摘 要:随着我国公路隧道的发展,连拱隧道的应用也越来越广泛,而中墙是连拱隧道最重要的部分,连拱隧道中墙施工的好坏常常决定隧道整体的工程质量。从中墙的施工顺序、中墙地基处理与沉降控制、中墙施工缝控制与防排水、中墙滑模施工等角度出发,对连拱隧道中墙施工要点、难点及需要注意的事项进行了系统的分析,对提高连拱隧道施工质量有一定指导意义。
关键词:连拱隧道;中墙;施工;要点
过去由于受施工技术条件和水平的限制,公路隧道修建时很少采用连拱隧道,一般修建两座独立的隧道。近些年,随着我国公路建设的迅速发展,特别是在西部山区,隧道公路的修建得到很大的发展;且隧道施工技术水平的不断提高,克服了过去公路隧道施工技术和水平上的不足;连拱隧道在平面线路、洞口位置等均较分修两座独立隧道优越,且自由度大;因此在高等公路隧道的修建中,连拱大跨度隧道得到越来越多的采用。中墙是连拱隧道的传力和承力部位,是维系结构整体稳定的中枢,也是连拱隧道防排水的重点设置部位,是连拱隧道中最为重要的结构[1~2]。现有的国内外连拱隧道资料表明,连拱隧道裂缝、渗水80%以上都出现在中墙部位,中墙顶部回填由于其施工质量较难控制,施工缝、变形缝不易处理,容易出现裂缝、渗水等情况[3~4]。
1 中墙滑模施工
中隔墙衬砌施工顺序:施工准备→测量放样→底部注浆导管施工→钢筋安装→中隔墙基础砼施工→钢筋调整→排水管预埋→钢板预埋→台车定位→衬砌砼浇注→中隔墙顶部处理→止水条预埋→脱模→养护→下一循环。施工中需要注意以下几点:
1.1 中隔墙基础砼施工
中隔墙砼分三步浇注,基础部采用组合钢模板,洞外拌合站拌和砼,砼运输车运送砼,砼输送泵入模,附着式振动器振捣砼完成。基础部分浇注砼时要保护好竖向排水管。钢筋安装合格后,采用组合钢模注中隔墙基础钢筋混凝土。中隔墙模注时,应加强看模工作,避免因跑模影响中隔墙体结构尺寸。在安装钢筋、排水管时,用细铁丝或钢筋箍将排水管固定在设计位置,保证排水管、等径三通与等径接头在浇注混凝土时不移位。并适当加长排水管,用土工布或其他替代物对排水管管口封闭,以防混凝土堵塞排水管。
1.2 滑模台车定位
墙身部分采用小型定制液压模板台车,台车采用钢模板制作,长9.0m。根据放出的中线点及标高,固定台车。台车定位要准确,锁定牢固,接头处密贴上一次的衬砌面,保证每循环的搭接错台控制在2mm以内。在台车模板上均匀涂脱模剂,保证脱模后混凝土表面平整。
1.3 中隔墙顶部处理
砼灌注至顶部后预埋 50pvc管,将其一半埋于衬砌砼中,另一半外露并用塑料布包裹,以防砼堵塞通水孔,并用三通与hdpe116管连通。立顶、肩部专用模板,铺设防水层。砼灌注好后(初凝前)在肩部施工缝处埋设2×3遇水膨胀止水条。终凝拆模后撕去上部包裹 50pvc管及塑料布,在 50pvc上每10cm设梅花型0.6~0.8cm小孔。试验确定砼达到一定强度后,对中隔墙顶部进行回填处理:底部浆砌30cm厚7.5号片石,顶部用25号喷砼回填密实。中隔墙模注时,顶部易脱空,以采取加高中导坑开挖高度20~30cm,保证中隔墙的设计结构尺寸,待两单洞支护完成后压注水泥砂浆,将顶部不密实处充填密实。施工时,可间隔4m在中隔墙顶部加高部位预埋两排 25钢管作为注浆孔和排气孔。中墙滑模施工的主要技术措施如下:
(1)底部注浆导管施作及早进行。
(2)底部注浆导管做好后,紧跟着进行中隔墙钢筋绑扎,以减少工序,加快施工进度。
(3)中隔墙衬砌前对中线、标高、断面尺寸和净空大小进行检查,满足设计要求。
(4)浇注砼前,将基底石碴、污物和基坑内积水排除干净,严禁向有积水的基坑内倾倒混凝土干拌和物。
(5)灌注前认真做好隐蔽检查。
(6)中隔墙衬砌模板台车和工作平台下的净空满足机械通行尺寸。
(7)中隔墙衬砌前,将基底层表面的粉尘清除干净,并洒水润湿。
(8)中隔墙衬砌台车定位要准确,锁定牢固,接头密贴上一次衬砌面,保证每环之间的搭接错台控制在2mm内,保持衔接和衬砌轮廓的正确。
(9)灌注砼时严格按规范和操作细则施工,特别是对顶部砼必须认真处理,保证拱顶部砼灌注密实。
(10)洞内围岩有明显的软硬变化处,可能引起衬砌沉降变形,以及图纸要求处,均设置沉降缝。
(11)中隔墙衬砌要十分注意预埋排水管里程和墙顶高度,使其准确无误,预埋排水管要顺畅,在砼灌注过程中不能出现错位。根据连拱隧道的结构特点,在中墙砼施作完成之后,将进行
侧导洞和正洞的开挖支护。由于左右两洞的不对称施工,以及爆破的震动,分步施工的反复扰动,通过侧导洞和正洞的初期支护将压力传递到中墙,易造成中墙受力的不平衡。当中墙不能抵抗这种单侧推力而发生较大位移时,将会引起拱部支护开裂失稳,造成严重后果。为确保中墙的稳定,可采取以下措施:
(1)合理组织施工工序,作好控制爆破及控制进尺,减小对围岩的扰动;
(2)在中墙砼施工完成后,及时将中墙顶部与围岩之间的空隙用砼回填顶紧,并用填土夯紧及c10砼对中墙侧边进行回填,在偏压严重的地段可采用工字钢或方木侧向临时支撑(图1),确
保中墙稳定[5];
图1 中导洞的侧壁支撑示意图
(3)尽快施作正洞仰拱及正洞二次衬砌,使中墙与支护体系形成一个共同体承受荷载,加大其抵抗不平衡推力的能力。
2 中墙的施作
两车道连拱隧道中墙一次施作时,中墙厚度宜大于1.4m,中墙分次施作时,中墙厚度宜大于2.0m。三车道连拱隧道中墙一次施作时,中墙厚度宜大于2.0m,中墙分次施作时,中墙厚度宜大于2.7m。提出中墙一次施作连拱隧道中墙最小厚度的依据是近年工程实践的经验,中墙要承受施工过程中拱部施加的不对称推力,而要保持中墙稳定不开裂的构造厚度。对于中墙分次施作,还考虑了两洞二次衬砌的构造厚度。
3 中墙地基处理与沉降控制
中导洞贯通后,中墙施工前首先要对中墙的中线进行复测,然后清理中导洞基底的残渣积水。如果墙体地基不够坚固,为了防止中墙下沉,要在基底清理好了以后施设基础锚杆,具体参数
视具体地质情况决定。为了有利于墙基础与基底能连成整体,宜用高标号的砂浆找平基底,然后再铺设一层混凝土。在中墙砼施工前,对中墙基底承载力及基底是否存在溶隙和溶洞进行检查,对于基底承载力不足的地段采用扩大基础,基底增设锚杆或树根桩等进行加强,对存在溶隙和溶洞的地段采用回填或设梁,以确保中墙施工而引起的受力转换不会因基底承载力不足而沉降,从而导致支护失稳。
4 中墙施工缝控制与防排水
因为中墙是分段施工,存在施工缝,它是中墙受力的薄弱面,每次均须凿毛处理,预埋的连接钢筋应按要求焊接牢固;混凝土灌注完毕后,由于中导洞已贯通,风力较大,必须按要求对混凝土进行养护。中墙一次施作的连拱隧道应注意纵向施工缝的预留位置、止水设计、中墙纵横向排水管与防水层的布置,避免施工缝渗漏水,防水层顶破和排水管堵塞。在中墙顶部防水层铺设好,并且主洞拱部初期支护施作后,要对中墙顶部进行回填,回填必须密实,不让中洞顶与回填层之间有间隙。常用的有几种方案:级配碎石注浆回填;喷射砼(灌注砼)回填;浆砌片石回填等。中墙顶的防排水施工要在后施工的正洞初期支护结束后进行。为了利于排水,墙顶应设置成凹形,然后铺设防水板(层),其上再安设透水软管与预先埋设在墙体内的引水管相连,由引水管将可能的渗水引至中墙两侧排水沟。左(右)洞初期支护钢支撑施工时,要注意保护好中墙顶部防水板,防止防水板压破而导致漏水。因此应在钢支撑位置,用水泥砂浆做一层垫层,保证钢支撑底钢板不会直接挤压防水板。由于中墙顶的凹部是水的集聚部位,防排水的施工要引起足够的重视。在中墙的中央每隔10m应无条件设竖向排水管,与纵向排水管和二衬背后的环向排水管用四通管连接。连拱隧道施工工序的特殊性决定了中墙顶施工缝的客观存在,这也是连拱隧道出现渗漏水的常见部位,处理的方法是在浇筑拱部二衬前,认真清凿中墙顶砼,方法与施工缝的处理原则一致,然后在二衬的双层钢筋中部开一小槽,埋设一根用土工布包裹的纵向排水管,每隔10m设一根竖向排水管引到水沟排走,该竖向排水管可在浇中墙时预埋,也可在中墙上开槽埋设,此方法能较好的解决中墙顶部施工缝的渗漏水问题。在处理中墙排水的问题时,应注意竖向排水管的出口应设在计划先贯通的一侧,让水顺利排出洞外,这样可避免竖向排水管的出水长期浸泡中墙基底而使承载力降低。涌水较大的隧道内,应在仰拱底部设一条纵向盲沟,这对解决路面冒水问题效果明显。
5 结论
从中墙的施工顺序、中墙地基处理与沉降控制、中墙施工缝控制与防排水、中墙滑模施工等角度出发,对连拱隧道中墙施工要点、难点及需要注意的事项进行了系统的分析,对提高连拱隧道施工质量有一定指导意义。
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