工要求。 2 2 混凝土的运输与浇筑“ 制 本工程在一端封堵的盾构隧道 内进行二次衬砌施工， 施工通道具有唯一性 ，混凝土无法通过橄榄车直接输送至 混凝土浇筑面 ，只能通过 电机车多次输送。且排水隧道全 长1 0 8 7 m，单次输送 时间长、方量小 ，这将造成浇筑 施 工不连续，极易产生施工冷缝 ，严重影响混凝土结构 的质 量。而且 ，现有混凝土的入模 以及浇捣施工工艺基本上是 针对开放空间的混凝土浇筑开发 的，本次二次衬砌混凝土 的浇筑空间是由隧道原有衬砌与模 具封闭而成 的完全封闭 空间，二次衬砌在这种封 闭空间进行混凝土浇筑 ，因振捣 工艺 的制约 、浇捣后期空间缩小造成 混凝土入模困难 以及 混凝土无排气通道等因素 的影 向，二次衬砌 的混凝土的密 实度难以保证 ，往往造成二次衬砌出现蜂窝麻面甚至空洞 等质量缺 陷。 针对这些难点，采取了以下措施 ： ( a) 采用特制的6 m 罐车结合 电机车作为水平运输 的 工具 ，运输过程 中罐车匀速转动防止混凝土凝固。 ( b)按最大运输距离 多次测定隧道 内水平运输所需 时间及2次混凝土浇筑的时间间隔 ，对混凝土的配合 比进 行多次试验 ，从 而确 保混凝土强度及初凝 时间满足浇筑 要求。 ( c) 从 台车最下部 浇筑窗 口进行 浇筑 ，使模板 内两 侧混凝土面均匀上升，并逐渐 向上更换浇筑窗 口，防止混 凝土 自由跌落距离过大 ，造成混凝 土离析 。在浇筑顶部混 凝土过程中 ，采用单侧顺序浇筑的方法 ，确保模板 内空气 有效排出。 4 4 8l 建 筑 施 工第 3 6 卷第 4 期 ( d)由于二次衬砌厚度仅为2 5 c m，常规的振捣棒无 法进行全断面振捣 ，为防止局部区域振捣不充分而产生蜂 窝、麻面等质量缺陷 ，使用附壁式振捣器配合振 捣棒 ，确 保混凝土振捣充分。 2 3小半径 曲线段模板的定位及滑移 本工程隧道存在长2 0 0 m的R = 3 5 0 m J 平面转弯半径 段 ，而台车模板 为不可弯 曲的直线刚性体 ，随着模具长度 的延伸 ，模具 中心轴线与隧道 中心轴线之间的偏差将越来 越大 ，因此将造成浇筑后二次衬砌轴线偏离原隧道轴线、 曲线段二次衬砌线形与设计不一致、分段浇筑 的二次衬砌 接缝不顺直、局部二次衬砌左右厚度不一致等质量缺陷。 因此 ，采用 了针对性措施 ：施工小半径 曲线段时调整 模板的有效长度，经过计算当模板长度为3 m时，壁厚偏差 为3 mm，能够 同时满足质量及工期的要求。在模板滑移过 程 中，每滑移1 5 m模板的前后边界将碰触上一模 已施工完 的内衬及下一模已绑扎完成的钢筋，所以每滑移1 5 m后需 采用平移系统调整整个台车的位置 ，使其位于隧道中间位 置后再进行模板滑移操作 ，如此往复 ，滑移到下一模指定 位置。 2 4 多工作面同步施工 按 使用一部模板 台车进行 全隧道的二次衬砌 施工计 算 ，每一模二次衬砌混凝土的施工将耗费大量时间 ，且 由 于必要的养护时间限制 ，闲置时间长、施工效率低 ，无法 满足施工进度 的要求。本工程使用2部台车交叉施工 ，这 就涉及到多工序之间同步施工 ，如何协调好各工序之间的 搭接，将空间与时间的利用率最大化 ，给工程 的顺利实施 带来 了很大的困难。 在工程中，计算出凿毛、钢筋绑扎、台车移位、混凝 土浇筑等各工序使用的时间及对工作面的要求，合理安排 施工流程 ，在保证工程质量的前提下确保时间及空间的利 用最大化 ( 图4)。 6m台车施 工段 1 2 n 台车施工段 图4 施工流程 3 工程实施的效 果 通过上述有针对性的施工措施及合理的工序安排 ，最 终在业主要求的时间节点前顺利完成 了二次衬砌的施工 ， 施工完成 的二次衬砌表面 光滑、接缝顺直 、无明显渗漏 水，得到了设计方及业主的好评。 浅谈隧道二次衬砌的病害及防治措施 张建其 中铁二十四局集团上海铁建工程有限公司 上海 2 0 0 0 7 0 摘要：新建隧道投入运营后，隧道的质量问题会逐渐暴露出来，严重影响到运营安全。结合沿海铁路姚蒋隧道的二次 衬砌中出现的裂纹、渗水、脱空等病害情况，进行了病源分析并提出了相应的预防对策。实践证明，相关措施达到了 预期 目标 ，可为以后类似问题 的解决提供经验。 关键词：隧道施工 二次衬砌 病害 防治 中圈分类号：T U 9 4 文献标识码：B 文章编号：1 0 0 4 1 0 0 1 ( 2 0 1 4 ) 0 4 0 4 4 9 0 4 Br ie f Dis c u s s i o n o n De f e c t s a n d Pr e v e n t i o n Me a s u r e s f o r T u n n e l Se c o n d a r y L i n i n g Zh a n g J i a n q i Ch i n a Ra i lwa y 2 4 t h Bu r e a u Gr o u p Sh a n g h a i Ra i lwa y Co ， L t d Sh a n gh a i 2 0 0 0 7 0 随着高铁的跨越 式发展 ，在施工中暴露出来的质量 问 题也愈发明显，尤其是隧道二次衬砌 的问题不容小觑 ， 本文即以沿海铁路姚蒋隧道为例进行病害分析和 防治讨 论。 1 工程概况及病害统计 1 1 工程概 况 姚蒋隧道全长2 5 7 2 m，设计时速2 0 0 k m，并预留提速 条件 ，双线隧道 ，隧道轨面以上有效面积为9 2 m 。隧道工 作者简介：张建其 ( 1 9 8 1 一)，男，本科，工程师。 通讯地址：上海市共和新路9 1 1 号 ( 2 0 0 0 7 0 ) 。 收稿 日期 ：2 0 1 3 1 2 1 6 程 除明洞采用整体式衬砌外 ，其余暗洞均采用复合式衬砌 结构 ，拱墙初期支护与二次衬砌 间设E V A 类防水板 ( 加无 纺土工布 )，模筑衬砌环向施工缝采用遇水膨胀橡胶止水 条，在二次衬砌背后环向采用 5 0 mm塑料排水盲管 ，每 8 m设1 环 ；纵向在洞内两侧水沟泄水孔标高处设 8 O mm 塑料排水盲沟1 道 ，每8 m设1 段。模板采用 自行式液压衬 砌模板台车 ，混凝土采用洞外拌合站集中拌合 ，混凝 土罐 车运送 ，液压地泵泵送混凝土施工。 1 2 检测结果统计 根据铁 路总公司要求 ，对运 营隧道 进行地质雷达检 测，同时安排线路养护单位对既有隧道进行裂纹和渗水调 查。检 测和调 查发现 ，该隧道存在 多处脱 空、裂纹和渗 水。具体病害不一一列 出，仅统计部分有代表性的病害。 调查结果见表1 、表2 。 4 结语 二次衬砌施工结构可靠 ，隧道的使用寿命长，从一个 侧面提高 了经济效益。通过对其不断的研究、实践 ，深入 掌握 了其施工工艺并在此基础上进行创新 ，开发出了其 更 多的用途 ，应用在更多的隧道建设中。本工程的顺利实施 对二次衬砌施工方法的进一步发展具有一定的参考价值。 0 0 0 0 1 】晏启袍 程曦， 何川 水压条件下盾构隧道双层衬砌力学特性分析 铁道工程学报， 2 O l O ( 9 ) ： 5 5 - 5 9 2 】蒋元 勇 南水北调 中线穿黄工程二次衬砌预应力环形张拉施工 技术【 J 】 隧道建设， 2 0 1 3 ( 4 ) ： 3 0 5 3 0 8 【 3 】 肖明清， 邓朝辉， 鲁志鹏 武汉长江隧道盾构段结构型式研究 J 现代隧道技术，2 0 1 2 ( 1 ) ： 1 0 5 - 1 1 0 4 李幸发广州地铁广佛线盾构隧道穿越桥 梁桩基施工技术叨 隧道 建设， 2 0 1 3 ( 9 ) ：7 9 1 8 0 0 5 周济民 水下盾构法隧道双层衬砌结构力学特性 D 成都 ： 西南 交通大学，2 0 1 2 6 张厚美， 连烈坤， 过迟 盾构 隧洞双层衬砌接 头相互作用模型 J 】 _ 岩石力学与工程 学 E , 2 0 0 3 ( 1 ) ：7 0 7 4 7 】 张洪鹏 盾构公路隧道道路结构现浇法快速施工技术叨 山西建筑， 2 0 0 9 ( 5 ) ： 3 0 3 3 0 4 8 王文琦 湛江市鉴江供水跨 海盾构 隧道工程施工与质量控制 J 广西水利水电，2 0 1 3 ( 6 ) ： 3 6 - 3 9 I 2 0 1 4 4 B u i l d i ng C o n s t r u c o n 1 4 4 9