大跨度淺埋雙聯(lián)拱隧道中隔墻施工技術(shù)探析

楊浩，張建，楊杰，王小強

（中國建筑第七工程局有限公司，河南 鄭州 450000）

0 前言

在我國經(jīng)濟高速發(fā)展的當(dāng)下，大跨度淺埋雙聯(lián)拱隧道在解決城市交通壓力、控制建筑紅線等方面有著得天獨厚的優(yōu)勢。在大跨度淺埋雙聯(lián)拱隧道施工環(huán)節(jié)中，中隔墻的施工既是隧道主洞開挖的前置工序，同時也是保證施工整體質(zhì)量的關(guān)鍵工序。所以對大跨度淺埋雙聯(lián)拱隧道中隔墻施工的特點及施工技術(shù)進行合理分析是保證大跨度淺埋雙聯(lián)拱隧道施工質(zhì)量和安全的有效途徑。

1 大跨度淺埋雙聯(lián)拱隧道中隔墻的特點

大跨度淺埋雙聯(lián)拱隧道根據(jù)地質(zhì)情況以及覆土厚度等因素的制約，導(dǎo)致中隔墻的尺寸、結(jié)構(gòu)形式均受到限制。鑒于此原因，大跨度淺埋雙聯(lián)拱隧道中隔墻具有以下幾個特點。

1.1 結(jié)構(gòu)形式偏心受壓

為便于隧道后期的排水和注漿施工，中隔墻普遍采取的是非對稱結(jié)構(gòu)的形式，在頂部土體的作用下，將形成偏心受壓的結(jié)構(gòu)受力形式。

1.2 中隔墻施做空間受限

中導(dǎo)洞作為措施型結(jié)構(gòu)，通常設(shè)計斷面均較小，導(dǎo)致開挖后施工中隔墻的操作空間嚴重受限，部分空間無法滿足機械化施工的空間條件，導(dǎo)致對應(yīng)區(qū)域僅靠人力進行操作施工。

2 工程概況

某項目為園區(qū)內(nèi)南北向城市主干路，標準路幅寬度為47m，道路等級為城市主干路，設(shè)計速度為60km/h，雙向六車道，路面為瀝青混凝土路面，道路設(shè)計范圍含隧道一座。暗挖段隧道中隔墻采用復(fù)合式結(jié)構(gòu)，墻高7.28m，底寬4.24m，為曲墻結(jié)構(gòu)。為利于排水和襯砌后部注漿，采用左高右低非對稱結(jié)構(gòu)。為防止施工中主洞拱部水平推力對中墻結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不利影響，墻底部設(shè)置有φ 22砂漿錨桿。為確保防水體系完整，中隔墻與二襯之間設(shè)置有防水卷材。兩側(cè)主洞結(jié)構(gòu)變形縫和中隔墻結(jié)構(gòu)變形縫應(yīng)設(shè)置在同一位置。

3 施工難點

受大跨度淺埋雙聯(lián)拱二次襯砌結(jié)構(gòu)形式限制，中隔墻兩側(cè)輪廓均為內(nèi)凹線性，在施工過程中曲面線性難以保證，稍有疏忽將造成侵占二次襯砌結(jié)構(gòu)空間，影響隧道整體施工質(zhì)量等問題。

局部狹窄空間內(nèi)操作施工，造成施工現(xiàn)場環(huán)境局促、施工效率降低等不利于施工質(zhì)量及工期的因素，不利于隧道正常施工。

4 施工工藝

4.1 底部錨桿施工

中隔墻鋼筋綁扎前對中隔墻底部進行錨桿施工，錨桿規(guī)格為φ22@50cm*60cm，長度為300cm。錨桿埋入基底2.5m，預(yù)留 0.5m 埋入中隔墻內(nèi)。錨桿按照設(shè)計間距、排距，方向盡量垂直結(jié)構(gòu)面，用高壓風(fēng)將孔內(nèi)巖屑吹干凈。錨桿桿體插入孔內(nèi)長度應(yīng)滿足設(shè)計要求，桿體位于孔位中央，用漿泵將孔內(nèi)注滿砂漿。

錨桿質(zhì)量控制及要求：

①桿體直徑要均勻、一致，無嚴重銹蝕、彎折；

②抗拉強度試驗應(yīng)滿足規(guī)范要求；

③按設(shè)計要求定出位置，孔位允許偏差為±150mm；

④鉆孔應(yīng)與圍巖壁面垂直；

⑤錨桿孔的深度應(yīng)大于錨桿長度的10cm；

⑥錨桿插入長度不得小于設(shè)計長度的95%，且應(yīng)位于孔的中心。

錨桿檢測要求：錨桿施工好后，待砂漿達到齡期后進行隨機抽樣檢查，按作業(yè)分區(qū)在每300根錨桿中抽查三根進行拉拔力實驗或按照工程師的要求隨機抽樣檢查。

實驗方法：在砂漿錨桿養(yǎng)護3、7、28天后，安裝張拉設(shè)備，按砂漿齡期選取拉拔力，拉力方向與錨桿軸線一致逐級張拉，當(dāng)拉拔力達到規(guī)定值時，立即停止加載并結(jié)束試驗。

4.2 中隔墻鋼筋綁扎

鋼筋按設(shè)計要求在洞外統(tǒng)一加工，運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場安裝綁扎。鋼筋綁扎完成后，按中線標高進行鋼筋輪廓尺寸檢查，檢查合格后在鋼筋外輪廓上掛設(shè)5cm厚的保護層墊塊，確保鋼筋保護層厚度。其中環(huán)向主筋采用機械連接，縱向鋼筋采用搭接。箍筋采用半圓彎鉤，縱向鋼筋采用直彎鉤錨固形式，錨固長度不得小于30d直彎鉤長度。同時應(yīng)注意鋼筋接頭相互錯開，滿足同一斷面不超過50%的要求。

鋼筋綁扎時應(yīng)注意設(shè)置保障鋼筋整體穩(wěn)定的措施。防止鋼筋綁扎過程中發(fā)生鋼筋坍塌、變形等情況發(fā)生。

4.3 鋼板等預(yù)埋件埋設(shè)

鋼筋綁扎時，在適當(dāng)位置預(yù)留縱向排水盲管的安裝位置，確保中隔墻施工完成后隧道防水可形成閉合的防水體系，保證隧道防水施工質(zhì)量。同時在中隔墻腰部提前預(yù)埋鋼板，方便后續(xù)正洞開挖時水平鋼支撐的連接。

預(yù)埋件的加工采用標準化加工廠定尺加工，首塊預(yù)埋件加工完成后，對預(yù)埋件進行場內(nèi)驗收工作。首塊預(yù)埋件結(jié)構(gòu)尺寸驗收無誤后，方可進行預(yù)埋件的正常加工生產(chǎn)工作。

4.4 中隔墻模板安裝

考慮到中隔墻施工時操作空間受限，且難于加固。中隔墻模板采用整體式行走臺車，臺車兩側(cè)模板面板上預(yù)留振搗孔以及附著式振搗器以滿足施工振搗要求，確保后期混凝土澆筑質(zhì)量。模板臺車采用液壓油泵支撐面板，以便于后期模板的拆除。同時，臺車底部設(shè)置行走牽引系統(tǒng)，確保拆模后臺車順利移位至下一施工段。

4.5 混凝土澆筑及拆模養(yǎng)護

中隔墻混凝土的澆筑采用泵送混凝土整體澆筑，以保證中隔墻的密實。澆筑前對模板、鋼筋和預(yù)埋件進行檢查，將模板內(nèi)的雜物、積水和鋼筋上的污垢清理干凈；澆筑時提前檢查混凝土的均勻性和坍落度，混凝土分層澆筑厚度不超過30cm，采用插入式振動器自模板天窗位置振搗密實，同時輔以附著式振搗器進行輔助振搗?；炷翉姸冗_標后，進行拆模處理，通過提前預(yù)留的注漿孔對拱頂澆筑空洞部分注漿填充。

4.6 監(jiān)控量測

4.6.1 變形點設(shè)置

①埋設(shè)

在工程影響范圍以外且便于長期保存的穩(wěn)定位置埋設(shè)沉降基準點和平面及垂直位移基準點。

②觀測

沉降位移基準網(wǎng)采用DS05精密水準儀，配合銦鋼條碼尺，按二等幾何水準方法進行測量；平面位移、垂直位移基準網(wǎng)采用DS-101AC全站儀，平面按二等，垂直按三等方法進行測量。

作業(yè)時，按固定路線進行往測一次觀測，采用其技術(shù)要求及各種限差應(yīng)符合以下規(guī)定：

視線長度 ≤50（m）

前后視距差 ≤1.5（m）

前后視距累積差 ≤5.0（m）

視線高度 ≥0.55（m）

往返較差或環(huán)線閉合差 ≤1.0√n（mm）

檢測已測測段高差之差 ≤1.5√n（mm）

n為測站數(shù)，L、R為測段長度，以公里為單位。

平面基準網(wǎng)使用拓普康DS-101AC全站儀測量，水平角按方向法觀測4測回，高程基準點垂直角對向觀測4測回，距離往返觀測4測回，儀器高、覘標高在測站上測前、測后各量測一次取中數(shù)，氣象元素在測站上測定，并將全站儀加、乘常數(shù)一起置入儀器，由儀器自動改正。

邊角網(wǎng)測量的技術(shù)要求：

平面基準網(wǎng)中各項限差應(yīng)滿足以下要求：

平均邊長 ≤300m

測邊中誤差 ±3.0mm

測角中誤差 ±1.5″

最弱邊精度 1:100000

電磁破測距三角高程測量中三角高程閉合差限差為≤±4√L，復(fù)測已測邊高差之差為≤±6√D（其中，L為三角形閉合環(huán)長度，D為測距邊長，單位為km）。垂直角觀測各項限差應(yīng)滿足表8中技術(shù)要求執(zhí)行，距離測量應(yīng)滿足表9中技術(shù)要求執(zhí)行。

根據(jù)《建筑變形測量規(guī)范》（JGJ 8-2016）3.3.6條規(guī)定，基準點的首期（零期）測量應(yīng)連續(xù)進行兩次獨立測量。當(dāng)相應(yīng)兩次觀測數(shù)據(jù)的較差不大于極限誤差時，取其算術(shù)平均值作為初始值。

③復(fù)測

基準網(wǎng)在施工過程中每3個月復(fù)測一次，點位穩(wěn)定后每6個月復(fù)測一次。測量方法與首次測量一致。

④基準網(wǎng)的平差計算

手薄經(jīng)內(nèi)業(yè)檢查后，將經(jīng)溫度、氣壓改正后的觀測邊長進行加、乘常數(shù)，兩差改正。然后取往、返平均值。采用南方平差易軟件進行內(nèi)業(yè)平差計算。

⑤基準網(wǎng)的聯(lián)測

由控制點為起算點，將坐標聯(lián)測到基準點。聯(lián)測時觀測水平角左、右角各一測回，垂直角往、返測各兩測回，距離往返測各一測回，邊長均進行各項改正。4.6.2變形點測量

①首次測量

根據(jù)《建筑變形測量規(guī)范》（JGJ 8-2016）規(guī)定，監(jiān)測項目的初始值應(yīng)在作業(yè)實施前測定，應(yīng)取至少2次獨立的觀測值的平均數(shù)作為初始值。

②過程測量

監(jiān)測點觀測采用極坐標法和水準法進行觀測；初次測量時在測站上以較遠的基準點作為后視點，對其余各點（包含基準點及監(jiān)測點）依次進行學(xué)習(xí)觀測，形成自動化測量初始文件。以后各次監(jiān)測以初始文件制定的觀測順序按設(shè)定觀測頻率進行自動化監(jiān)測。

③觀測數(shù)據(jù)處理

利用測站點對各監(jiān)測點的觀測數(shù)據(jù)計算各監(jiān)測的即時坐標。

平面位移觀測點的作業(yè)按《規(guī)程》中二等精度相關(guān)技術(shù)要求執(zhí)行，垂直位移按三等精度相關(guān)技術(shù)要求執(zhí)行。作業(yè)時水平角觀測左右角各兩測回，垂直角、邊長測量均按基準網(wǎng)建立時測量要求進行。各項限差均滿足基準網(wǎng)限差的有關(guān)規(guī)定。

④沉降監(jiān)測點觀測

沉降監(jiān)測點采用幾何水準方法進行測量。作業(yè)時，按固定路線進行往返測或單程雙測站法觀測，采用其技術(shù)要求及各種限差應(yīng)符合以下規(guī)定：

視線長度 ≤50（m）

前后視距差 ≤1.5（m）

前后視距累積差 ≤5.0（m）

視線高度 ≥0.55（m）

往返較差或環(huán)線閉合差 ≤1.0√n（mm）

檢測已測測段高差之差 ≤1.5√n（mm）

n為測站數(shù)，L、R為測段長度，以公里為單位

⑤隧道內(nèi)空收斂及拱頂沉降監(jiān)測點觀測。

隧道內(nèi)空收斂采用GLS-3型鋼尺收斂計進行觀測，拱頂沉降采用日本拓普康DS-101AC全站儀測量代替水準測量。該GLS-3型鋼尺收斂計由百分表、鋼尺、恒力彈簧、掛鉤，調(diào)節(jié)螺母等純機械構(gòu)件組件，結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定可靠，操作方便不銹鋼測尺，體積小，重量輕，便于攜帶；單人操作，測量迅速，讀數(shù)簡便，可滿足襯砌結(jié)構(gòu)收斂位移測量需求。

5 結(jié)語

目前，市政工程中大跨度淺埋雙聯(lián)拱隧道需求日益增長，做好雙聯(lián)拱隧道中中隔墻的施工是保障隧道質(zhì)量、安全以及工期的重要施工技術(shù)。通過合理的施工工藝技術(shù)，確保大跨度淺埋雙聯(lián)拱隧道施工的順利完成。