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知识点12：隧道衬砌防水及加固施工
一、衬砌及防水
1.原则：《地下工程防水技术规范》：“防、排、截、堵相结合，刚柔相济，因地制宜，综合治理”；《地铁设计规范》：“以防为主，刚柔结合，多道防线，因地制宜，综合治理”。
2.防水控制重点：变形缝、施工缝、后浇带、穿墙洞、预埋件、桩头等接缝部位混凝土及防水层施工。
3.施工方案选择：防水措施主要是排和堵两类；限排方案适用于结构处于贫水稳定地层，同时在地下潜水位以上时；衬砌背后可用注浆或喷涂防水层等方法止水。
4.复合式衬砌防水施工：射钉铺设；
5.二次衬砌混凝土施工：补偿收缩混凝土，有抗裂性能；浇筑应采用组合钢模板体系和模板台车两种模板体系；采用泵送浇筑、模浇筑，两侧边墙用插入式振捣器振捣，底部用附着式振动器振捣；混凝土应连续进行浇筑，两侧对称，水平浇筑，不得出现水平和倾斜接缝。
二、小导管施工技术
1.在软弱、破碎地层中成孔困难或易塌孔，且施作超前锚杆比较困难或者结构断面较大时，宜采用。
2.小导管支护和超前加固必须配合钢拱架使用；
3.导管和注浆材料
（1）小导管采用焊接钢管或无缝钢管；
（2）注浆材料采用改性水玻璃浆、普通水泥单液浆、水泥-水玻璃双液浆、超细水泥；
（3）改性水玻璃浆适用于砂类土，水泥浆和水泥砂浆适用于卵石地层；
（4）水泥浆或水泥砂浆主要成分为P.O42.5级及以上的硅酸盐水泥、普通或水泥砂浆。
4.注浆工艺
（1）砂卵地层：渗入注浆法；砂层：挤压、渗透注浆法；黏土层：劈裂或电动硅化注浆法；
（2）注浆顺序：应由下而上、间隔对称进行；相邻孔位应错开、交叉进行。
（3）渗透注浆压力：注入压力应保持在0.1～0.4MPa，注浆终压应由地层条件和周边环境控制要求确定，一般宜不大于0.5MPa.每孔稳压时间不小于2min.劈裂法注浆压力应大于0.8MPa.
（4）注浆速度：应不大于30L/min.
（5）注浆施工期检测项目：地（路）面隆起、地下水污染，特别是要采取必要措施防止注浆浆液溢出地面或超出注浆范围。
三、管棚施工技术
1.适用于软弱地层和特殊困难地段：极破碎岩体、塌方体、砂土质地层、强膨胀性地层、强流变性地层、裂隙发育岩体、断层破碎带、浅埋大偏压等围岩，对地层变形有严格要求的工程。
2.施工工艺流程：测放孔位→钻机就位→水平钻孔→压入钢管→注浆（向钢管内或管周围土体）→封口→开挖。
3.管棚要求
（1）宜选用加厚的φ80～φ180mm焊接钢管或无缝钢管制作。
（2）钢管间距宜为300～500mm；
（3）双向相邻管棚的搭接长度不小于3m.
（4）钢管宜沿隧道开挖轮廓线纵向近水平方向或按纵坡要求设置。
四、工作井施工技术
1.准备工作
（1）调查：对竖井及隧道范围内的地下管线、建（构）筑物进行调查，并应会同产权单位确定保护方案；施工中，应加强对重要管线、建（构）筑物等的保护和监测。
（2）开挖十字探沟，确定无管线后再开挖。
（3）井口防护：防雨棚、挡水墙、安全护栏（护栏高度不应小于1.2m）安全警示装置。
2.锁口圈梁：圈梁混凝土强度应达到设计强度的70%及以上时，方可向下开挖竖井。
3.提升系统：起重吊装设备应由有资质的单位进行安装拆除；安装完成后，应进行安全检验，合格后方可使用。
4.开挖与支护：
（1）井口应设置挡水墙，四周地面应硬化处理，并应做好排水措施。
（2）对称、分层、分块开挖，先开挖周边、后开挖中部。
五、马头门施工技术
1.施工步骤
（1）开挖上台阶土方时应保留核心土。
（2）安装上部钢格栅，连接纵向钢筋挂钢筋网，喷射混凝土。
（3）上台阶掌子面进尺3～5m时开挖下台阶，破除下台阶隧道洞口竖井井壁。
（4）开挖下台阶土方。
（5）安装下部钢格栅，连续纵向钢筋，挂初支钢筋网，喷射墙体及仰拱混凝土。
2.施工要求：同一竖井内的马头门不得同时施工。一侧隧道掘进15m后，方可开启另一侧马头门。马头门标高不一致时，宜遵循“先低后高”的原则。
精选习题
1.衬砌施工缝和沉降缝的止水带不得有（ ），固定应牢固，提高止水带部位混凝土浇筑的质量。
A.割伤、破裂
B.随意设置
C.允许便宜
D.禁止固定
【答案】A
【解析】本题考查的是复合式衬砌防水施工。衬砌施工缝和沉降缝的止水带不得有割伤、破裂，固定应牢固，防止偏移，提高止水带部位混凝土浇筑的质量。
2.下列关于复合式衬砌防水施工描述错误的是（ ）
A.防水层可在拱部和边墙按环状铺设
B.铺设防水层地段距开挖面应小于爆破安全距离
C.防水层纵横向铺设长度应根据开挖方法和设计断面确定
D.防水层施工时喷射混凝土表面应平顺，不得留有锚杆头或钢筋断头
【答案】B
【解析】本题考查的是复合式衬砌防水施工。防水层施工时喷射混凝土表面应平顺，不得留有锚杆头或钢筋断头，表面漏水应及时引排，防水层接头应擦净。防水层可在拱部和边墙按环状铺设，开挖和衬砌作业不得损坏防水层，铺设防水层地段距开挖面不应小于爆破安全距离，防水层纵横向铺设长度应根据开挖方法和设计断面确定。
3.小导管注浆加固技术注浆工艺中，在砂卵石地层中宜采用（ ）
A.渗入注浆法
B.劈裂注浆法
C.劈裂或电动硅化注浆法D.高压喷射注浆法
【答案】A
【解析】本题考查的是小导管注浆加固技术。在砂卵石地层中宜采用渗入注浆法，在砂层中宜采用挤压、渗透注浆法，在黏土层中宜采用劈裂或电动硅化注浆法。
4.管棚施工时双向相邻管棚搭接长度不得小于（ ）
A.2m
B.2.5m
C.3m
D.3.5m
【答案】C
【解析】本题考查的是管棚施工要点。双向相邻管棚的搭接长度不小于3m.
5.工作井锁口圈梁混凝土强度应达到设计强度的（ ）及以上时，方可向下开挖竖井。
A.50%
B.60%
C.65%
D.70%
【答案】D
【解析】本题考查的是工作井施工技术。工作井锁口圈梁混凝土强度应达到设计强度的70%及以上时，方可向下开挖竖井。
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