豎井隧道二襯井壁砼及中隔墻砼同步滑模襯砌施工技術

彭勇輝，蔣忠全，王鑫，孟偉玉，代竟，王利國，殷婕

（中鐵隧道集團三處有限公司，廣東 深圳 518048）

擇要：豎井隧道二襯井壁砼及中隔墻砼同步襯砌施工技術是一項新技術，改變了以前豎井隧道中隔墻襯砌施工，先隧道井壁襯砌，后中隔墻襯砌方法，可節約大量時間，增加其功效。

以前的豎井隧道井壁砼及中隔墻砼襯砌施工，都是先混凝土隧道井壁襯砌，后混凝土中隔墻襯砌。施工組織簡單，工期周期長、成本高，需要二次搭建施工平臺。

1 工程概況

龍川至懷集高速公路金門隧道位于廣東省英德市望埠鎮、東華鎮境內，右洞長度為6482.6m，左洞長度為6492m。隧道運營通風采用豎井分段通風方式，在隧道左線ZK198+181.5左側36.5m處設置1座通風豎井。隧道通風采用左右洞合并設置，通過中隔板分開設置送風、排煙通道。

豎井設計開挖斷面為圓形，設計凈空尺寸8.4m，二襯井壁厚度為55cm，井深200m，豎井從上至下設中隔板，中隔板二襯厚度30cm。二襯采用C30防水砼，抗滲等級不小于P8，防水采用1.2mm厚EVA防水卷材和350g/m2無紡土工布。豎井二襯砌結構形式如圖1所示。

圖1 襯砌斷面圖

2 滑模施工總體方案豎井滑模施工組

井身二襯采用滑模襯砌施工，在井底組裝滑模建立砼豎井垂直輸送系統。“自下而上”不間斷完成井身砼滑模襯砌施工，中隔墻與井壁同步滑模澆筑。

豎井二襯鋼筋集中加工運送至現場，人工現場綁扎；二襯砼由拌和站供應,澆筑砼采用井口輸送砼方式，砼通過豎向下料管輸送至澆筑倉面。

二襯滑模共配置4臺鑿井穩車和1臺提升絞車，安全盤采用2臺JZ—10/800型穩車懸吊；砼下料管采用2臺JZ—10/800型穩車；吊籠采用1臺JTP—1.2P絞車懸吊。

3 滑模設計

3.1 滑模結構設計

滑模由鋼結構模體與液壓驅動系統組合而成，根據滑模的工藝要求，砼脫模時間的要求，模板設計高度1250mm，支撐結構采用桁架梁，板面豎向間隔設置槽6肋筋，肋筋與桁架連接，同時增設加強圍圈。

液壓驅動系統向提升千斤頂提供動力，千斤頂與模體井壁圓弧段通過“F架”（爬臺）連接，中隔墻段采用“開字架”型同一頂升油缸作用，保證兩模板的同步性。千斤頂螺栓固定于爬臺上，進行豎井爬臺。

模體桁架上平面通鋪鐵板，作為施工平臺；模體下部平臺通過掛鉤懸吊輔助盤進行砼面修補、養護。

3.1.1 平臺系統

上工作平臺搭建在模板內骨架上用于人工作業平臺。

兩套模板系統下部分別懸掛一個作業走廊式，外部用鋼絲網片封閉，作為已襯砌表面檢查及養護的操作平臺。因此采取用輕型桁架梁，輻射布置。模板內側與圍圈間采用∠50×5角鋼螺栓聯接。

3.1.2 模板系統

由模板、提升支架、支承千斤、支承框架等組成。模板各部件間用螺栓連接。模板設計高度H=1250mm，中隔墻設計4組8個提升千斤頂，即開字架；排風道側設計6個提升千斤頂；送風道側設計7個千斤頂。

金門隧道通風豎井直徑8.4m(凈徑)，通過論證及結構受力驗算，選擇了桁架梁環向布置的操作盤；中隔墻桁架梁結構，中隔墻中心偏豎井中心750mm。

3.1.3 液壓系統

液壓控制系統由多路閥組液壓泵站、平衡器TP—35、穿心液壓液壓油缸、管路、單項液壓閥等組成。

提升架采用槽鋼制作成“F”型提升架。選用DX—100型，共計20個液壓千斤頂。液壓控制臺為ZYXT—36型自動調平液壓控制臺。

3.1.4 其他系統

灑水養護系統在懸掛式走廊上布置正對混凝土表面布置一周PVC管上鉆孔，對混凝土表面進行灑水養護。

3.2 滑模受力驗算

有限元計算模型，實際工況計算結果。

3.2.1 模板正應力圖（圖2）

圖2 基本組合下豎井模板正應力圖

可見最大正應力為171.96MPa＜[σ]=215MPa，滿足正應力強度要求。

3.2.2 剪應力（圖3）

圖3 基本組合下豎井模板剪應力圖

可見最大剪切應力18.91MPa＜[τ]=125MPa，滿足剪應力強度要求。

3.2.3 撓度（圖4）

圖4 基本組合面板變形圖

最大撓度1.59mm＜L/400=1250/400=3.12mm，模板支撐跨度為1.25m，滿足剛度要求。

4 滑模制造安裝

4.1 滑模加工制造

滑模加工按照設計圖紙進行制作，完成制作后并試拼裝，檢查驗收尺寸后，運輸至現場。

4.2 滑模井下組裝

利用井口提升系統，先將模體下放至井底靠放井壁上，在下方內支撐系統桁架梁杠件，進行組裝。組裝完成，啟動液壓系統對全模板的爬桿進行一次空載荷實驗。合格后再進行鋼筋綁扎，模板封堵，同時將同模體相連通道支立一段模板，同井筒相連接的馬頭門部位采用木模板，在滑模滑升時，邊滑邊支邊加固。

（1）垂直度控制：①四周垂直度偏差控制在±2mm；②模板上下口直徑偏差±2mm；③中隔墻上下壁厚偏差±2mm。

（2）位置控制：①前后偏差±5mm；②軸線偏差±1mm；③千斤頂橫梁標高偏差±1mm。

（3）平整度控制：①模板接縫偏差±1mm；②操作平臺偏差±1mm。

4.3 混凝土輸送系統形成

豎井二襯澆筑砼采用井口輸送砼，砼通過Ф219*5下料管輸送至澆筑倉面，地面設計兩部JZ—10/800穩車通過兩根鋼絲繩進行懸吊下料管。

下料管底部安裝專用緩沖器，對輸送至倉面的砼進行沖量抵抗，緩沖器下部安裝串筒，通過串筒改變砼入倉位置。控制均衡、先中隔墻后井壁對稱下料。

4.4 設備調試

滑模模體安裝完成，檢查各連接部位強度，同時測量校核中隔墻、弧形模板位置，安裝千斤頂、爬桿。

各工序完成，關閉液壓站閘閥，進行液壓張壓力、連接接頭調試。

5 滑模施工

5.1 滑模施工工藝流程（圖5）

圖5 二襯滑模施工工藝流程圖

5.2 滑模施工工藝

5.2.1 土工布、防水板施工

防水層、土工布施工工藝流程：基面檢查→無紡布固定→防水板固定→防水板焊接→檢查是否合格→進入下道工序

5.2.2 鋼筋綁扎

模體組裝調試后，按施工圖紙進行鋼筋安裝、焊接，滑升施工中，混凝土澆筑后按照設計要求露出頂端一層橫筋，有效利用提升架結構件控制砼保護層。嚴格執行規范要求爬桿在同一水平內接頭不超1/4，當千斤頂滑升距爬桿頂端小于350mm時，接長爬桿，接頭一端采用角磨機打磨成陂口，對接下部,接頭對齊，焊接牢固并磨平，保證千斤頂順利通過爬桿,爬桿與環筋相連焊接加固。

井筒內材料、施工人員在井口由JTP—1.2提升絞車提升吊籠運送到安全盤上，再由安全盤上下到滑模操作平臺。安全盤與滑模操作盤之間設安全爬梯。

5.2.3 混凝土澆筑

施工中實驗室嚴格控制混凝土的配和比、外加劑比例，時刻監控塌落度、凝固時間、砼的澆筑強度以及滑升速度。

混凝土通過砼運輸罐車運輸至豎井場地，再通過砼輸送泵，輸送至井口上方集料斗，然后直接卸料經下Φ219料溜管下料,下料管設緩沖裝置，克服砼在重力作用下的加速度及骨料分離。

滑模施工順序進行：下料→平倉振搗→滑升→鋼筋綁扎→下料。滑模施工時混凝土先中隔墻，后四周對稱均勻下料。滑模混凝土要求塌落度控制在9～11cm（泵送砼的塌落度控制），每次入模混凝土高度不得超過300mm。振搗時遵循“快插慢拔”的方式，模板滑升時停止振搗，同時嚴禁直接振動爬桿及模板。滑模正常滑升根據施工現場混凝土初凝、混凝土運輸時間，工序銜接等具體情況制定滑升速度，分層澆筑間隔時間不超過規定間隔時間。滑升每次間隔按1h，滑升高度30cm，日滑升總高度控制于5m左右。模板第一次滑升要緩慢進行，并在此過程中對所有的提升、液壓系統、模板及支撐系統進行全面觀察，發現問題及時處理。

5.2.4 滑模爬升

連續施工澆筑和滑升時，并設專人觀察和分析混凝土表面情況，如遇外部因數變化及時修訂滑升速度和分層澆筑厚度。

滑升過程中兩套模板同時進行，嚴禁一個過快一個過慢，一個人統一指揮其他人操作和觀察，時刻觀察爬桿上的壓痕和受力狀態以及滑模中心線和操作盤的水平度。

5.2.5 表面修整及養護

砼的表面養護與修補是外表質量的關鍵，當脫模后，如有瑕疵立即進行補救，灑水管及時對混凝土進行噴淋養護。

5.2.6 停滑措施

滑模施工原則是需要連續進行，意外停滑時采取“停滑措施”，混凝土立即停止澆筑，每隔0.5h，滑升1次，使砼與模板不在黏結。由于其他原因至使滑模停滑，嚴格執行施工規范，在結合表面預先作施工縫處理。

5.2.7 滑模測量及定位控制

滑模中線控制：分別在兩套模板的中心點用鋼絲繩懸掛60kg錘球進行中心輔助控制；爬升時，時刻觀察錘球錐點偏移情況。同時在井口平臺梁下部井壁固定兩臺激光指向儀進行滑模位置控制。井口固定觀測點,經常進行復核，及時發現及時糾正。