豎井隧道二襯井壁砼及中隔墻砼同步滑模襯砌施工技術(shù)

彭勇輝，蔣忠全，王鑫，孟偉玉，代竟，王利國(guó)，殷婕

（中鐵隧道集團(tuán)三處有限公司，廣東 深圳 518048）

擇要：豎井隧道二襯井壁砼及中隔墻砼同步襯砌施工技術(shù)是一項(xiàng)新技術(shù)，改變了以前豎井隧道中隔墻襯砌施工，先隧道井壁襯砌，后中隔墻襯砌方法，可節(jié)約大量時(shí)間，增加其功效。

以前的豎井隧道井壁砼及中隔墻砼襯砌施工，都是先混凝土隧道井壁襯砌，后混凝土中隔墻襯砌。施工組織簡(jiǎn)單，工期周期長(zhǎng)、成本高，需要二次搭建施工平臺(tái)。

1 工程概況

龍川至懷集高速公路金門(mén)隧道位于廣東省英德市望埠鎮(zhèn)、東華鎮(zhèn)境內(nèi)，右洞長(zhǎng)度為6482.6m，左洞長(zhǎng)度為6492m。隧道運(yùn)營(yíng)通風(fēng)采用豎井分段通風(fēng)方式，在隧道左線ZK198+181.5左側(cè)36.5m處設(shè)置1座通風(fēng)豎井。隧道通風(fēng)采用左右洞合并設(shè)置，通過(guò)中隔板分開(kāi)設(shè)置送風(fēng)、排煙通道。

豎井設(shè)計(jì)開(kāi)挖斷面為圓形，設(shè)計(jì)凈空尺寸8.4m，二襯井壁厚度為55cm，井深200m，豎井從上至下設(shè)中隔板，中隔板二襯厚度30cm。二襯采用C30防水砼，抗?jié)B等級(jí)不小于P8，防水采用1.2mm厚EVA防水卷材和350g/m2無(wú)紡?fù)凉げ?。豎井二襯砌結(jié)構(gòu)形式如圖1所示。

圖1 襯砌斷面圖

2 滑模施工總體方案豎井滑模施工組

井身二襯采用滑模襯砌施工，在井底組裝滑模建立砼豎井垂直輸送系統(tǒng)?！白韵露稀辈婚g斷完成井身砼滑模襯砌施工，中隔墻與井壁同步滑模澆筑。

豎井二襯鋼筋集中加工運(yùn)送至現(xiàn)場(chǎng)，人工現(xiàn)場(chǎng)綁扎；二襯砼由拌和站供應(yīng),澆筑砼采用井口輸送砼方式，砼通過(guò)豎向下料管輸送至澆筑倉(cāng)面。

二襯滑模共配置4臺(tái)鑿井穩(wěn)車(chē)和1臺(tái)提升絞車(chē)，安全盤(pán)采用2臺(tái)JZ—10/800型穩(wěn)車(chē)懸吊；砼下料管采用2臺(tái)JZ—10/800型穩(wěn)車(chē)；吊籠采用1臺(tái)JTP—1.2P絞車(chē)懸吊。

3 滑模設(shè)計(jì)

3.1 滑模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

滑模由鋼結(jié)構(gòu)模體與液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組合而成，根據(jù)滑模的工藝要求，砼脫模時(shí)間的要求，模板設(shè)計(jì)高度1250mm，支撐結(jié)構(gòu)采用桁架梁，板面豎向間隔設(shè)置槽6肋筋，肋筋與桁架連接，同時(shí)增設(shè)加強(qiáng)圍圈。

液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)向提升千斤頂提供動(dòng)力，千斤頂與模體井壁圓弧段通過(guò)“F架”（爬臺(tái)）連接，中隔墻段采用“開(kāi)字架”型同一頂升油缸作用，保證兩模板的同步性。千斤頂螺栓固定于爬臺(tái)上，進(jìn)行豎井爬臺(tái)。

模體桁架上平面通鋪鐵板，作為施工平臺(tái)；模體下部平臺(tái)通過(guò)掛鉤懸吊輔助盤(pán)進(jìn)行砼面修補(bǔ)、養(yǎng)護(hù)。

3.1.1 平臺(tái)系統(tǒng)

上工作平臺(tái)搭建在模板內(nèi)骨架上用于人工作業(yè)平臺(tái)。

兩套模板系統(tǒng)下部分別懸掛一個(gè)作業(yè)走廊式，外部用鋼絲網(wǎng)片封閉，作為已襯砌表面檢查及養(yǎng)護(hù)的操作平臺(tái)。因此采取用輕型桁架梁，輻射布置。模板內(nèi)側(cè)與圍圈間采用∠50×5角鋼螺栓聯(lián)接。

3.1.2 模板系統(tǒng)

由模板、提升支架、支承千斤、支承框架等組成。模板各部件間用螺栓連接。模板設(shè)計(jì)高度H=1250mm，中隔墻設(shè)計(jì)4組8個(gè)提升千斤頂，即開(kāi)字架；排風(fēng)道側(cè)設(shè)計(jì)6個(gè)提升千斤頂；送風(fēng)道側(cè)設(shè)計(jì)7個(gè)千斤頂。

金門(mén)隧道通風(fēng)豎井直徑8.4m(凈徑)，通過(guò)論證及結(jié)構(gòu)受力驗(yàn)算，選擇了桁架梁環(huán)向布置的操作盤(pán)；中隔墻桁架梁結(jié)構(gòu)，中隔墻中心偏豎井中心750mm。

3.1.3 液壓系統(tǒng)

液壓控制系統(tǒng)由多路閥組液壓泵站、平衡器TP—35、穿心液壓液壓油缸、管路、單項(xiàng)液壓閥等組成。

提升架采用槽鋼制作成“F”型提升架。選用DX—100型，共計(jì)20個(gè)液壓千斤頂。液壓控制臺(tái)為ZYXT—36型自動(dòng)調(diào)平液壓控制臺(tái)。

3.1.4 其他系統(tǒng)

灑水養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)在懸掛式走廊上布置正對(duì)混凝土表面布置一周PVC管上鉆孔，對(duì)混凝土表面進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)。

3.2 滑模受力驗(yàn)算

有限元計(jì)算模型，實(shí)際工況計(jì)算結(jié)果。

3.2.1 模板正應(yīng)力圖（圖2）

圖2 基本組合下豎井模板正應(yīng)力圖

可見(jiàn)最大正應(yīng)力為171.96MPa＜[σ]=215MPa，滿足正應(yīng)力強(qiáng)度要求。

3.2.2 剪應(yīng)力（圖3）

圖3 基本組合下豎井模板剪應(yīng)力圖

可見(jiàn)最大剪切應(yīng)力18.91MPa＜[τ]=125MPa，滿足剪應(yīng)力強(qiáng)度要求。

3.2.3 撓度（圖4）

圖4 基本組合面板變形圖

最大撓度1.59mm＜L/400=1250/400=3.12mm，模板支撐跨度為1.25m，滿足剛度要求。

4 滑模制造安裝

4.1 滑模加工制造

滑模加工按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行制作，完成制作后并試拼裝，檢查驗(yàn)收尺寸后，運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)。

4.2 滑模井下組裝

利用井口提升系統(tǒng)，先將模體下放至井底靠放井壁上，在下方內(nèi)支撐系統(tǒng)桁架梁杠件，進(jìn)行組裝。組裝完成，啟動(dòng)液壓系統(tǒng)對(duì)全模板的爬桿進(jìn)行一次空載荷實(shí)驗(yàn)。合格后再進(jìn)行鋼筋綁扎，模板封堵，同時(shí)將同模體相連通道支立一段模板，同井筒相連接的馬頭門(mén)部位采用木模板，在滑模滑升時(shí)，邊滑邊支邊加固。

（1）垂直度控制：①四周垂直度偏差控制在±2mm；②模板上下口直徑偏差±2mm；③中隔墻上下壁厚偏差±2mm。

（2）位置控制：①前后偏差±5mm；②軸線偏差±1mm；③千斤頂橫梁標(biāo)高偏差±1mm。

（3）平整度控制：①模板接縫偏差±1mm；②操作平臺(tái)偏差±1mm。

4.3 混凝土輸送系統(tǒng)形成

豎井二襯澆筑砼采用井口輸送砼，砼通過(guò)Ф219*5下料管輸送至澆筑倉(cāng)面，地面設(shè)計(jì)兩部JZ—10/800穩(wěn)車(chē)通過(guò)兩根鋼絲繩進(jìn)行懸吊下料管。

下料管底部安裝專(zhuān)用緩沖器，對(duì)輸送至倉(cāng)面的砼進(jìn)行沖量抵抗，緩沖器下部安裝串筒，通過(guò)串筒改變砼入倉(cāng)位置。控制均衡、先中隔墻后井壁對(duì)稱下料。

4.4 設(shè)備調(diào)試

滑模模體安裝完成，檢查各連接部位強(qiáng)度，同時(shí)測(cè)量校核中隔墻、弧形模板位置，安裝千斤頂、爬桿。

各工序完成，關(guān)閉液壓站閘閥，進(jìn)行液壓張壓力、連接接頭調(diào)試。

5 滑模施工

5.1 滑模施工工藝流程（圖5）

圖5 二襯滑模施工工藝流程圖

5.2 滑模施工工藝

5.2.1 土工布、防水板施工

防水層、土工布施工工藝流程：基面檢查→無(wú)紡布固定→防水板固定→防水板焊接→檢查是否合格→進(jìn)入下道工序

5.2.2 鋼筋綁扎

模體組裝調(diào)試后，按施工圖紙進(jìn)行鋼筋安裝、焊接，滑升施工中，混凝土澆筑后按照設(shè)計(jì)要求露出頂端一層橫筋，有效利用提升架結(jié)構(gòu)件控制砼保護(hù)層。嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范要求爬桿在同一水平內(nèi)接頭不超1/4，當(dāng)千斤頂滑升距爬桿頂端小于350mm時(shí)，接長(zhǎng)爬桿，接頭一端采用角磨機(jī)打磨成陂口，對(duì)接下部,接頭對(duì)齊，焊接牢固并磨平，保證千斤頂順利通過(guò)爬桿,爬桿與環(huán)筋相連焊接加固。

井筒內(nèi)材料、施工人員在井口由JTP—1.2提升絞車(chē)提升吊籠運(yùn)送到安全盤(pán)上，再由安全盤(pán)上下到滑模操作平臺(tái)。安全盤(pán)與滑模操作盤(pán)之間設(shè)安全爬梯。

5.2.3 混凝土澆筑

施工中實(shí)驗(yàn)室嚴(yán)格控制混凝土的配和比、外加劑比例，時(shí)刻監(jiān)控塌落度、凝固時(shí)間、砼的澆筑強(qiáng)度以及滑升速度。

混凝土通過(guò)砼運(yùn)輸罐車(chē)運(yùn)輸至豎井場(chǎng)地，再通過(guò)砼輸送泵，輸送至井口上方集料斗，然后直接卸料經(jīng)下Φ219料溜管下料,下料管設(shè)緩沖裝置，克服砼在重力作用下的加速度及骨料分離。

滑模施工順序進(jìn)行：下料→平倉(cāng)振搗→滑升→鋼筋綁扎→下料?；Ｊ┕r(shí)混凝土先中隔墻，后四周對(duì)稱均勻下料?；；炷烈笏涠瓤刂圃?～11cm（泵送砼的塌落度控制），每次入?；炷粮叨炔坏贸^(guò)300mm。振搗時(shí)遵循“快插慢拔”的方式，模板滑升時(shí)停止振搗，同時(shí)嚴(yán)禁直接振動(dòng)爬桿及模板?；Ｕ；鶕?jù)施工現(xiàn)場(chǎng)混凝土初凝、混凝土運(yùn)輸時(shí)間，工序銜接等具體情況制定滑升速度，分層澆筑間隔時(shí)間不超過(guò)規(guī)定間隔時(shí)間?；看伍g隔按1h，滑升高度30cm，日滑升總高度控制于5m左右。模板第一次滑升要緩慢進(jìn)行，并在此過(guò)程中對(duì)所有的提升、液壓系統(tǒng)、模板及支撐系統(tǒng)進(jìn)行全面觀察，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。

5.2.4 滑模爬升

連續(xù)施工澆筑和滑升時(shí)，并設(shè)專(zhuān)人觀察和分析混凝土表面情況，如遇外部因數(shù)變化及時(shí)修訂滑升速度和分層澆筑厚度。

滑升過(guò)程中兩套模板同時(shí)進(jìn)行，嚴(yán)禁一個(gè)過(guò)快一個(gè)過(guò)慢，一個(gè)人統(tǒng)一指揮其他人操作和觀察，時(shí)刻觀察爬桿上的壓痕和受力狀態(tài)以及滑模中心線和操作盤(pán)的水平度。

5.2.5 表面修整及養(yǎng)護(hù)

砼的表面養(yǎng)護(hù)與修補(bǔ)是外表質(zhì)量的關(guān)鍵，當(dāng)脫模后，如有瑕疵立即進(jìn)行補(bǔ)救，灑水管及時(shí)對(duì)混凝土進(jìn)行噴淋養(yǎng)護(hù)。

5.2.6 ?；胧?/p>

滑模施工原則是需要連續(xù)進(jìn)行，意外停滑時(shí)采取“?；胧保炷亮⒓赐Ｖ?jié)仓?，每?.5h，滑升1次，使砼與模板不在黏結(jié)。由于其他原因至使滑模停滑，嚴(yán)格執(zhí)行施工規(guī)范，在結(jié)合表面預(yù)先作施工縫處理。

5.2.7 滑模測(cè)量及定位控制

滑模中線控制：分別在兩套模板的中心點(diǎn)用鋼絲繩懸掛60kg錘球進(jìn)行中心輔助控制；爬升時(shí)，時(shí)刻觀察錘球錐點(diǎn)偏移情況。同時(shí)在井口平臺(tái)梁下部井壁固定兩臺(tái)激光指向儀進(jìn)行滑模位置控制。井口固定觀測(cè)點(diǎn),經(jīng)常進(jìn)行復(fù)核，及時(shí)發(fā)現(xiàn)及時(shí)糾正。