高速公路隧道預埋件快速施工技術研究

朱輝 ZHU Hui

（中鐵十二局集團第三工程有限公司，太原 030024）

0 引言

隨著我國高速公路的建設和發(fā)展，隧道施工規(guī)模越來越大，高速公路隧道預埋工程通常隨隧道主體工程同步進行，而其機電設備、電纜等的安裝工程則在隧道貫通后進行，因此，預埋工程的施工質量將直接影響后期機電設備安裝質量和進度。因而預埋預留的快速、同步及高質量施工成為亟待解決的問題。

公路隧道內的預留預埋采用暗敷暗設，即將隧道通風、照明、監(jiān)控、指示器、供電等的穿線管及各種設備洞室全部預埋或預留在二襯混凝土中，后期預留設備的安裝等都是按標準尺寸施工，因此，預埋件的準確定位尤為重要。通常隧道施工的定位點是放樣在基礎面上，根據(jù)放樣點計算施工點高度差和偏距，但二襯中預埋件的安裝是在二襯臺車定位完以后進行施工，施工定位空間較小，且受二襯臺車模板的弧度的影響，工人難以根據(jù)放樣點準確確定預埋件的定位位置。本文改變通常定位方法，采用以定位后的二襯臺車模板接縫位置作為預埋件、預留洞室施工的參照點進行定位，從而解決了預埋件定位不準確問題，提高了預埋件施工定位的準確性和施工質量，達到快速施工的目的。[1]-[2]

1 工程概況

新建廣東省大（浦）（豐）順（五）華高速公路項目鴻圖特長隧道為雙線四車道隧道，隧道全長12.6公里（雙線），本標段施工總長度為6259m（雙線）。該隧道設計為復合式襯砌，根據(jù)設計文件，二襯混凝土中設計有射流風機控制箱、配電控制箱、檢查井及各類鋼質底盒等預埋洞室、預埋件，規(guī)格不一、數(shù)量繁多，采用混凝土整體式液壓臺車結合混凝土泵車進行澆筑，后期機電、照明等設備安裝空間均需通過預埋的方式提前預留。

基于現(xiàn)場的施工難題，提出了隧道預埋件快速施工技術。

2 施工技術

2.1 施工流程

高速公路隧道預埋件快速施工工藝流程見圖1。

圖1 施工工藝流程圖

2.2 施工工藝原理

本施工工藝通過借助定位好的二襯臺車模板進行預埋件的精確定位。

①利用臺車輪廓線與襯砌內輪廓重合作為理論依據(jù)。定位后的二襯臺車外表面輪廓即為二襯內輪廓面，二者互相吻合，各種預埋件控制點均可通過二襯模板外輪廓確定。

②利用臺車自身接縫作為參考線建立縱向數(shù)據(jù)線，利用臺車端頭已知里程作為橫向數(shù)據(jù)線，建立臺車范圍內的數(shù)據(jù)控制網(wǎng)絡進行預埋件定位。

根據(jù)二襯臺車AutoCAD圖紙和現(xiàn)場實際測量核算，確定臺車模板接縫在輪廓圖上的位置，共有4條模板接縫和1條模板中線位于臺車上可供用于測量參考，統(tǒng)稱這些線為參考線，借助這5條參考線，建立二襯內輪廓位置數(shù)據(jù)控制網(wǎng)絡，便于準確定位臺車范圍內每一點。

③利用AutoCAD軟件測得設計圖紙中的相關數(shù)據(jù)即可進行預埋件定位。

設計圖中各預埋件的控制點均可在AutoCAD軟件中設計圖紙上標記出其與臺車模板參考線之間的相對弧長距離數(shù)據(jù)，現(xiàn)場施工中即可通過測量模板參考線到設計控制點的弧長確定預埋件定位點。

2.3 關鍵施工技術

2.3.1 模板參考線位置的確定

利用AutoCAD制圖技術，在二襯臺車輪廓圖紙中標記出參考線的位置，分別記做C1～C5，在CAD圖紙中分別測得參考線與設計標高之間高差，再測量定位好的二襯臺車模板參考線，根據(jù)測量所得數(shù)據(jù)復核參考線與設計標高之間高差，結果實測所得高差與圖紙中測得高差吻合，即定位好的臺車參考線數(shù)據(jù)有效，可作為預埋件定位參考使用。二襯模板參考線在二襯輪廓圖中的位置見圖2。[3]

圖2 模板參考線位置

2.3.2 確定參考線到預埋件控制點之間數(shù)據(jù)

根據(jù)圖紙中預埋件設計位置，反映到CAD圖紙中，直接使用標注工具標出預埋件控制點與二襯臺車參考線的相對尺寸，得出的數(shù)據(jù)即為預埋件控制點定位數(shù)據(jù)，見圖3。

圖3 模板參考線與控制點之間弧長

2.3.3 預埋件模板模型制作

模板模型采用竹膠板和方木相結合制作，竹膠板作為面板，保證預留洞室內表面光滑平整，方木作為支撐，承受澆筑過程中混凝土的壓力。模板模型要與二襯臺車緊密貼合，防止?jié)仓^程中混凝土滲漏至預埋件內。模板直邊較容易制作，關鍵在于弧形邊制作，可借助圖中直邊到二襯臺車模板的距離Ln，Ln的長短隨直邊高度的變化而變，從而制作出與二襯模板較為貼合的預埋件模型，見圖4。[4]

圖4 預埋件模板弧形邊尺寸

2.3.4 預埋件定位施工

二襯臺車定位好以后，即可進行預埋件定位施工，現(xiàn)場定位時通過可以當做重錘使用的施工無彈性繩在重力作用下豎直后量測臺車參考線到已確定弧長的位置點即為預埋件控制點位置，從而對預埋件進行定位、加固施工。定位好后進行驗收，著重復核預埋件定位位置、尺寸是否符合設計要求及加固是否牢固，驗收合格后方可進行下一工序施工。[5]

2.3.5 混凝土施工

為保證預埋件在二襯混凝土施工中不發(fā)生脫落及變形問題，混凝土施工中應注意以下幾點：

混凝土施工嚴格按照施工設計方案進行逐窗入模澆筑，確保二襯中的預埋件受力均勻。

二襯窗口附近有安裝預埋件的，澆筑時注意控制流速，避免因流速過大造成的較大沖擊力使預埋件移位。

較大預留洞室附近的混凝土因深入圍巖較深，應加強振搗，確保預留洞室模板周圍襯砌混凝土澆筑密實。

2.3.6 預埋件模板拆除及養(yǎng)護

待二襯達到拆模強度后進行臺車脫模，之后對含有模板模型的預埋件進行拆模，并同二襯一同進行養(yǎng)護，襯砌養(yǎng)護采用多功能二襯養(yǎng)護臺車，該臺車一邊跨在水溝外側，解決了二襯養(yǎng)護受澆筑設備影響的問題，可以及時對拆模襯砌進行養(yǎng)護，確保襯砌質量滿足設計要求。多功能養(yǎng)護臺車見圖5。

圖5 多功能二襯養(yǎng)護臺車

3 施工效果及質量控制要點

3.1 施工效果

鴻圖特長隧道預埋件快速施工技術依據(jù)二襯內輪廓與二襯臺車外輪廓重合，借助二襯臺車自身連接縫作為定位參考線建立臺車范圍內二襯內輪廓各點相對位置數(shù)據(jù)控制網(wǎng)絡，從而準確定位臺車范圍內每一點。在確保定位準確的情況下大大提高了預埋件定位速度，節(jié)約了每個預埋件單獨放樣時間，在采用傳統(tǒng)定位方法時，每個預埋件要增加0.5小時時間，平均每板二襯要安裝2個預埋件，采用本技術即可每板節(jié)約1小時時間，至隧道完工可累計節(jié)約68個工天。

該技術可操作性高，操作簡便，無需對每個預埋件單獨放樣定位，只需計算確認臺車模板參考線在襯砌輪廓圖中的位置，并通過AutoCAD標注功能獲得參考線與預埋件控制點之間相對數(shù)據(jù)即可完成所有預埋件定位。

3.2 質量控制要點

①預埋件施工嚴格按照設計圖紙進行配備預埋件組件，不得少件或漏件。②嚴格按照設計圖紙尺寸施做預埋件，確保成型后的預埋件滿足設計要求。③施工定位時要復核定位數(shù)據(jù)及尺寸，確保預埋件定位準確無誤。④做好預埋件加固工作，保證加固牢固穩(wěn)定，避免出現(xiàn)澆筑過程中預埋件移位問題。⑤拆模后做好襯砌養(yǎng)護工作，保證襯砌施工滿足設計強度。

4 結論

①為解決在鴻圖特長隧道中預埋件施工效率低、施工質量差等問題，提出高速公路預埋件快速施工技術，通過預埋件的快速精準定位，有效的解決了預埋件施工難題。②利用AutoCAD制圖技術，按照1:1比例還原施工工況，保證了隧道預埋件施工精確度。③該技術適用于隧道預埋件、預留洞室的定位施工，同時可為類似模注混凝土需借助模板定位的施工提供借鑒，與通常定位方法受局限較多相比，該技術可以準確定位臺車范圍內所有位置的預埋件點，包括管線長度等均可通過計算確定，施工質量受控，滿足設計及驗收標準的要求。④通過預埋件施工工藝的研究，避免了機電工程施工期間預埋件整改所發(fā)生的大額費用[6]，特別針對特長隧道，預埋件數(shù)量大，實施效果尤為突出，對公路隧道預埋件施工有一定指導作用。