隧道長棧橋二襯仰拱填充施工技術(shù)初探

羅進(jìn)

【摘要】近年來，隨著鐵路事業(yè)的發(fā)展，人們對隧道仰拱棧橋二次襯砌施工技術(shù)的研究有了新的進(jìn)展，大大推動了鐵路建設(shè)事業(yè)的發(fā)展。但是對隧道長棧橋二襯仰拱施工技術(shù)配合仰拱一次封閉成環(huán)技術(shù)的應(yīng)用研究還存在不足。本文結(jié)合蒙華鐵路MHSS-3標(biāo)段中條山隧道施工經(jīng)驗，就隧道長棧橋二襯仰拱填充施工技術(shù)實際運(yùn)用進(jìn)行探討。

【關(guān)鍵詞】隧道長棧橋二襯仰拱填充施工技術(shù)

1 引言

近年來，我國高鐵事業(yè)的發(fā)展不僅為我國人民生活提供了很大方便，更加促進(jìn)了中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。在高鐵建設(shè)中，隧道建設(shè)的要求更高。要保證其質(zhì)量，隧道仰拱開挖、支護(hù)、襯砌以及填充是關(guān)鍵。

目前，針對隧道仰拱棧橋施工的研究有很多，根據(jù)基礎(chǔ)的仰拱棧橋施工，許多鐵路建設(shè)者以及研究者提出了移動仰拱棧橋、長棧橋以及其他一系列有關(guān)仰拱棧橋的施工方案，使得隧道的建設(shè)質(zhì)量得以保障。長棧橋在我國鐵路與公路隧道建設(shè)中使用的案例并不多見，由于隧道施工是在地下作業(yè)，受空間的局限性以及作業(yè)的高危性影響，使得施工過程往往比較緩慢，且質(zhì)量難以得到保證，而長棧橋可以有效地解決隧道空間狹窄、立體施工安全等一系列問題，能應(yīng)用于各種隧道的開挖建設(shè)中。但是目前有關(guān)隧道長棧橋施工的理論研究還不成熟，故而對該方面進(jìn)行研究有著重要意義，通過對蒙華鐵路MHSS-3標(biāo)段中條山隧道正洞長棧橋二襯仰拱及仰拱填充施工過程的研究，對隧道長棧橋仰拱施工過程進(jìn)行分析總結(jié)，可以為鐵路建設(shè)行業(yè)提供一定的理論依據(jù)，對鐵路事業(yè)的發(fā)展有著重要意義。

2 隧道長棧橋二襯仰拱填充施工工藝流程分析

2.1 適用范圍

蒙華鐵路MHSS-3標(biāo)段中條山隧道正洞長棧橋二襯仰拱及仰拱填充施工過程中采用的是24m履帶自行式長距離仰拱棧橋，此種施工方法適用于任何隧道的仰拱二次襯砌和填充施工。也可以應(yīng)用于各種地質(zhì)環(huán)境下，在一些軟弱巖土地質(zhì)或者地下水腐蝕性較強(qiáng)的地質(zhì)環(huán)境中，可根據(jù)實際情況合理地控制棧橋長度，以便于安全施工。常見的仰拱棧橋長度均較小，有效施工長度一般控制在6-8米，這樣雖然在一定程度上加快了施工進(jìn)度，但是立體交叉作業(yè)會給施工人員和行車安全帶來極大的安全隱患，且增加了仰拱施工縫的對接次數(shù)，也給隧道底板留下了一些的質(zhì)量缺陷。蒙華鐵路MHSS-3標(biāo)段中條山隧道正洞的施工，通過運(yùn)用長棧橋配合仰拱一次封閉成環(huán)技術(shù)，施工進(jìn)度得到極大提高，在保證隧道底板施工質(zhì)量的同時提高了施工人員及行車的安全系數(shù)，從開工至今未出現(xiàn)任何安全事故，進(jìn)一步說明了長棧橋應(yīng)用的合理性與經(jīng)濟(jì)性。同樣，該技術(shù)經(jīng)過相應(yīng)的推廣改進(jìn)也將適用于其他建筑行業(yè)中。

2.2 長棧橋二襯仰拱施工優(yōu)勢及技術(shù)要求

之所以在此次隧道施工中采用長棧橋而不用短棧橋，是因為在仰拱開挖一次封閉成環(huán)后采用長棧橋施工優(yōu)勢較明顯，主要解決隧道底板出現(xiàn)問題，如果是短棧橋，接縫比較多，容易出現(xiàn)翻漿冒泥；長棧橋仰拱施工中棧橋下面的空間大，保證了人員的施工安全和施工質(zhì)量，在一定程度上也對提高混凝土振搗密實度質(zhì)量有很大作用；此外長棧橋仰拱施工配合仰拱開挖一次封閉成環(huán)，對防止隧道關(guān)門塌方有一定的作用。要想充分發(fā)揮長棧橋二襯仰拱施工的優(yōu)勢特點，在進(jìn)行技術(shù)控制時，要根據(jù)仰拱開挖一次封閉成環(huán)時調(diào)查的水文地質(zhì)資料合理確定長棧橋的長度，確保后期的各項工作能合理地展開。且二襯仰拱混凝土澆筑完成且初凝后方可澆筑仰拱填充混凝土，二者要分開澆筑，并且在澆筑時候應(yīng)該采用溜槽，來防止因高差較大而導(dǎo)致混凝土離析。在混凝土振搗時候采用振動棒“快入慢出”，直至混凝土不冒氣泡、不下沉、表面開始泛漿為止，并注意混凝土的養(yǎng)護(hù)。要合理地安排施工組織計劃，合理的組織施工才能保證施工過程中各個環(huán)節(jié)緊密結(jié)合，才能保證工程質(zhì)量，才能達(dá)到長棧橋仰拱施工的目的，發(fā)揮出該施工方法的作用。

2.3 工藝流程

長棧橋施工優(yōu)勢主要來源于對棧橋長度和工藝的改進(jìn)，長棧橋二襯仰拱及仰拱填充施工工藝流程為：施工準(zhǔn)備→施工測量→初支仰拱頂面清渣→棧橋行走就位→初支仰拱頂面人工清渣→施工縫處理、結(jié)構(gòu)防排水施工、鋼筋安裝→質(zhì)量檢查→二襯仰拱弧形模板及端頭模板安裝→質(zhì)量檢查→二襯仰拱混凝土澆筑→二襯仰拱混凝土養(yǎng)護(hù)→仰拱模板拆除及填充模板安裝→仰拱填充混凝土澆筑→仰拱填充混凝土模板拆除及養(yǎng)護(hù)→下一個循環(huán)施工。該施工工藝為蒙華鐵路MHSS-3標(biāo)段中條山隧道正洞長棧橋二襯仰拱及仰拱填充施工工藝，但是也同樣適用于其他隧道工程建設(shè)中長棧橋仰拱施工。

3隧道長棧橋二襯仰拱填充施工技術(shù)要點分析研究

3.1 質(zhì)量保證分析

隧道長棧橋施工技術(shù)主要的一個優(yōu)勢是對提高混凝土振搗密實度質(zhì)量有很大作用，但是要充分發(fā)揮該優(yōu)勢，施工材料質(zhì)量的控制就尤為重要，質(zhì)檢員及安檢員要嚴(yán)格控制各種材料的檢查。檢查內(nèi)容主要有以下：鋼筋安裝，包括受力筋間距、分布筋間距、箍筋間距、鋼筋保護(hù)層厚度等；預(yù)埋件和預(yù)留孔洞，包括預(yù)留孔洞中心位置及尺寸、預(yù)埋件中心位置；混凝土，包括平面位置、垂直度、高程、結(jié)構(gòu)平整度等；施工縫，包括止水條、止水帶的外觀、寬度、厚度及施工工藝要求，施工縫防水構(gòu)造和表面處理等。其次要想控制施工質(zhì)量，就要嚴(yán)格控制各道工序，例如初支仰拱面清理時候人工配合機(jī)械將初支仰拱表面回填虛碴清理干凈，在綁扎鋼筋前采用高壓風(fēng)進(jìn)行清掃；鋼筋安裝采用鋼筋定位卡確保邊墻兩側(cè)鋼筋間距及保護(hù)層厚度，通過設(shè)置混凝土墊塊，確保二襯仰拱底板鋼筋保護(hù)層厚度；止水帶均要求沿施工縫居中順直。工序控制好了才能保證長棧橋施工過程中接縫少，不容易翻漿冒泥。

3.2 施工組織分析

因為長棧橋施工可以很好地解決仰拱清碴、砼澆筑施工與其它工序平行作業(yè)的安全問題，而短棧橋只能是利用隧道開挖鉆眼時才能施工，出碴、噴砼、進(jìn)料工序與仰拱平行作業(yè)會存在較大的安全隱患。要充分發(fā)揮長棧橋可以與其他工序平行作業(yè)的優(yōu)勢，合理的施工組織必不可少。合理的人員以及機(jī)械配置，長棧橋下施工有較大的作業(yè)空間，保證施工的安全的同時縮短了施工工期。現(xiàn)場作業(yè)人員安排合理后，設(shè)備安排時候其生產(chǎn)能力為均衡施工能力的1.2～1.5倍。這一點同二襯仰拱施工技術(shù)要配合的仰拱開挖一次封閉成環(huán)技術(shù)的要求相同。以鋼筋混凝土Ⅳ、Ⅴ級圍巖為例， 長棧橋二襯仰拱施工過程中主要的工序施工進(jìn)度安排為：有鋼筋段二襯仰拱施工，原施工組織進(jìn)度計劃安排：Ⅳ級圍巖每月施工70～90m，Ⅴ級圍巖每月施工50～70m，采用長棧橋二襯仰拱施工進(jìn)度：采用長棧橋施工5組/月、24m/組，每月二襯仰拱可施工120m；無鋼筋段二襯仰拱施工，原施工組織進(jìn)度計劃安排：Ⅲ級圍巖每月施工150m，采用長棧橋二襯仰拱施工進(jìn)度：采用24m長棧橋施工7組/月、24m/組，每月施工168m。采用該施工方法可以獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益，為以后長棧橋二襯仰拱施工提供可靠地參考依據(jù)。

3.3 安全可靠性分析

與短棧橋相比，長棧橋在安全性方面就更有優(yōu)勢，長棧橋仰拱施工配合仰拱開挖一次封閉成環(huán)，防止了隧道關(guān)門塌方，也大大提高了其他各項施工安全系數(shù)，同時也提高了質(zhì)量保證。要進(jìn)一步保證施工過程的安全性和可靠性，第一，各級管理和操作人員嚴(yán)格落實崗位安全職責(zé)，施工前，必須對施工班組及具體操作人員進(jìn)行安全技術(shù)交底，未經(jīng)安全教育的管理人員及施工人員不準(zhǔn)上崗。第二，作業(yè)班組實行每班班前、班中、班后三檢制，加強(qiáng)棧橋結(jié)構(gòu)、制動、行走系統(tǒng)檢查和維護(hù)，嚴(yán)格按照棧橋使用維護(hù)說明書作業(yè)，對檢查中發(fā)現(xiàn)的安全隱患，立即整改。在隱患沒有消除前，不得進(jìn)行施工作業(yè)。第三，仰拱棧橋移動行走時安排專人指揮，車輛通過棧橋時，下方作業(yè)人員必須避讓。通過以上幾點，可以保證該施工過程的安全性和可靠性，保證施工項目順利進(jìn)行。

3.4 環(huán)境保護(hù)分析

隨著建筑業(yè)的發(fā)展，綠色施工被逐漸提上了日程，企業(yè)對施工過程中環(huán)境保護(hù)越來越重視。采用長棧橋二襯仰拱施工技術(shù)與隧道仰拱開挖一次封閉成環(huán)技術(shù)相配合的方法，能夠在仰拱清渣和出渣上做的更好，對環(huán)境的保護(hù)有著重要的意義。但是仍要注意每道工序施工時候的環(huán)境保護(hù)，在施工過程中要規(guī)范施工車輛管理，加強(qiáng)車輛清洗，保持洞內(nèi)排水暢通，仰拱填充面不得有積水，施工排水經(jīng)三級沉淀后排放。注意檢查施工過程中鋼筋、模板等表面的干凈整潔，一方面確保施工質(zhì)量另一方面也可以加強(qiáng)施工環(huán)境改善。

4 結(jié)論

蒙華鐵路MHSS-3標(biāo)段中條山隧道正洞成功運(yùn)用24米履帶自行式長距離仰拱棧橋，與一次仰拱開挖封閉成環(huán)技術(shù)合理地配合，使得隧道的仰拱開挖支護(hù)及填充順利安全地進(jìn)行，給長棧橋在隧道仰拱施工中應(yīng)用提供了參考。綜合分析，該技術(shù)徹底解決了單洞交叉作業(yè)、立體施工安全、棧橋下施工空間狹窄不利于仰拱施工和混凝土振搗不密實，易出現(xiàn)仰拱基底質(zhì)量缺陷等技術(shù)難題，有效減少了仰拱之間施工縫隙對接次數(shù)，止水帶的投入和安裝，大幅度提高了混凝土的密實度、強(qiáng)度，增強(qiáng)了仰拱的整體性，對改善隧底質(zhì)量通病、提高仰拱施工質(zhì)量具有極大效果。在今后的隧道建設(shè)中，可以通過使用該技術(shù)來進(jìn)行仰拱開挖的施工，該技術(shù)不僅經(jīng)濟(jì)效益性高，而且安全性、可靠性以及時效性都較強(qiáng)。該技術(shù)的成功應(yīng)用必將為我國隧道事業(yè)的發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。