高速公路工程雙連拱隧道隔墻施工技術(shù)

岑雪雁

(山西交通控股集團(tuán)有限公司大同南高速公路分公司，山西 大同 037400)

1 雙連拱隧道中隔墻結(jié)構(gòu)簡述

通過分析公路隧道建設(shè)現(xiàn)狀發(fā)現(xiàn)，其普遍采用的是雙連拱隧道類型。與分離式隧道對比分析，雙連拱隧道具備較大的空間利用率，洞口選擇方案多，而且適用在洞口地形相對狹小的中短隧道。但是雙連拱隧道施工環(huán)節(jié)比較多，在具體施工中必須交錯實施開挖與支護(hù)，而這會增加圍巖應(yīng)力變化。中隔墻作為雙連拱隧道施工時采用的主要構(gòu)件，必須嚴(yán)格控制其強(qiáng)度與穩(wěn)定性等關(guān)鍵指標(biāo)。以雙連拱隧道項目施工為例，中隔墻與支護(hù)襯砌采用的為非同步施工模式，結(jié)構(gòu)受力情況多變，特別是中隔墻受力較為復(fù)雜，主要包含了拉、壓、彎、剪等，而且左洞、右洞的施工會對中隔墻造成影響，若是施工不當(dāng)，則很容易引發(fā)拱頂沉降或坍塌等現(xiàn)象，甚至隧道中隔墻出現(xiàn)開裂與滲水等[1]?；诖耍陔p連拱隧道施工階段必須精準(zhǔn)把控中隔墻技術(shù)要點，以提升施工質(zhì)量及安全。

2 雙連拱隧道中隔墻斷面類型及施工要點

2.1 中隔墻斷面類型

針對雙連拱隧道項目的中隔墻而言，其結(jié)構(gòu)類型主要是以外部形態(tài)作為劃分標(biāo)準(zhǔn)，包含了直中墻、曲中墻，見表1。

表1 直中墻與曲中墻特點

2.2 施工要點

以雙連拱隧道為例，中隔墻施工流程是先支模板后鋼筋綁扎，最后進(jìn)行混凝土澆筑，詳細(xì)施工要點如下：①模板選用，在中隔墻模板施工階段，應(yīng)選擇槽鋼與碗口件從中導(dǎo)洞初期支護(hù)位置進(jìn)行支撐處理，支撐模式是“外撐+內(nèi)控”，而模板主要選用特制型鋼模，且嚴(yán)格根據(jù)規(guī)定要求檢查模板中線、尺寸以及標(biāo)高等相關(guān)指標(biāo)，保證符合工程要求之后才能夠?qū)嵤┫乱坏拦ば?；②鋼筋綁扎，首先需要對中隔墻與襯砌接觸面進(jìn)行鑿毛處理，以增強(qiáng)混凝土粘結(jié)力，結(jié)合設(shè)計要求布設(shè)基礎(chǔ)鋼筋，同時對預(yù)留筋與預(yù)埋件的位置進(jìn)行嚴(yán)格檢查，保證鋼筋無任何的銹蝕現(xiàn)象[2]，待鋼筋綁扎施工及檢驗達(dá)標(biāo)之后，才能夠進(jìn)行端頭模板封堵處理；③混凝土澆筑，選擇的振搗方式是分層振搗，邊澆筑邊振搗，由模板的端頭灌注混凝土，將混凝土澆筑到與拱頂相距1.5 m位置，然后以分段澆筑方式一直澆筑到拱頂，在兩側(cè)位置合理預(yù)留注漿管與排氣管[3]。此階段必須對混凝土的各項材料性能及質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制，且按照規(guī)定要求進(jìn)行攪拌與運輸，以提升混凝土澆筑施工效果。

2.3 穩(wěn)定措施

以雙連拱隧道施工為例，必須采取一系列措施增強(qiáng)中隔墻結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，具體如下：①構(gòu)建側(cè)向支撐，實現(xiàn)平整碾壓；②回填處理，嚴(yán)格控制彎矩和水平位移；③兩側(cè)正洞保證同步施工，最大程度上控制傾斜現(xiàn)象；④提前建立仰拱，采取措施有效固定中隔墻基礎(chǔ)，避免出現(xiàn)水平位移；⑤在中隔墻底板處安裝錨桿，使錨桿與中隔墻連接成為一體，從而達(dá)到抵抗傾覆的目的。

3 工程實例

3.1 項目背景

某高速公路工程項目的全線長度15.38 km，起訖樁號是K109+265～K24+645，采用的是雙向四車道，設(shè)計的行車速度是100 km/h。此項目包含了一座隧道(設(shè)計類型是雙連拱隧道)，其全長是382 m，位于半徑為4 500 m的圓曲線上，而中隔墻選擇的類型是三層夾心式曲墻。隧道現(xiàn)場地形總體起伏比較大，其中最大高度差達(dá)到了60 m，同時進(jìn)口段存在偏壓，圍巖級別類型是IV級、V級，巖體表現(xiàn)破碎，且節(jié)理裂隙較為發(fā)育。此外，中隔墻的最薄處厚度是2.2 m，三層施工參數(shù)如圖1所示。

圖1 三層夾心式曲墻參數(shù)(單位：m)

3.2 中隔墻受力分析

此隧道選擇的是三導(dǎo)洞法，中隔墻的受力情況具體如下：①開挖施工前，中導(dǎo)洞基本等同于單線隧道，而中隔墻所承受的壓力主要來自拱頂圍巖，且受力狀態(tài)比較穩(wěn)定；②右洞開挖但未支護(hù)階段，右洞開挖施工后隧道會形成偏壓，而中隔墻是偏心受壓結(jié)構(gòu)，所以必須增強(qiáng)其抗剪與抗彎性；③右洞支護(hù)但左洞未開挖階段，待右洞支護(hù)施工結(jié)束之后，能夠抵抗圍巖變形，同時右洞初期支護(hù)基腳建立在中隔墻的右側(cè)頂部。中隔墻不但要承受左洞側(cè)壓力，也需要承受右洞初支壓力；④左洞開挖但未支護(hù)階段，會對中隔墻造成偏壓；⑤兩側(cè)主洞初支結(jié)束之后，中隔墻承受的是豎向力，受力狀態(tài)較為穩(wěn)定。

3.3 施工要點

1)測量放樣。提前測放中隔墻位置，將中導(dǎo)洞進(jìn)行貫通處理后，緊接著實施貫通測量，保證洞內(nèi)導(dǎo)線坐標(biāo)和標(biāo)高的精準(zhǔn)度，從而為中隔墻施工提供有效指導(dǎo)。

2)選擇材料。此雙連拱隧道中隔墻施工采用的材料基本包含了鋼筋、水泥以及砂石料等，必須提前制定合理、可行的材料采購方案，同時按照規(guī)定要求進(jìn)行檢驗與保存，其中混凝土選擇的是C25防水鋼筋混凝土。

3)基底找平。實施混凝土澆筑之前，必須把碎石、雜土等清理干凈，同時對基底進(jìn)行找平處理，保證找平層與基礎(chǔ)圍巖能夠有效結(jié)合，而找平層施工選擇的材料是混凝土(與中隔墻標(biāo)號相同)，同時對找平層頂面高度進(jìn)行嚴(yán)格控制[4]。

4)制作鋼筋。根據(jù)圖紙要求進(jìn)行鋼筋制安，以增強(qiáng)鋼筋骨架的穩(wěn)定性。為了提升施工效率，需要通過模板把鋼筋加工成網(wǎng)片，從洞內(nèi)進(jìn)行鋼筋綁扎。

5)模板臺車就位。通過測量放樣精準(zhǔn)確定模板臺車的位置，然后進(jìn)行支撐與對拉處理，以保證模板臺車的剛度及穩(wěn)定性符合規(guī)定要求。

6)混凝土澆筑。此項目中混凝土攪拌為集中拌和，以專用運料車的方式把拌制合格的混凝土運輸?shù)巾椖渴┕がF(xiàn)場，然后采用泵送模式，同時選擇“窗口插入式振搗棒與臺車附著式振搗器”的方式實現(xiàn)混凝土分層振搗，其中各層混凝土厚度應(yīng)控制為30 cm，且振搗過程中需要把振搗棒插入前一層5～10 cm，以促進(jìn)新混凝土與舊混凝土之間的有效融合，禁止出現(xiàn)漏振與過振等問題[5]。

7)預(yù)留與預(yù)埋件施工。必須確保預(yù)留與預(yù)埋件的位置準(zhǔn)確無誤，同時對預(yù)埋件尺寸等進(jìn)行檢查。

8)臺車移位及混凝土養(yǎng)生。此雙連拱隧道橫向支撐選擇的是I16工字鋼(數(shù)量是2根)，位置是主洞后側(cè)，確定的縱向間隔距離是75 cm。在主洞開挖施工階段，中隔墻兩側(cè)的回填施工選擇的材料是M7.5漿砌片石，同時保證回填高度和最上方鋼支撐保持平齊(即3.5 m)。

4 結(jié) 語

中隔墻是雙連拱隧道結(jié)構(gòu)體系中的一項關(guān)鍵性結(jié)構(gòu)，其施工階段受力變化比較復(fù)雜，所以保證中隔墻施工穩(wěn)定及安全尤為重要。本文結(jié)合項目實例綜合研究了雙連拱隧道中隔墻施工技術(shù)，主要包含了測量放樣、基底找平、鋼筋制作、混凝土澆筑以及養(yǎng)生等，為類似項目施工提供借鑒。

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