張 冰
(山西省水利建筑工程局有限公司 山西太原 030000)
目前,水工隧洞開挖施工根據(jù)圍巖特性、洞線長度以及經(jīng)濟性等多方面綜合考慮,多采用鉆爆法或TBM 施工,對采用鉆爆法施工的隧洞,一般用鋼模臺車進行襯砌,由于隧洞工程為線性工程,洞內(nèi)施工空間有限,鋼模臺車襯砌施工控制難度較大,為保證襯砌施工質(zhì)量,對鋼模臺車襯砌施工技術(shù)措施研究成為必要課題。
遼寧某隧洞工程采用鉆爆法施工,主洞長17 km,洞型為圓拱直墻型,襯砌后斷面尺寸為4.6 m×5.25 m。采用整體桁架式鋼模臺車襯砌,全液壓脫、立模,行走馬達牽引自動行走。每隔12 m 設一道施工縫,縫寬20 mm,縫間填充橡膠止水帶及聚乙烯泡沫塑料板。采用先底板后邊頂拱的施工順序,底板襯砌采用木模支撐,邊頂拱襯砌采用12.1 m 鋼模臺車作為襯砌模板,堵頭采用木模板,混凝土采用自動計量在拌和站集中拌制,混凝土罐車運送,在進行襯砌施工時,在拱頂設置Φ125 mm 的泵送混凝土孔口(孔口大小根據(jù)泵管大小設置),封頂混凝土澆筑時,混凝土由拱頂?shù)吞幭蚋咛幏较驖仓?/p>
為保證鋼模臺車制造質(zhì)量,貨比三家,選擇制造經(jīng)驗豐富,大品牌、信譽較好的廠家制造,選定廠家后,根據(jù)設計混凝土襯砌斷面,聯(lián)合廠家技術(shù)人員設計鋼模臺車型式、尺寸及結(jié)構(gòu),為保證混凝土襯砌質(zhì)量,在臺車設計方面,主要考慮以下幾個方面:1)鋼模臺車模板板厚及結(jié)構(gòu)的設計除了考慮承受設計混凝土產(chǎn)生的荷載,還應考慮隧洞超挖部分混凝土產(chǎn)生的荷載。2)為防止隧洞超挖混凝土以及經(jīng)過長距離襯砌后,臺車產(chǎn)生非彈性變形而造成襯砌混凝土斷面不足,鋼模臺車斷面尺寸在設計制造時較襯砌斷面大1~2 cm 左右。3)臺車設計時按施工圖紙上回填灌漿、固結(jié)灌漿的位置提前切割開孔,待每倉混凝土襯砌前按照預留的開孔孔位用PVC 管預埋,既可便于找準灌漿孔位,又可以避免后續(xù)灌漿鉆孔時因鉆到鋼筋而換位打孔。4)合理設置多層澆筑振搗窗口,窗口應間隔設置,垂直方向窗口間隔高度不得大于1.5 m。水平方向不得大于2 m。5)臺車設計制造時,頂拱預留排氣孔。6)混凝土襯砌每倉設計長度為12 m,制造臺車時為保證與上一倉的搭接,預留10 cm 搭接長度,鋼模臺車制造長度為12.1 m。7)為保證臺車現(xiàn)場安裝質(zhì)量,臺車安裝時需在廠家技術(shù)人員的指導下進行安裝。臺車安裝后,合理設置安裝附著式振搗器的位置。
由于圍巖特性以及爆破施工的影響,會不可避免地出現(xiàn)超欠挖,為保證襯砌混凝土厚度,在襯砌前,由測量人員提前標出欠挖部位,超前處理欠挖部位。在墊層混凝土施工過程中控制好墊層混凝土頂部高程,若墊層混凝土局部超高,則將超高部位提前處理,保證襯砌部位無欠挖。
嚴格按照混凝土分倉表的圍巖類別進行鋼筋綁扎。由于洞內(nèi)受鋼筋焊接的操作空間、照明等影響,為保證鋼筋焊接效果,在洞外將鋼筋按設計圖紙下料加工,鋼筋下料需考慮預留鋼筋接頭搭接長度,鋼筋搭接預留長度不小于35 d 或500 mm??稍诙赐夂附拥牟课唬诓挥绊戜摻钸M洞運輸?shù)那疤嵯?,均可提前焊接?/p>
鋼筋運輸進洞后,由于隧洞內(nèi)一般潮濕多水,為防止行車濺起積水導致鋼筋生銹,將鋼筋架立堆放在綁扎倉的前2~4 倉的兩側(cè),架立不低于30 cm。
鋼筋超前綁扎3~5 倉,焊條采用J502 或J506 焊條,配置在同一截面內(nèi)的鋼筋,其接頭的截面面積占受力鋼筋總截面面積的百分率不大于50%。鋼筋施工完成后,檢查鋼筋的根數(shù)、間距、焊接接頭性能等。鋼筋的連接方式采用焊接,焊接總長度不小于10 d(d 為鋼筋直徑),且不小于10 cm,鋼筋焊接時,注意調(diào)節(jié)電流大小,防止過度燒焊鋼筋,導致鋼筋截面不足。為方便驗收,在洞外焊接的鋼筋,安裝時焊縫位置均朝向襯砌內(nèi)側(cè)。為防止鋼筋保護層過小,產(chǎn)生鋼筋顯影,需安裝墊塊,保證鋼筋保護層厚度。
橡膠止水帶為橡膠制品,需防止露天暴曬,可按卷存放在有頂棚的庫房或支洞避車洞內(nèi)。在底板支模時,安裝止水帶,橡膠止水帶安裝時注意安裝方向,切勿裝反,安裝時凸出部位朝上,不得反轉(zhuǎn)、扭曲。止水帶采用定位鋼筋固定,安裝位置應固定準確。為防止止水帶搭接接頭質(zhì)量問題,可采用在廠家制作全圓型止水帶,制作時適當根據(jù)現(xiàn)場超挖等綜合考慮止水帶適當長度,施工過程中禁止工人私自將止水帶割斷。
每倉按照設計洞軸線對鋼模臺車進行測量定位,嚴格控制底板混凝土的長度在誤差范圍內(nèi),防止底板與邊頂拱模板澆筑時長度不一致產(chǎn)生錯位。為防止粘模,每倉模板涂刷脫模劑。
澆筑前鋼模臺車支撐橫桿及地桿安裝好,防止鋼模臺車在澆筑過程中上浮或位移。在澆筑完每一層后窗口要關(guān)緊,防止拆模后產(chǎn)生窗口錯臺。
底板混凝土澆筑,需保證底板的平整度,特別是邊頂拱臺車與底板結(jié)合處的平整度,如平整度較差,結(jié)合處在澆筑過程中容易漏漿。底板澆筑后,強度達到5 MPa 后要進行底板與邊頂拱結(jié)合面的鑿毛,振搗的部位,不能過振或漏振。盡量每個入料振搗窗口都用上,不能漏振,對于靠近堵頭模板部位,加強振搗。
邊頂拱混凝土澆筑前先將倉內(nèi)清理干凈,并用清水沖洗干凈,澆筑時先用1~2 盤砂漿潤管,第一層混凝土采用靠近已澆段窗口下料,把沖洗水擠排出去,可以減少底部邊墻處麻面、氣泡等質(zhì)量通病。當澆筑至第二層窗口時,為減少挪動泵管的次數(shù),可將輸送泵管安裝至臺車中部高處位置,再采用溜槽溜至各窗口,左右均衡澆筑,底板及側(cè)墻澆筑時,混凝土坍落度控制在160~200 mm,頂拱混凝土澆筑時坍落度控制在180~220 mm。混凝土澆筑通過澆筑窗口,自下而上,先墻后拱,對稱澆筑。垂直自由下落高度控制不超過1.5 m。當澆筑頂拱混凝土時,用頂部泵送口泵送混凝土,頂拱混凝土將澆筑完時,多觀察頂部預留木模板觀察口處混凝土是否填滿,當混凝土將要充滿時,及時封堵觀察口。泵工則需多觀察混凝土輸送泵的壓力表壓力,防止臺車頂部混凝土注滿后強行澆筑,從而導致泵送壓力過大使鋼模臺車頂部模板局部變形(俗稱“爆?!保??;炷琳駬v時,不得碰撞鋼筋、模板和止水帶等。澆筑過程中,避免入倉口往罐車內(nèi)加水或在輸送泵處直接加水,而影響混凝土強度。泵送混凝土結(jié)束時,應對管道進行清洗。為保證使用完好率,采用的輸送泵及備用管件如三通管等,提前進行采購備用。
拆模要待混凝土強度達到設計要求的75%方可拆模,拆模先拆小邊模,如澆筑混凝土過程中發(fā)生停電應立即啟動備用電源,當輸送泵出現(xiàn)問題后及時更換使用備用輸送泵,確保混凝土澆筑作業(yè)連續(xù)進行。當出現(xiàn)不可避免的特殊情況,無法繼續(xù)澆筑而形成施工縫,則需進行鑿毛處理,處理完成后再重新進行結(jié)合處的澆筑。對于澆筑完成的底板混凝土進行保護,在混凝土終凝后用覆蓋材料進行保護,防止?jié)仓呿敼皶r污染底板混凝土表面。
為確保隧洞襯砌混凝土工程施工質(zhì)量達到合同及規(guī)范要求,施工前,做好三級施工技術(shù)交底工作及安全交底工作。選派具有責任心的質(zhì)量管理人員對每倉混凝土各工序進行質(zhì)量檢查驗收,加強對混凝土原材料、中間產(chǎn)品的質(zhì)量控制以及拌合站混凝土施工質(zhì)量控制,并及時根據(jù)現(xiàn)場砂石骨料含水率等對混凝土配料單進行調(diào)整。加強各級人員的責任心,特別是振搗工要有責任心,不能欠振,也不能漏振、過振;冬季施工時,適當延長拆模時間,避免粘模。
通過以上工程鋼模臺車襯砌施工技術(shù)措施的控制,本工程施工質(zhì)量有所提升,也減少了質(zhì)量通病的發(fā)生,提高了混凝土外觀質(zhì)量,也為同類型以及類似鋼模臺車襯砌工程提供了一定的參考價值。