小半徑曲線螺旋隧道中心水溝管節(jié)銜接平順度控制

范曉云

（山西省晉中路橋建設(shè)集團有限公司，山西 晉中 030600）

1 工程概況

青海省G310線大力加山（省界）至循化段公路甘青界處的臥龍溝1號隧道是一座上、下分離（進出口段為小凈距）的四車道高速公路小半徑曲線螺紋長隧道，右線起訖樁號為K6+008—K8+562.63，全長2 554.63 m，縱坡為單向坡，坡度為2.2%，圓曲線最小半徑為700 m；左線起訖樁號為ZK6+062—ZK8+688，全長 2 626 m，縱坡為單向坡，坡度為2.3%，圓曲線最小半徑為720 m，隧道進出口相對高差達58 m。

1.1 水文地質(zhì)條件

隧道所處地區(qū)屬高原地區(qū)氣候，地表水體為雨季沖溝內(nèi)短暫性流水及春夏季節(jié)冰雪融化水，水量受降雨及季節(jié)控制，暴漲暴落。該段隧址區(qū)地下水主要為風(fēng)化裂隙水，主要分布在K6+830—K7+070、K7+240—K7+550段，在隧道開挖時，易形成突水、涌水，影響隧道穩(wěn)定。隧道進出口附近主要為第四系孔隙潛水，主要靠大氣降水補給，以地下徑流形式排泄，斜坡部位以沿裂隙滲流形式或受地形切割排出地表。

1.2 中心排水溝設(shè)計參數(shù)

臥龍溝1號隧道防排水按“防排堵相結(jié)合、因地制宜、綜合治理”的原則進行設(shè)計，隧道中部路面以下設(shè)置中心排水溝，作為隧道內(nèi)縱向排水主溝，中心水溝沿下坡方向引出洞外，水溝每隔250 m設(shè)置一個檢查井，在下坡方向隧道洞口設(shè)置一處檢查井，正常段中心水溝埋深為1.5 m，深埋段中心水溝埋深為3.22 m；襯砌背后的地下水通過環(huán)向排水管匯集到縱向排水管以后，通過橫向排水管，將地下水引入中心水溝排出洞外，消防及清洗水主要通過洞內(nèi)路緣邊溝進行排放，實現(xiàn)了地下水和污染水的分離排放。

2 隧道中心排水溝質(zhì)量情況

a）根據(jù)青交質(zhì)監(jiān)函字[2017]47號《在大循等公路項目隧道工程交工質(zhì)量驗收試行先驗收排水工程的函》的文件要求，隧道中心水溝安裝管節(jié)錯臺不得大于管壁厚度的要求，臥龍溝1號隧道中心水溝管節(jié)錯臺以小于5 cm（管節(jié)壁厚）為合格標準。

b）同時由于臥龍溝1號隧道是小半徑曲線螺旋隧道，最小曲線半徑為700 m，進出口高差達到了58 m，作為隧道內(nèi)縱向排水主溝的中心排水溝順直度、排水流暢程度就變得非常重要，經(jīng)過現(xiàn)場施工過程中的調(diào)查檢測，并匯總管節(jié)接口錯臺及中心偏位的數(shù)據(jù)（見表1），對照發(fā)現(xiàn)，錯臺合格率最低的ZK7+350—ZK7+370段落也是水溝順直度偏差較大的位置，中心偏位最大值主要是管口銜接位置，管口接頭處錯臺與中心偏位及接縫寬度大于設(shè)計值的情況同時出現(xiàn)[1]，故中心水溝管節(jié)的銜接平順度嚴重影響中心水溝順直度及管口銜接質(zhì)量，在對隧道中心水溝的質(zhì)量控制中，根據(jù)施工經(jīng)驗，嚴格控制水溝管節(jié)的銜接平順度并列為控制重點。

表1 中心水溝管口錯臺及中心偏位數(shù)據(jù)統(tǒng)計

3 中心水溝管節(jié)銜接平順度控制措施

3.1 管節(jié)材料的選擇

a）在臥龍溝1號隧道中心水溝的施工過程中，分別在ZK7+320—ZK7+420段的中心水管管節(jié)接頭采用平口接頭；在ZK7+420—ZK7+460段的中心水管管節(jié)接頭采用圓包頭型接頭。經(jīng)過數(shù)據(jù)檢測，采用平口接頭的ZK7+320—ZK7+380段中心水溝管節(jié)錯臺平均合格率為74%，中心偏位合格率為80%；按同一標準檢測的采用圓包頭型接頭的ZK7+420—ZK7+460段中心水溝管節(jié)錯臺合格率達到100%，但有兩處接頭縫寬大于2 cm，其中一處的中心偏位為4.6 cm，未超過限值5 cm的偏差要求。通過比較，臥龍溝1號隧道最終選擇圓包頭型預(yù)制管接頭，圓包頭型預(yù)制管接頭比平口接頭長，能夠保證對接準確，接頭接觸面大，調(diào)整橫向偏差時，銜接處無錯臺（見圖 1）。

圖1 中心水溝安裝效果檢查

b）由于臥龍溝1號隧道為小半徑曲線螺旋隧道，隧道曲線最小半徑為700 m，為了減少弦弧差值對管節(jié)接口及順直度的影響，經(jīng)計算，當隧道最小曲線半徑700 m時，3 m管節(jié)的弦弧差為1.6 mm，對管節(jié)安裝順直度的影響程度很低，故在施工中最長采用3 m的管節(jié)進行拼接。

3.2 管節(jié)的吊裝及微調(diào)

臥龍溝1號隧道中心水溝采用的預(yù)制管節(jié)類型分別為1-2 m×Ф50 cm和1-3 m×Ф50 cm兩種，2 m的管節(jié)重量為 430 kg，3 m的管節(jié)重量為650 kg?，F(xiàn)場采用裝載機運輸，挖掘機輔助安裝，管節(jié)安裝時由挖掘機吊裝到位，人工采用撬棍進行微調(diào)，由于采用圓包頭型預(yù)制管節(jié)，圓形管節(jié)左右橫向調(diào)整位置比較容易，縱向?qū)雍臀⒄{(diào)稍費力，由3人配合可以完成。

3.3 管座基礎(chǔ)混凝土質(zhì)量保證

施工過程中，隨時檢查管座基礎(chǔ)混凝土的標高，高程偏差滿足規(guī)范要求，確保標高及坡度的準確性，保證中心水溝底部無明顯錯臺現(xiàn)象。

3.4 預(yù)留槽施工時的模板控制

中心水溝預(yù)留槽施做過程中，要求的尺寸標準比設(shè)計尺寸大10 cm，因此中心水溝預(yù)留槽模板的尺寸偏差在10 cm以內(nèi)就不影響中心水溝的安裝，要求中心水溝預(yù)留槽施工中使用的模板表面無鼓包、無破損的情況，合理布置背楞對接螺栓的間距尺寸，連接背楞和墻面模板，使其形成一個整體體系，加強模板受力。

3.5 中心水溝一次施工段落長度的確定

a）臥龍溝 1號隧道前期施工的ZK7+320—ZK7+440段中心水溝一次施工段落長度是根據(jù)仰拱的施工進度來確定的，即一次施工6～9 m，但在施工過程中發(fā)現(xiàn)了以下問題：

（a）隧道縱坡較大，澆筑管節(jié)基座時混凝土有高處往低處積流的現(xiàn)象出現(xiàn)，容易造成兩次施工的接縫處基座高程誤差偏大的問題。

（b）中心水溝前一段施工完成后外露的管口在后一段仰拱施工時易被磕碰破損，使管內(nèi)積有雜物。

（c）若前后兩段施工時出現(xiàn)偏差需要在下一段施工過程中進行調(diào)整，由于一次施工段落短，施工次數(shù)增加，進而增加了測量控制難度，一小段一小段的反復(fù)調(diào)整導(dǎo)致最終整體線形的不順，影響到水溝內(nèi)水流的通暢。

b）鑒于出現(xiàn)的問題直接影響了中心水溝的順直度，臥龍溝1號隧道中心水溝在后續(xù)的施工過程中，對排水溝一次施工段落長度進行了調(diào)整，不再受限于仰拱的施工長度，能夠較好地保證水溝以順直程度的長度為基礎(chǔ)，來確定一次施工段落長度，在施工仰拱時將中心水溝安裝槽預(yù)留，成型后回填碎石，不影響施工通行和排水，在可施工段落長度達到90 m時，再將預(yù)留槽內(nèi)碎石挖除，截排隧道涌水后，一次澆筑管座基礎(chǔ)，安裝中心水溝預(yù)制管，增長了施工段落長度后，測量控制工作量減少，偏差調(diào)整的次數(shù)減少，達到了一次成型的目的，確保了預(yù)制管節(jié)安裝線形平順，管接頭銜接無錯臺（見圖2）。

圖2 長段落安裝中心水溝

3.6 隧道涌水量大的處理措施

臥龍溝1號隧道隧址區(qū)地下水主要為風(fēng)化裂隙水，在開挖過程中，容易形成涌水，隧道涌水順中心水溝導(dǎo)排，順坡排水時，涌水進入中心水溝安裝段落，會嚴重影響到作業(yè)人員對管節(jié)底口銜接情況的可視程度 ，在實際操作中，當中心水溝管座基礎(chǔ)混凝土施工時，對中心水溝內(nèi)的涌水采取了截排水措施，保證基礎(chǔ)混凝土的實體質(zhì)量，同時基礎(chǔ)澆筑完成安裝管節(jié)時，采取了抽排措施，保證施工段落無積水現(xiàn)象，提高施工人員的操作作業(yè)可視度，確保管節(jié)安裝的平順度。

4 總結(jié)

公路隧道中心排水溝縱向貫穿整條隧道，對整個隧道集水、排水系統(tǒng)起到關(guān)鍵的作用，因此，中心排水溝的集水能力、排水通暢程度是中心排水溝質(zhì)量控制的重點和薄弱環(huán)節(jié)[3]，尤其是深埋中心排水溝，在施工過程中通過采取良好的、適合的施工控制措施從根本上保證中心水溝的管節(jié)對接平順程度，使中心水溝的坡度與隧道坡度保持一致，防止混凝土、回填料等掉入管內(nèi)造成管內(nèi)堵塞，使隧道中心水溝發(fā)揮良好的效果。