高速公路中雙連拱隧道中隔墻施工要點分析

黃 敏

(濟南軌道交通集團建設投資有限公司,山東 濟南 250000)

0 引 言

雙連拱隧道是適用于穿越落差不高、縱向長度較短、斜坡較陡、上下行線路綜合條件下修建的一種隧道[1]。在施工過程中,隧道施工大多采取雙連拱的形式,該技術加速工程建設,突破工程建設的“瓶頸”,為國家節省投資,取得較好的社會經濟效益[2]。由于連拱隧道跨度大,結構復雜,開挖與支護結構錯綜復雜,導致支護結構的受力和變形的復雜[3]。為了確保施工的質量與安全,對高速公路雙連拱隧道中隔墻施工工藝的要求也越來越高,因此必須根據工程的具體情況,制定切實可行的施工工藝[4]。本文主要研究在高速公路雙連拱隧道中隔墻的施工中,如何有效地改善中隔墻的施工質量,加速隧道的建設。對高速公路雙連拱隧道中隔墻的施工要點進行了分析,結合工程概況確定中隔墻的施工次序,進行前期的準備工作;分析隔墻受力情況,做好防排水施工,確定中隔墻施工質量控制要點,對施工過程進行把控,提高隔板的施工質量。

1 工程概況

某在建隧道工程位于京滬高鐵東側,青島路與規劃交叉口處,沿青島路東西走向敷設,中心里程右DK1+350.532,隧道全長175 m,端頭兩側長14 m,寬25 m,標準段長147 m,寬21.1 m。左端頭基坑深度約26.7 m,采用明挖順作法施工。圍護結構選用1 000 mm地下連續墻(采用工字鋼接頭)。沿基坑深度方向設置六道支撐。標準段基坑深度約25.2 m,采用明挖順作法施工。圍護結構選用1 000 mm地下連續墻(采用工字鋼接頭)。沿基坑深度方向設置六道支撐。右端頭基坑深度約26.8 m,采用明挖順作法施工。圍護結構選用1 000 mm地下連續墻(采用工字鋼接頭)。

2 高速公路雙連拱隧道中隔墻施工方案

2.1 施工順序

在高速公路雙連拱隧道的施工中,首先澆筑中間隔墻,然后回填兩側的反偏壓力,端頭井橫剖面圖。

在開挖的中導洞進行臨時支護,在中導洞完成后澆注混凝土,施工人員布置如表1所示。

表1 施工人員布置表 單位:人

邊導施工及拱段施工包含了左右開挖邊導洞、臨時支護和初期支護、二次支護、防水層等工作內容。基坑開挖包含左右基坑進行仰拱和回填、夯實路面、完善排水系統等內容。

2.2 施工前準備

在工程建設中,必須嚴格遵循先期地質預測成果,采取合理、可行的措施,如有需要,可采用帷幕灌漿。根據該隧道的超前地質預測,其圍巖狀況不穩定,局部存在裂縫積水,圍巖等級為V。在巖體較多的地區易發生坍塌,需要在施工中加強超前支護;同時在爆破過程中,要以小爆破、短進尺為主;在開挖完畢后,立即進行封堵,并加大監測力度,充分了解隧道內外的地質狀況,動態掌握圍巖的實際狀況,判斷其是否維持穩定。

在前期施工中,合理、高效地進行超前支護是工程建設中的重要內容,因此,需要引起有關施工部門的重視。(1)洞口長管棚。支護主要分布于隧道與明洞交界部位,全長35 m,可支撐30 m,其末端以套拱為支撐。套拱主要由C30級混凝土澆筑而成,其縱向長度為1.85 m。(2)對地面進行灌漿。采用4根45 mm直徑的鋼花管進行加強,其排列間距應嚴格控制1.5 m *1.5 m。在開挖斷面范圍內,鋼管的有效長度必須達到隧道頂部的0.45 m。在挖溝外,鋼管的有效長度必須與起拱線高度相等[5]。若在地面上同時鋪設混凝土,可以達到止漿效果,使鋼花管成為一體,從而達到提高應力狀態的目的。(3)地面強化工程。采用750 mm徑的隔離樁間距為2.5 m,對地面進行強化。(4)提前支護小型管棚。小型管棚分為8 m和5 m兩種,這樣就能將管棚的長度和寬度結合起來,并在管子之間設置兩列短管,以此達到預想的支護目的。

3 高速公路雙連拱隧道中隔墻施工方法

3.1 中隔墻施工特點及難點

由于中隔墻與兩側連拱結構之間的施工間隔較長,同時還要進行正洞開挖和支護,導致前期中隔墻的排水系統難以融入整體。由于建筑場地狹窄,導致混凝土及防滲設施的施工質量不能得到保障,在上部則形成“V”形的匯水地帶,進一步擴大了松散圍巖的裂隙,為匯水區增加水源。實行泵送混凝土施工法可以在工地上進行模板的拆卸和搬運,節約大量時間,同時也可以縮短板材的縫隙;在工藝合理、施工規范的情況下進行作業,保證混凝土的外觀質量并不困難。

3.2 隔墻受力情況

由于本項目采用三導洞施工技術,中隔墻的上部圍巖較弱,開挖導洞拱部時會對中隔墻上部的圍巖造成一定的影響,而且在兩個主洞施工過程中,中隔墻會承受來自不同方向的壓力,受力情況十分復雜,增加了施工的難度。施工中嚴格按照以下步驟開展工作。

(1)檢查隔墻的狀況:通過非破壞性檢測等手段檢查隔墻的狀況,確定加固方案和所需材料。

(2)清理隔墻表面:清理隔墻表面的灰塵和污垢,確保表面干凈。

(3)處理裂縫和損傷:如果隔墻有裂縫或損傷,應先進行修補處理,確保隔墻表面平整。

(4)安裝加固網格:在隔墻表面涂上專用的黏結劑,然后鋪設加固網格,并用刮刀或刮板使其平整。注意網格的覆蓋范圍應包括隔墻的全部面積。

(5)再次涂抹黏結劑:等待第一層黏結劑干燥后,再涂抹一層黏結劑,并讓其干燥。

(6)噴涂預應力混凝土:在加固網格上噴涂預應力混凝土,使其與網格緊密結合。

(7)完成噴涂:在涂層完全干燥后,進行必要的表面修整和打磨,使隔墻表面平整,光滑。

(8)檢查驗收:最后進行質量檢查和驗收,確保隔墻加固效果達到要求。

(9)對隔墻進行檢查:通過實地勘查、非破壞性檢測和物理試驗等手段,對隔墻進行全面檢查,確定隔墻的結構類型、材料特性、損傷程度等情況,為后續加固方案的確定提供依據。

(10)清理隔墻表面:清理隔墻表面的灰塵、松散物和油污等,保證表面干凈、平整。

(11)處理裂縫和損傷:根據隔墻損傷的程度和類型,進行必要的裂縫修補、裂縫注漿和損傷修復等工作。

(12)安裝加固網格:按照設計要求,在隔墻表面涂上專用的黏結劑,然后鋪設加固網格。網格材料一般采用高強度、耐腐蝕的玻璃纖維網格或碳纖維網格等。

(13)再次涂抹黏結劑:等待第一層黏結劑干燥后,再涂抹一層黏結劑,并讓其干燥。黏結劑的種類和用量應按照設計要求進行選擇和調整。

(14)噴涂預應力混凝土:在加固網格上噴涂預應力混凝土。預應力混凝土是一種高強度、高韌性的混凝土,能夠有效地提高隔墻的承載能力和抗震性能。

(15)完成噴涂:在涂層完全干燥后,進行必要的表面修整和打磨,使隔墻表面平整、光滑。此時,可以進行必要的涂料和防水處理,以保證隔墻的防護和美觀性。

(16)檢查驗收:最后進行質量檢查和驗收,檢查加固后的隔墻是否符合設計要求和相關規范標準。如發現問題,應及時進行調整和修正,直至達到要求為止。

通過以上雙連拱隧道中隔墻加固措施的實施過程,有利于確保加固效果的可靠性和穩定性。

3.3 防排水施工

在隧道建設完成后,高速公路雙連拱隧道中隔墻出現滲漏的情況比較多。雨季時,中隔墻頂板破損嚴重會出現噴水的情況,并可能匯入路面造成積水,從而影響到隧道的運營安全。整體臺車每組10 m施工時會出現環向施工縫;在不同的襯砌形式中設置沉降縫,以避免上部聚集的水流沿著裂縫下滲,宜采用止水條。為了保證其止水效果,應在施工時做到不破壞、不搭接、止水帶中線與施工縫重疊,并使用混凝土密實。建造的方式見圖1。

圖1 止水帶施工平面圖

在擋頭板上鉆出￠12鋼筋孔,將預制構件從待成型混凝土的一側穿入,每隔1 m左右將其夾緊,另一端則粘貼于護壁板;在卸下隔板后,先將止水帶向中心位置拉直,然后彎曲止水帶,在下一次澆筑時提前將其埋好。

隔墻的設置應根據隧道的實際情況進行,通常設置在隧道中心線位置,隔墻的高度要考慮到最大水位高度,一般高度為1.5～2 m,同時應保證墻體的穩定性。排水系統的設計應考慮到排水管道的設置和排水口的位置。排水管道的設置應盡量靠近隧道底部,以便有效地排除隧道內部的積水。排水口的位置應根據隧道的實際情況進行選擇,通常設置在隧道的低點位置,并設置足夠的排水孔數,以保證排水暢通。此外,隔墻防排水設計還應考慮到隧道內部的通風和照明問題。為了保證隧道內部的通風和照明,隔墻設計中應設置通風孔和照明設備,并與排水系統相協調,以保證隧道內部的干燥和舒適。在雙連拱隧道中,隔墻的防排水設計非常重要,它可以有效地保證隧道內部的排水通暢,并防止隔墻及其周圍結構的受損。隔墻防排水施工要點詳見表2。

表2 隔墻防排水施工要點

隔墻的防排水設計應根據實際情況進行調整和完善,以確保設計方案的可行性和有效性。同時,在施工過程中應注意隔墻防排水設計的實施情況,并進行必要的質量檢查和驗收。

3.4 中隔墻施工質量控制要點

在高速公路隧道施工過程中存在著一定的危險性,主要包括地表沉降、隧道周邊建筑的裂縫和傾斜、山體滑坡等,因此要提出有效的預防措施。地面沉降控制標準為每月3 cm。遵守“先加固、后保護、再開挖”的原則,步距嚴格控制在5～8 m以內,開挖完畢后的支護盡量跟緊二襯,做好各工序的銜接。在右線三襯工程完工之前,不得在右線洞頂進行導引。在工程建設中,必須適時進行注漿補償,才能有效地提高支護結構的實際應力狀況。隧道施工易造成地層的變形,從而造成隧道周邊建筑物的裂縫和傾角;因此,必須根據工程設計的要求,合理設置隔離樁,降低因開挖引起的基礎變形。爆破作業對周邊建筑物也有一定的影響,因此,在爆破作業中必須加強對爆破過程的監測,防止建筑物的振動速度大于2 cm/s,可以采取設置隔離樁進行有效地保護。

4 結束語

綜上所述,在目前的高速公路工程中,雙連拱隧道的使用日益增多。為了確保雙連拱隧道的施工質量,依據工程概況制定施工設計,做好施工前準備;總結中隔墻施工過程中的特點及難點,分析隔墻受力情況,做好防排水施工,確定中隔墻施工質量控制要點,對施工過程進行把控,優化施工方案,控制施工工藝,可以有效改善中隔墻施工質量,加速施工。該方法對類似工程具有一定的借鑒意義,有利于進一步提升雙連拱隧道的技術水平。