公路隧道豎井十字隔墻滑模施工技術(shù)淺析

魏福貴， 方曉峰， 李 鰲， 雷 楊， 衡冠良

(1.四川川交路橋有限責(zé)任公司，四川廣漢 618700; 2. 西南交通大學(xué)交通隧道工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川成都 610031)

豎井可以有效地解決長(zhǎng)大公路隧道運(yùn)營(yíng)中的通風(fēng)難題，而豎井中隔墻將豎井通過(guò)中隔板分開(kāi)設(shè)置送風(fēng)、排煙通道，對(duì)隧道運(yùn)營(yíng)功能正常具有重要作用。目前水電、煤炭等能源行業(yè)已經(jīng)提出了多種豎井施工方法，如全斷面爆破成型法、反井鉆機(jī)擴(kuò)挖法等。但在公路隧道豎井修建上，國(guó)內(nèi)尚未形成統(tǒng)一合理的施工方法?，F(xiàn)有公路隧道豎井中隔墻施工中大多使用的還是翻模施工，這種施工方式施工時(shí)需要進(jìn)行模板的拆除和翻吊，工序復(fù)雜，耗費(fèi)時(shí)間，同時(shí)每模之間會(huì)產(chǎn)生施工縫，后期處理麻煩且浪費(fèi)材料。

對(duì)此，彭勇輝等[1]提出了一種隧道豎井井壁襯砌與中隔墻襯砌同步滑膜施工技術(shù)，打破了以往隧道豎井中隔墻襯砌施工順序，即先修建隧道豎井井壁襯砌，后修建中隔墻襯砌；李豐果等[2]針對(duì)寧武高速公路隧道地表水發(fā)育的特點(diǎn)，提出了一種導(dǎo)井?dāng)U孔開(kāi)挖豎井及不對(duì)稱中隔墻滑模襯砌施工技術(shù)；趙超志[3]結(jié)合秦嶺終南山特長(zhǎng)公路隧道大直徑、深豎井的特點(diǎn)，提出了單井兩分的雙半圓滑模一次性施工方法。

本文以攀枝花至大理(四川境)高速公路寶鼎2號(hào)隧道豎井施工為基礎(chǔ)，提出了一種適用于公路隧道的新型豎井十字中隔墻滑模施工技術(shù)，可以有效解決現(xiàn)有豎井中隔墻施工中工序復(fù)雜，施工質(zhì)量差的問(wèn)題，達(dá)到施工進(jìn)度加快，材料浪費(fèi)減少，施工成本降低的目的，從而顯著提升中隔墻施工質(zhì)量。

1 工程概況

攀枝花至大理高速公路(以下簡(jiǎn)稱“攀大高速”)寶鼎2號(hào)隧道位于四川省攀枝花仁和區(qū)境內(nèi)，是攀大高速的重點(diǎn)建設(shè)工程，隧道設(shè)計(jì)為雙向分離式越嶺隧道，其中左洞全長(zhǎng)8 775 m，右洞全長(zhǎng)8 762 m。

通風(fēng)豎井位于右洞K18+570測(cè)設(shè)線右側(cè)60 m處，豎井深227.5 m，其中V級(jí)圍巖段62.5 m，上部主要為卵石土及中砂，下部為強(qiáng)-中風(fēng)化礫巖，卵石土呈稍密-中密狀，粒間充填粉質(zhì)粘土，礫巖風(fēng)化強(qiáng)烈，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體破碎；Ⅳ級(jí)圍巖段165 m，巖性主要為中厚層狀的中風(fēng)化礫巖，節(jié)理裂隙較發(fā)育，礫巖為較硬巖。豎井內(nèi)徑9.6 m，地質(zhì)縱斷面圖見(jiàn)圖1，結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖2。

圖1 豎井地質(zhì)縱斷面

圖2 豎井結(jié)構(gòu)示意(單位:cm)

2 滑模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

滑模方式的選用：φ9.6 m圓形井壁十字中隔墻整體模板，采用整體模塊式滑模澆筑，結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。

圖3 滑模結(jié)構(gòu)立體示意

滑模由滑模模板、爬升系統(tǒng)和安全系統(tǒng)組合而成，包括滑模模板、開(kāi)字架、千斤頂、爬桿、井架安全吊繩和防墜安全網(wǎng)共六個(gè)組件，用于公路隧道豎井中隔墻滑模施工?；Ｆ脚_(tái)示意圖如圖4所示。

圖4 滑模平臺(tái)示意

2.1 滑模模板

滑模模板使用剛性材料按照中隔墻設(shè)計(jì)施工圖紙進(jìn)行制造，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，用以在混凝土澆筑時(shí)固定流體狀混凝土，形成后期成品混凝土中隔墻。

2.2 爬升系統(tǒng)

由開(kāi)字架、千斤頂和爬桿共同組成裝備的爬升系統(tǒng)，爬桿作為裝備提升軌道，千斤頂則為裝備提升提供動(dòng)力，開(kāi)字架用以將滑模模板，千斤頂?shù)裙潭ㄔ谝黄稹?/p>

2.3 安全系統(tǒng)

由井架安全吊繩和防墜安全網(wǎng)共同構(gòu)成裝備的安全系統(tǒng)。井架安全吊繩是由井架垂下的四根鋼筋繩用以承擔(dān)裝備重量，防墜安全網(wǎng)鋪設(shè)于裝備下方用以保護(hù)施工人員安全。

3 滑模施工流程

滑模施工從井底處開(kāi)始，一次組裝滑升至井口標(biāo)高結(jié)束。包括：內(nèi)外豎筋、環(huán)筋綁扎，澆筑混凝土，滑升，井壁壁面修飾、養(yǎng)護(hù)，以此作為施工流程的一個(gè)循環(huán)。具體流程如圖5所示。

圖5 新型滑模施工工藝流程

3.1 試滑

在此新型隧道豎井十字墻滑模進(jìn)入施工循環(huán)前，必須先進(jìn)行試滑。試滑時(shí)應(yīng)先完成鋼筋安裝及混凝土澆筑，隨后將全部的千斤頂抬升50～100 mm，初步檢查混凝土的出模質(zhì)量是否符合規(guī)范要求；混凝土質(zhì)量達(dá)標(biāo)后，繼續(xù)將滑模模板提升300 mm，并對(duì)整個(gè)滑模平臺(tái)進(jìn)行系統(tǒng)地檢測(cè)、調(diào)整，一切正常后即可進(jìn)入正式滑升。

3.2 鋼筋綁扎

鋼筋安裝應(yīng)遵循以下要求：內(nèi)外豎筋2 m為一分段，以套筒的方式進(jìn)行連接；環(huán)筋采用φ18 mm鋼筋，長(zhǎng)度不大于4.8 m，以綁扎的方式進(jìn)行連接，且搭接長(zhǎng)度不小于0.63 m。同時(shí)，內(nèi)外豎筋與環(huán)筋的接頭面積百分率應(yīng)小于25 %。

為了加快滑升速度，可以預(yù)先用粉筆在豎筋上標(biāo)記間距線，以此來(lái)控制環(huán)筋的綁扎間距。尤其注意，內(nèi)外豎筋安裝應(yīng)在滑?；粋€(gè)循環(huán)后進(jìn)行。

此外，由于模板距提升架距離有2 m，其間應(yīng)布置不少于兩道環(huán)筋；在滑升過(guò)程中，須加強(qiáng)對(duì)豎筋的監(jiān)控，避免豎筋發(fā)生偏位，從而導(dǎo)致環(huán)筋無(wú)法穿插。

3.3 澆筑混凝土

混凝土澆注采用提升轎車(chē)吊桶吊裝至豎井施工盤(pán)，由分灰器輸送至模板內(nèi)，隔墻各部位應(yīng)均衡對(duì)稱澆筑。按1.7 m每循環(huán)澆筑，共10.94 m3混凝土，每循環(huán)混凝土澆筑時(shí)間控制在1 h內(nèi)。注意在距離模板上端50 mm左右時(shí)，應(yīng)停止?jié)仓炷痢?/p>

混凝土注入滑模后，采用插入式振搗棒振搗，且遵循“快速插入，慢速拔出”的并列式振搗原則。每個(gè)部位振搗20～30 s時(shí)間，直至混凝土表面不再泛漿、出現(xiàn)顯著下沉式的氣泡為止。尤其注意振搗棒在振搗上層混凝土?xí)r，振搗棒還應(yīng)插入下層混凝土不小于50 mm的深度，及時(shí)消除層與層之間的接縫。

3.4 模板滑升

初升：當(dāng)?shù)谝粚踊炷恋呢炄胱枇χ颠_(dá)到0.4 kN/cm2，混凝土總的澆筑高度達(dá)到約800 mm時(shí)，應(yīng)進(jìn)行模板的初升。

正常滑升：模板初升后，可以按照滑模施工工藝流程圖進(jìn)行分層澆筑、循環(huán)作業(yè)、持續(xù)滑升。兩次循環(huán)滑升的間隔為4 h，包括：鋼筋安裝3 h，混凝土澆筑1 h。

末升：模板正?；辆嚯x井口1 m時(shí)，應(yīng)及時(shí)降低滑升速度，找正模板位置及標(biāo)高，從而保證最終模板上口與井壁設(shè)計(jì)標(biāo)高持平。

4 滑模施工要點(diǎn)

連續(xù)性施工可以顯著提高工程質(zhì)量，如因特殊情況而引起施工暫停，即停止混凝土澆筑，可采取以下措施：每隔0.5～1 h進(jìn)行一次模板提升，直到模板不在粘結(jié)。在進(jìn)行下一次 澆筑時(shí)，應(yīng)先澆筑一層200mm原配合比石子減半的混凝土后，再澆筑正常配合比的混凝土。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文所提出的應(yīng)用于寶鼎2號(hào)隧道通風(fēng)豎井十字中隔墻滑模施工裝備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單明了，適用性強(qiáng)，且模板滑升阻力小，有利于成型混凝土質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

該施工技術(shù)對(duì)施工組織要求較低，不但有效解決了現(xiàn)有豎井中隔墻施工中工序復(fù)雜，施工質(zhì)量差的問(wèn)題，而且顯著提升中隔墻施工質(zhì)量，加快施工進(jìn)度，避免材料浪費(fèi)，降低施工成本，可以為類(lèi)似工程提供借鑒和參考。