李崇威

(國道G211印江至思南段公路改擴(kuò)建四公司項(xiàng)目部，貴州 銅仁 554300)

1 工程概況

貴陽北二環(huán)工程是貴陽市“兩環(huán)兩路”建設(shè)的重要組成之一，也是2011年全國少數(shù)名族運(yùn)動(dòng)會(huì)配套項(xiàng)目。項(xiàng)目的建成運(yùn)營對(duì)于進(jìn)一步完善貴陽市路網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)交通內(nèi)外循環(huán)的有效銜接，緩解交通擁堵狀況，帶動(dòng)相關(guān)區(qū)域的開發(fā)建設(shè)具有重要意義。

中鐵十八局集團(tuán)四公司負(fù)責(zé)施工的貴陽市北二環(huán)道路工程B標(biāo)段，主要包括總長1 905 m的偏坡雙線隧道和1 700 m的路基。偏坡隧道位于貴陽市主城區(qū)內(nèi)，為雙向六車道小凈距隧道，上下行道路中線間距32.25 m，為全線控制性工程之一。本標(biāo)段穿越圍巖類型為V類，偏坡隧道進(jìn)口右線是個(gè)53米高邊坡，嚴(yán)重偏壓，防水層采用1.5 mm厚的EVA防水板+350 g/m2的土工布，二次襯砌采用C30防水混凝土，抗?jié)B等級(jí)≥P8，根據(jù)斷面埋深位置的差異分為S-Va、S-Vb和S-Vc襯砌級(jí)別，厚度分別為50 cm、50 cm和45 cm。

2 機(jī)械配置及說明

2.1 機(jī)械配置

貴陽北二環(huán)大斷面軟弱圍巖隧道二襯施工機(jī)械配置總體情況(見表1)。

表1 機(jī)械配置表

2.2 機(jī)械說明

隧道斷面大，一次性澆注混凝土方量大，這對(duì)于模板臺(tái)車要求非常嚴(yán)格。采用的整體式大模板臺(tái)車具有5大特點(diǎn)。

(1)臺(tái)車面板縱向采用10 mm厚1.5 m長，環(huán)向采用8.5 m和2塊6.33 m的大塊鋼板拼裝而成，具有剛度大不易變形，接縫少的特點(diǎn)，對(duì)于保障混凝土的表觀質(zhì)量起到一定的作用。[1]

(2)在大模板臺(tái)車上配有自動(dòng)配管轉(zhuǎn)盤，可以快速進(jìn)行分層澆注，保證了混凝土的連續(xù)快速澆注。[2]

(3)在大模板臺(tái)車的設(shè)計(jì)過程中對(duì)于施工人員的作業(yè)空間、作業(yè)平臺(tái)采用了人性化設(shè)計(jì)，人梯的高度、位置設(shè)置、坡度，操作平臺(tái)的高度寬度等均適合操作人員的行走、操作，既保障了施工人員的人身安全而且大大的減少了施工人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。[3]

(4)全自動(dòng)液壓配置，包括全自動(dòng)行走裝置和升降裝置，簡化了臺(tái)車的定位并且保證了襯砌輪廓的準(zhǔn)確性。[4]

(5)絲桿固定，由于一次性澆注混凝土方量大，混凝土壓力大，對(duì)臺(tái)車的牢靠性要求比較高，在大模板臺(tái)車上設(shè)有絲杠對(duì)臺(tái)車進(jìn)行加固，保證在澆注混凝土過程中臺(tái)車的穩(wěn)定性。[5]圖1為二次襯砌模板臺(tái)車。

圖1 二次襯砌模板臺(tái)車

在隧道中混凝土輸送泵采用的是ZOOMLION HBT80-18-160S輸送泵，它具有功率大，泵送混凝土速率快的特點(diǎn)(最大理論輸送混凝土量為79 m3/h)，確保了大體積混凝土的快速連續(xù)澆注。[6]

混凝土攪拌站采用HZS60型混凝土攪拌站，是集物料、計(jì)量、攪拌于一體的中型混凝土攪拌設(shè)備。采用JS1000雙臥軸攪拌主機(jī)，每盤拌料1.0 m3，理論生產(chǎn)率為60 m3/h。[7]

3 二次襯砌的施工

在施工中通過監(jiān)控量測(cè)掌握圍巖與初期支護(hù)的變化規(guī)律，及時(shí)調(diào)整支護(hù)與襯砌的設(shè)計(jì)參數(shù)并確定二次襯砌的施工時(shí)間確保襯砌結(jié)構(gòu)的安全可靠性。二次襯砌施作時(shí)間必須符合三方面要求。

(1)各測(cè)試項(xiàng)目所顯示的圍巖和噴錨支護(hù)變形已基本穩(wěn)定，位移速度有明顯降低趨勢(shì)。

(2)已產(chǎn)生各項(xiàng)位移已達(dá)到預(yù)計(jì)位移量的80%以上。

(3)連續(xù)3 d的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)：水平收斂(拱腳附近)小于0.2 mm/d，或拱頂下沉速率小于0.15 mm/d。

滿足以上條件后盡快進(jìn)行二次襯砌施工，二次襯砌在V級(jí)圍巖段距掌子面不超過70 m。二次襯砌施工順序(見圖2)。[8]

圖2 二次襯砌施工工序

3.1 防水施工

為保證二次襯砌防水層的質(zhì)量，對(duì)開挖及初期支護(hù)具有一定的要求，開挖避免大的凹凸不平，確保初期支護(hù)施作完成后整體輪廓平順，基面要盡量圓滑、平順，凹凸量不得超過±5 cm，拱墻部位D/L≤1/6，拱頂部位D/L≤1/8，其中D為相鄰兩凸點(diǎn)之間的凹深，L為相鄰兩凸點(diǎn)的距離。

3.1.1 初期支護(hù)基面處理

(1)基面明水處理方法

檢測(cè)孔單孔出水量大于0.15 L/min·m時(shí)，需要對(duì)周邊圍巖進(jìn)行后注漿，局部出水點(diǎn)滲水量大于2 L/m2·d時(shí)，需要對(duì)出水點(diǎn)進(jìn)行后注漿。對(duì)于小于其出水量的采用排水半圓管進(jìn)行引排。

(2)基面處理

對(duì)于初期支護(hù)基面存在鋼筋及其他尖銳突出物的，將其切斷并用錘鉚平或鑿除并在表面一定范圍內(nèi)用同級(jí)水泥砂漿進(jìn)行抹平處理。

3.1.2 無紡布材質(zhì)及施工

無紡布具有一定的厚度，單位面積質(zhì)量為350 g/m2，具有良好的導(dǎo)水性，適應(yīng)初期支護(hù)由于荷載和溫度變化引起的變形的能力，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和耐久性，能抵抗各種侵蝕。在基面每4 m掛設(shè)φ100排水半圓管，無紡布采用射釘固定于基面上，射釘頂部必須沒入塑料熱熔墊片，防止射釘鉚鼓出來將ECB防水板穿透，在無紡布施工中要留有一定的松弛度，以防止在混凝澆筑過程中混凝土產(chǎn)生的拉力將其扯斷。

3.1.3 ECB防水板施工

3 m寬1.5 mm厚的EVA防水板采用暗釘掛設(shè)，暗釘間距為邊墻2～3個(gè)/m2，邊墻3～4個(gè)/m2，每個(gè)暗釘墊片采用熱風(fēng)焊槍與防水板進(jìn)行焊接，保證防水板的固定牢靠。防水板之間的焊接采用TH-515型爬焊機(jī)進(jìn)行焊接，保證焊縫的密實(shí)，將水?dāng)r截在防水板以外。

防水板之間的粘結(jié)部位采用真空加壓檢測(cè)，在0.25 MPa壓力作用下5 mim后壓力下降不大于10%。

3.1.4 施工縫、變形縫處防水處理

施工縫、變形縫薄弱環(huán)節(jié)采用多道防水處理，施工縫處設(shè)置背貼式止水帶(厚度10 mm)+帶注漿管的止水條；變形縫處需設(shè)置背貼式止水帶(厚度10 mm)+橡膠止水帶(厚度10 mm)，每隔50 m和襯砌類型變化處設(shè)一道。[9]

3.2 鋼筋綁扎

鋼筋綁扎過程中鋼筋保護(hù)層以及隧道反彎段鋼筋的控制一直是施工中的重難點(diǎn)。內(nèi)外層主筋間距的控制主要是在鋼筋綁扎之前對(duì)內(nèi)外層鋼筋進(jìn)行準(zhǔn)確定位，在施工中對(duì)鋼筋進(jìn)行復(fù)測(cè)并及時(shí)調(diào)整。在通過測(cè)量定位的鋼筋，保護(hù)層初步已經(jīng)確定，再通過在內(nèi)層鋼筋按照拱部80 cm×80 cm，拱墻100 cm×100 cm的間距安置經(jīng)過強(qiáng)度檢測(cè)合格的砂漿墊塊，從而確保鋼筋保護(hù)層的準(zhǔn)確性，保證二次襯砌結(jié)構(gòu)的安全性、穩(wěn)定性、耐久性。對(duì)于反彎段鋼筋的處理，在鋼筋加工過程中根據(jù)隧道斷面提前對(duì)鋼筋進(jìn)行預(yù)彎加工，符合隧道結(jié)構(gòu)形狀，或者通過測(cè)量對(duì)已加工好的鋼筋進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)整，確保鋼筋的保護(hù)層準(zhǔn)確性。通過自制的鋼筋卡扣對(duì)鋼筋間距進(jìn)行控制。鋼筋綁扎整體示意圖(見圖3)。

圖3 綁扎整體示意圖

3.3 混凝土施工

3.3.1 二次襯砌臺(tái)車使用工藝

整體式模板臺(tái)車采用1 cm厚的鋼板焊接而成，保證了主要承重結(jié)構(gòu)的剛度滿足要求，臺(tái)車自重77.5 t，通過臺(tái)車本身的自重克服在反彎段混凝土澆注過程混凝土對(duì)臺(tái)車產(chǎn)生的上浮力。在組裝時(shí)確保各個(gè)構(gòu)件尺寸準(zhǔn)確。

臺(tái)車定位技術(shù)采用多點(diǎn)定位法，保證大模板臺(tái)車位置的準(zhǔn)確性，端頭模采用模板臺(tái)車自帶鋼模及5 cm厚40 cm寬木板進(jìn)行加固，保證在混凝土澆注過程中不漏漿。

3.3.2 混凝土澆筑

在所有工序準(zhǔn)備就緒后，第一車泵入一定量的砂漿進(jìn)行潤滑管道，確?；炷恋倪B續(xù)輸出不產(chǎn)生氣泡，然后砂漿必須排出，不能入模，直到管道排出和易性好的C30混凝土為止。

混凝土采用水平分層、左右對(duì)稱澆注，混凝土自由落高不超過2 m，控制在1.5 m以內(nèi)，防止混凝土入模高度過高導(dǎo)致混凝土離析。單側(cè)一次性澆注不超過1 m，左右兩側(cè)混凝土高差保證在50 cm以內(nèi)，防止混凝土產(chǎn)生過大的偏壓。

混凝土施工時(shí)的振搗，采用Φ50型插入式振搗棒和附著式振搗器聯(lián)合振搗作業(yè)。振動(dòng)共分為10個(gè)單元，除兩側(cè)小角模外，每5個(gè)為一組，共計(jì)48個(gè)振源(1.5 kW)，分組振動(dòng)，所有控制開關(guān)接到一個(gè)控制柜里，集中控制，專人負(fù)責(zé)。反彎段的氣泡主要由于混凝土在振固過程中，漿液上浮，附著在模板表面，不能及時(shí)排出造成的。針對(duì)反彎段混凝土氣泡產(chǎn)生的原因，振搗通過插入式振搗器以及附著式振搗器聯(lián)合振搗進(jìn)行加強(qiáng)振搗，并放慢混凝土的澆注速度，使氣泡能夠及時(shí)排出。對(duì)于反彎段以上部位主要采用附著式振搗器進(jìn)行振搗，每層澆注厚度不得大于300 mm，附著式振動(dòng)器每次振動(dòng)的時(shí)間控制在20～30 s。圖3為附著式振搗器布置圖。

圖3 附著式振搗器布置圖

混凝土封頂時(shí)容易在拱部產(chǎn)生混凝土不密實(shí)的現(xiàn)象，為保證封頂混凝土的密實(shí)性，在拱頂部位先澆筑端頭模處，所以必須加強(qiáng)端頭模的密封性和強(qiáng)度，保證能夠承受足夠的泵壓。將端頭模處密封嚴(yán)實(shí)后采用擠壓式澆注，使得拱頂混凝土填滿密實(shí)。在封頂時(shí)采用附著式振搗器加強(qiáng)振搗，保證混凝土的密實(shí)度。最后在拆除管道時(shí)確?；炷敛环戳?。通過以上技術(shù)措施保證混凝土封頂?shù)拿軐?shí)度問題。

3.4 混凝土拆模

在初期支護(hù)變形穩(wěn)定后施工的，拆模時(shí)的混凝土強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到8 MPa；在初期支護(hù)變形穩(wěn)定前施工的，拆模時(shí)的混凝土強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%；特殊情況下，應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)及監(jiān)控量測(cè)結(jié)果確定拆模時(shí)間，特別說明是的以上混凝土的拆模強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)均以同條件養(yǎng)生試塊試壓為準(zhǔn)。

3.5 混凝土養(yǎng)護(hù)

混凝土澆筑完畢后盡快進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，時(shí)間最少保持14 d。凝土在養(yǎng)護(hù)工序中，應(yīng)控制混凝土處在有利于硬化及強(qiáng)度增長的溫度和濕度環(huán)境中，使硬化后的混凝土具有必要的強(qiáng)度和耐久性。襯砌混凝土的濕養(yǎng)護(hù)通過噴水或噴霧來實(shí)現(xiàn)，養(yǎng)護(hù)用水應(yīng)與混凝土拌和用水相同，且水溫應(yīng)與環(huán)境溫度基本相同。

4 結(jié) 語

通過對(duì)貴陽北二環(huán)道路工程偏坡隧道二次襯砌施工總結(jié)，主要有以下特點(diǎn)：

(1)偏坡隧道二次襯砌施工中機(jī)械化程度較高，使用包括：整體式大模板臺(tái)車、三位一體的攪拌機(jī)，高速率的輸送泵和養(yǎng)生霧炮機(jī)，為隧道二襯施工中拌合、施工和養(yǎng)生的有效運(yùn)作提供有力保障；

(2)隧道防水以結(jié)構(gòu)自防水為主，結(jié)合防水材料和特殊部位的重點(diǎn)處理相結(jié)合，有力的保證了在陜北紅膠泥圍巖下的隧道襯砌施工防水效果。