秦岭隧道衬砌施工技术总结
一、圆形大模式板衬砌
一、工程概况：
西康铁路秦岭隧道位于陕西省境内长安县和柞水县的交界处，由两条基本平行的、长度均为18.456km的单线铁路隧道组成，线间距30m，最大埋深1600m。其中，I线隧道用两台直径8.8m的敞开式硬岩掘进机辅以钻爆法开挖，初期支护的喷混凝土用干喷或湿喷混凝土支护，二次衬砌用模筑混凝土衬砌，部分地段用湿喷钢纤维混凝土或素混凝土衬砌，于2000年8月建成；II线隧道先期开挖的（II线）平导于1999年3月8日贯通，现正进行扩挖衬砌成洞。www.gongcheng.org
隧道围岩以混合花岗岩和混合片麻岩为主，占全隧道的80%以上，局部分布有黑云母片岩、角闪石片岩残留体和闪长岩、霏细岩、伟晶岩、长英岩等岩脉，岩石抗压强度一般为200~240Mpa，最高达356Mpa；隧道通过大小断层53条，皆为压性逆断层，最大的断层在隧道中的出露长度达330m；地下水不很发育，仅局部地段有渗水、滴水或股状流水。隧道施工中的主要地质灾害是围岩岩爆、坍方和涌水。隧道围岩按铁路隧道围岩分类主要为IV~VI类，断层和裂隙发育地段为II、III类。根据设计，在I线隧道的V类围岩地段采用厚5cm（个别地段8cm）C30级湿喷钢纤维混凝土衬砌；VI类围岩地段采用厚5cm C20级湿喷素混凝土衬砌；V、VI类围岩中的岩爆发育地段及II~IV类围岩地段采用复合式衬砌，二次衬砌采用厚度为25~40cm C20级模筑混凝土衬砌。
二、大模板台车施工概况
西康铁路秦岭特长隧道掘进机施工段的圆形断面模筑衬砌采用QLCT-14型隧道圆形钢模台车。钢模台车主要由台车、大模板、抗浮机构以及液压动力系统组成，通过液压操纵系统可进行立模、拆模和变径作业。台车可以自行，也可以与模板一起实现模板平移或穿行作业。圆形钢模台车与混凝土灌注设备配套，可实现隧道掘进机施工段衬砌作业机械化，提高作业效率，减轻劳动强度，提高衬砌质量和衬砌速度。
秦岭隧道出口端掘进机开挖段中铁十八局组织两个施工队采用两台大钢模台车带五套模板（其中直径Ф8m的4套，直径Ф8.5m的1套），12台混凝土搅拌运输车，4台混凝土输送泵，从99年11月至2000年6月对隧道圆形断面进行模筑衬砌。衬砌时间及衬砌进尺见表1、表2。衬砌最高月进尺1158.2 m，平均月进尺891m。
表1、组装调试及衬砌时间表bbs.gongcheng.org
组装时间 调试完毕 开始衬砌 结束衬砌 衬砌时间
一队 1999/10/16 1999/11/04 1999/11/05 2000/06/10 218天
三队 1999/10/21 1999/11/10 1999/11/10 2000/05/31 203天
表2、衬砌进尺表（单位：m）
11月 12月 1月 2月 3月 4月 5月 6月 合计
一队 112 456.8 399.4 397.9 604 507.6 174 120.4 2772.1
三队 82.4 512.4 381.5 395.5 440.5 650.6 572.4 135.9 3171.2
小计 194.4 969.2 780.9 793.4 1044.5 1158.2 746.4 256.3 5943.3
使用钢模台车进行衬砌具有省工、省料、衬砌质量好、速度快的优点，有很好的经济效益和社会效益。
三、衬砌施工中遇到的主要问题。
1、隧道掘进机开挖断面为圆形断面，隧道衬砌时采用外直径Ф8.0 m圆形大模板，衬砌厚度30cm；隧道掘进机预备洞采用外直径Ф8.5m圆形钢模板衬砌，衬砌厚度0.5m。衬砌面全为曲墙，在衬砌过程中混凝土将对模板台车产生很大的浮力，圆形模板上浮造成已衬砌段拱部中线附近产生弧形裂纹，破坏已衬砌的混凝土断面。台车上浮还会造成衬砌面下部一端或两端产生较大的错台，混凝土的浮力与侧压力过大时会使钢模板变形，混凝土跑模直接造成衬砌台车的损坏。
2、秦岭隧道要求创国优工程，衬砌质量要求高，要达到内实外美，表面平整光洁，无错台及较大的气泡及水泡孔，更不允许有渗漏水。圆形钢模板水平中心线以下混凝土灌注施工中，混凝土内气体不易排出而吸附在钢模表面，而直的振动棒难以振捣施工，易产生过捣或欠捣。
3、秦岭隧道衬砌不仅质量要求高，而且工作量大，工期紧。圆形钢模板衬砌长5943.3m，混凝土59176m3，工期要在7个月内完成，工期紧也是一大难题。www.gongcheng.org
四、针对衬砌施工中遇到的问题所采取的措施
1、对台车上浮采取的技术措施
（1）、大模板产生浮力的原因及计算：模板台车自重为110t，混凝土比重为2.5t/m3，对模板产生浮力主要在起拱线以下部分（如图1）。斜线区域为圆形模板混凝土上浮区，这部分体积混凝土重量提供给大模板的浮力。计算大模板台车水平中心线以下3.4m混凝土产生的浮力，把坐标原点建立在O`点，以m为单位，建立以下几个方程：
①、衬砌面的方程： x2+y2=42。www.gongcheng.org
②、模板台车受到的浮力方程：F=2*ρV=2*L*[∫-y3.4(16-y2)0.5dy-2.1(3.4+y)]。
(其中ρ-混凝土比重2.5t/m3，L-模板长度13.8m，-3.4≤y≤0)
如不考虑大模板台车抗浮机构及混凝土凝固过程，设混凝土全为液态，混凝土灌注时应满足以下方程:
③、F≤110t。
当混凝土灌注上升1m，即y=-2.4时，F=42.78t。www.gongcheng.org
当混凝土灌注上升1.5m，即y=-1.9时，F=86.68t。
当混凝土灌注上升1.7m，即y=-1.7时，F=106.99t。
当混凝土灌注上升2m，即y=-1.4时，F=139.38t。
可见混凝土在灌注过程中产生的浮是相当大的，在施工中如不考虑大模板台车抗浮机构及混凝土凝固过程中浮力折减，施工进
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