公路隧道豎井十字隔墻滑模施工技術淺析

魏福貴， 方曉峰， 李 鰲， 雷 楊， 衡冠良

(1.四川川交路橋有限責任公司，四川廣漢 618700; 2. 西南交通大學交通隧道工程教育部重點實驗室，四川成都 610031)

豎井可以有效地解決長大公路隧道運營中的通風難題，而豎井中隔墻將豎井通過中隔板分開設置送風、排煙通道，對隧道運營功能正常具有重要作用。目前水電、煤炭等能源行業已經提出了多種豎井施工方法，如全斷面爆破成型法、反井鉆機擴挖法等。但在公路隧道豎井修建上，國內尚未形成統一合理的施工方法。現有公路隧道豎井中隔墻施工中大多使用的還是翻模施工，這種施工方式施工時需要進行模板的拆除和翻吊，工序復雜，耗費時間，同時每模之間會產生施工縫，后期處理麻煩且浪費材料。

對此，彭勇輝等[1]提出了一種隧道豎井井壁襯砌與中隔墻襯砌同步滑膜施工技術，打破了以往隧道豎井中隔墻襯砌施工順序，即先修建隧道豎井井壁襯砌，后修建中隔墻襯砌；李豐果等[2]針對寧武高速公路隧道地表水發育的特點，提出了一種導井擴孔開挖豎井及不對稱中隔墻滑模襯砌施工技術；趙超志[3]結合秦嶺終南山特長公路隧道大直徑、深豎井的特點，提出了單井兩分的雙半圓滑模一次性施工方法。

本文以攀枝花至大理(四川境)高速公路寶鼎2號隧道豎井施工為基礎，提出了一種適用于公路隧道的新型豎井十字中隔墻滑模施工技術，可以有效解決現有豎井中隔墻施工中工序復雜，施工質量差的問題，達到施工進度加快，材料浪費減少，施工成本降低的目的，從而顯著提升中隔墻施工質量。

1 工程概況

攀枝花至大理高速公路(以下簡稱“攀大高速”)寶鼎2號隧道位于四川省攀枝花仁和區境內，是攀大高速的重點建設工程，隧道設計為雙向分離式越嶺隧道，其中左洞全長8 775 m，右洞全長8 762 m。

通風豎井位于右洞K18+570測設線右側60 m處，豎井深227.5 m，其中V級圍巖段62.5 m，上部主要為卵石土及中砂，下部為強-中風化礫巖，卵石土呈稍密-中密狀，粒間充填粉質粘土，礫巖風化強烈，節理裂隙發育，巖體破碎；Ⅳ級圍巖段165 m，巖性主要為中厚層狀的中風化礫巖，節理裂隙較發育，礫巖為較硬巖。豎井內徑9.6 m，地質縱斷面圖見圖1，結構示意圖見圖2。

圖1 豎井地質縱斷面

圖2 豎井結構示意(單位:cm)

2 滑模結構設計

滑模方式的選用：φ9.6 m圓形井壁十字中隔墻整體模板，采用整體模塊式滑模澆筑，結構示意圖如圖3所示。

圖3 滑模結構立體示意

滑模由滑模模板、爬升系統和安全系統組合而成，包括滑模模板、開字架、千斤頂、爬桿、井架安全吊繩和防墜安全網共六個組件，用于公路隧道豎井中隔墻滑模施工。滑模平臺示意圖如圖4所示。

圖4 滑模平臺示意

2.1 滑模模板

滑模模板使用剛性材料按照中隔墻設計施工圖紙進行制造，結構簡單，用以在混凝土澆筑時固定流體狀混凝土，形成后期成品混凝土中隔墻。

2.2 爬升系統

由開字架、千斤頂和爬桿共同組成裝備的爬升系統，爬桿作為裝備提升軌道，千斤頂則為裝備提升提供動力，開字架用以將滑模模板，千斤頂等固定在一起。

2.3 安全系統

由井架安全吊繩和防墜安全網共同構成裝備的安全系統。井架安全吊繩是由井架垂下的四根鋼筋繩用以承擔裝備重量，防墜安全網鋪設于裝備下方用以保護施工人員安全。

3 滑模施工流程

滑模施工從井底處開始，一次組裝滑升至井口標高結束。包括：內外豎筋、環筋綁扎，澆筑混凝土，滑升，井壁壁面修飾、養護，以此作為施工流程的一個循環。具體流程如圖5所示。

圖5 新型滑模施工工藝流程

3.1 試滑

在此新型隧道豎井十字墻滑模進入施工循環前，必須先進行試滑。試滑時應先完成鋼筋安裝及混凝土澆筑，隨后將全部的千斤頂抬升50～100 mm，初步檢查混凝土的出模質量是否符合規范要求；混凝土質量達標后，繼續將滑模模板提升300 mm，并對整個滑模平臺進行系統地檢測、調整，一切正常后即可進入正式滑升。

3.2 鋼筋綁扎

鋼筋安裝應遵循以下要求：內外豎筋2 m為一分段，以套筒的方式進行連接；環筋采用φ18 mm鋼筋，長度不大于4.8 m，以綁扎的方式進行連接，且搭接長度不小于0.63 m。同時，內外豎筋與環筋的接頭面積百分率應小于25 %。

為了加快滑升速度，可以預先用粉筆在豎筋上標記間距線，以此來控制環筋的綁扎間距。尤其注意，內外豎筋安裝應在滑模滑升一個循環后進行。

此外，由于模板距提升架距離有2 m，其間應布置不少于兩道環筋；在滑升過程中，須加強對豎筋的監控，避免豎筋發生偏位，從而導致環筋無法穿插。

3.3 澆筑混凝土

混凝土澆注采用提升轎車吊桶吊裝至豎井施工盤，由分灰器輸送至模板內，隔墻各部位應均衡對稱澆筑。按1.7 m每循環澆筑，共10.94 m3混凝土，每循環混凝土澆筑時間控制在1 h內。注意在距離模板上端50 mm左右時，應停止澆筑混凝土。

混凝土注入滑模后，采用插入式振搗棒振搗，且遵循“快速插入，慢速拔出”的并列式振搗原則。每個部位振搗20～30 s時間，直至混凝土表面不再泛漿、出現顯著下沉式的氣泡為止。尤其注意振搗棒在振搗上層混凝土時，振搗棒還應插入下層混凝土不小于50 mm的深度，及時消除層與層之間的接縫。

3.4 模板滑升

初升：當第一層混凝土的貫入阻力值達到0.4 kN/cm2，混凝土總的澆筑高度達到約800 mm時，應進行模板的初升。

正常滑升：模板初升后，可以按照滑模施工工藝流程圖進行分層澆筑、循環作業、持續滑升。兩次循環滑升的間隔為4 h，包括：鋼筋安裝3 h，混凝土澆筑1 h。

末升：模板正常滑升至距離井口1 m時，應及時降低滑升速度，找正模板位置及標高，從而保證最終模板上口與井壁設計標高持平。

4 滑模施工要點

連續性施工可以顯著提高工程質量，如因特殊情況而引起施工暫停，即停止混凝土澆筑，可采取以下措施：每隔0.5～1 h進行一次模板提升，直到模板不在粘結。在進行下一次 澆筑時，應先澆筑一層200mm原配合比石子減半的混凝土后，再澆筑正常配合比的混凝土。

5 結束語

本文所提出的應用于寶鼎2號隧道通風豎井十字中隔墻滑模施工裝備結構簡單明了，適用性強，且模板滑升阻力小，有利于成型混凝土質量達到設計要求。

該施工技術對施工組織要求較低，不但有效解決了現有豎井中隔墻施工中工序復雜，施工質量差的問題，而且顯著提升中隔墻施工質量，加快施工進度，避免材料浪費，降低施工成本，可以為類似工程提供借鑒和參考。