王雷云

山西路橋第六工程有限公司 山西晉中 030600

此公路隧道項(xiàng)目屬于濕陷性黃土隧道，設(shè)計(jì)的行車速度是80km/h，單洞采用的是兩車道，其中的行車道寬度是7.5m，左側(cè)向?qū)挾仁?.5m，右側(cè)向?qū)挾仁?.75m，限界高度是5m。此隧道施工選擇的是二臺(tái)階環(huán)形開挖預(yù)留核心土、三臺(tái)階以及一次模筑法，有效控制了隧道預(yù)沉降量，保證了黃土隧道施工質(zhì)量及安全。

1 黃土隧道洞身開挖施工

此濕陷性黃土隧道洞身開挖施工流程詳見圖1所示。

圖1 隧道洞身開挖施工流程

1.1 隧道洞身開挖

濕陷性黃土隧道洞身開挖施工之前需要確保前、后循環(huán)超搭接的長(zhǎng)度≥125cm，以保證掌子面下循環(huán)超前小導(dǎo)管的有序、安全施工。同時(shí)按照規(guī)定要求實(shí)施精準(zhǔn)測(cè)放工作，以噴漆方式標(biāo)劃開挖輪廓線。開挖設(shè)備選擇的是挖掘機(jī)，待開挖到與設(shè)計(jì)輪廓線相距10cm至20cm，然后以人工方式開挖，同時(shí)嚴(yán)格把控超欠挖現(xiàn)象。針對(duì)隧道埋深＜30cm，且地質(zhì)條件較為復(fù)雜，為了能夠保證安全施工應(yīng)選擇三臺(tái)階開挖方法；針對(duì)隧道埋深＞30cm，應(yīng)選擇二臺(tái)階開挖方法[1]。

1.2 超前小導(dǎo)管施工

隧道內(nèi)選擇的是熱軋無(wú)縫鋼管（其規(guī)格為φ42mm×4.0mm），長(zhǎng)度是350cm，插入巖層的深度是330cm，而外露的長(zhǎng)度是20cm，搭接長(zhǎng)度必須＞125cm，確定環(huán)向間隔距離是40cm，每環(huán)布設(shè)的數(shù)量是35根[2]。以手持風(fēng)鉆的方式進(jìn)行鉆孔，保證孔內(nèi)徑＞鋼管直徑約3mm，而外插角度是10°至15°。

1.3 鋼支撐施工

隧道支撐結(jié)構(gòu)選擇的是I20a工字鋼，設(shè)置的間隔距離是75cm，其中上導(dǎo)坑鋼拱架是將5塊鋼拱架拼接而成，弧長(zhǎng)是201.5cm；上導(dǎo)坑鋼拱架是以弧長(zhǎng)分別為180.2cm、156.8cm工字鋼拼接而成。需要提前從施工平臺(tái)中試拼鋼架，確保拼裝誤差≤±3，同時(shí)平面翹曲＜2cm[3]。此項(xiàng)目中鋼拱架以“A3鋼墊板”+“高強(qiáng)螺栓”進(jìn)行連接，螺栓孔的中心與邊的距離控制是30mm。選擇臺(tái)鉆實(shí)施螺栓開孔作業(yè)，禁止采用氣焊進(jìn)行沖開。

1.4 預(yù)留變形量控制

結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙內(nèi)容及要求，此黃土隧道的預(yù)留變形量是20cm，通過(guò)監(jiān)測(cè)得出：隧道淺埋段的沉降量處于15cm至28cm；而隧道埋深段的沉降量是10cm至15cm，所以在施工階段需要?jiǎng)討B(tài)控制隧道預(yù)留沉降量，以保證結(jié)構(gòu)層的厚度。

2 一次混凝土模筑施工

此項(xiàng)目中濕陷性黃土隧道一次混凝土模筑施工流程詳見圖2所示。

圖2 一次混凝土模筑施工流程

2.1 上臺(tái)階施工面整平

隧道洞身開挖施工鋼拱架安裝完成后，預(yù)留核心土周圍進(jìn)行填土以及粗平處理，范圍是上臺(tái)階40cm，首先以挖機(jī)方式夯實(shí)黃土，然后采用人工方式進(jìn)行整平，以確保一次襯砌臺(tái)車處于水平狀態(tài)，從而為模板定位創(chuàng)造有利條件。

2.2 襯砌臺(tái)車就位

鋪設(shè)鋼板。為了能夠增大襯砌臺(tái)車支撐部位的受力面積，有效控制襯砌臺(tái)車施加荷載后的沉降，以及漏漿、跑模等相關(guān)問(wèn)題，需要從臺(tái)車的下方位置鋪設(shè)鋼板，擴(kuò)大支撐部位的受力面積。待核心土夯實(shí)整平后，通過(guò)挖機(jī)把鐵板（其規(guī)格是4m×1m×0.01m），最后采用“人工+機(jī)械”的方式整平對(duì)稱鋪設(shè)[4]。

臺(tái)車行走。由于臺(tái)車施工現(xiàn)場(chǎng)不平整，同時(shí)每次循環(huán)行走的距離比較小，未配置動(dòng)力系統(tǒng)，主要通過(guò)外力行走，比如由裝載機(jī)頂推。當(dāng)鋼板鋪設(shè)結(jié)束后通過(guò)裝載機(jī)從臺(tái)車門架處頂推到掌子面，且頂推需要緩慢、勻速，以免破壞臺(tái)車門架。

固定臺(tái)車。當(dāng)臺(tái)車頂推到掌子面之后，首先將枕木墊設(shè)在襯砌臺(tái)車輪胎部位實(shí)施臨時(shí)制動(dòng)，然后從拱頂兩側(cè)部位鋪設(shè)枕木（其寬度與臺(tái)車模板一致），鋪設(shè)高度比合模后的模板底部略高。此外，通過(guò)人工方式粗條襯砌臺(tái)車定位，將車底的絲桿頂起，保證側(cè)輪離地，且兩側(cè)對(duì)稱。襯砌臺(tái)車粗調(diào)定位結(jié)束之后，利用液壓系統(tǒng)實(shí)施襯砌臺(tái)車精準(zhǔn)定位，保證模板和上一板一次襯砌的搭接長(zhǎng)度為10cm，反復(fù)對(duì)襯砌臺(tái)車進(jìn)行調(diào)整，確保其密封性與精準(zhǔn)性，最后通過(guò)絲桿進(jìn)行固定處理。

2.3 擋頭模板安裝

擋頭模板和隧道壁必須緊密接觸，針對(duì)超挖部分必須立即對(duì)擋頭模板進(jìn)行調(diào)整，模板需要以0.5m為間隔距離設(shè)置支撐，以免堵頭出現(xiàn)漏漿，保證擋頭線性處于順直狀態(tài)。

2.4 混凝土施工

從一襯拱頂與兩側(cè)拱腰部位根據(jù)要求設(shè)置注漿管（其直徑φ=42mm），實(shí)施拱頂沉降后襯砌背后空洞壓漿回填，以保證襯砌和圍巖之間密實(shí)接觸。同時(shí)一次襯砌所有臺(tái)階之間的連接，需要對(duì)上一循環(huán)襯砌拱腳實(shí)施鑿毛與清理，而臺(tái)階結(jié)合部位必須選擇干硬性混凝土進(jìn)行密實(shí)填充。此項(xiàng)目中混凝土澆筑選擇的是泵送澆筑技術(shù)，通過(guò)機(jī)械方式進(jìn)行密實(shí)振搗。

混凝土拌和階段，水泥質(zhì)量偏差應(yīng)≤1%，集料質(zhì)量偏差應(yīng)≤±2%，水、外加劑的質(zhì)量≤±1%，混凝土坍落度控制在180mm至220mm?；炷凉嘧⒉捎蒙舷路謱?、左右交替、由兩側(cè)至拱頂?shù)膶?duì)稱灌注方式，其中兩側(cè)混凝土的灌注高度之差應(yīng)≤50cm。此項(xiàng)目中隧道襯砌起拱下部反弧位置混凝土灌注難度較大，所以必須嚴(yán)格控制混凝土性能、坍落度以及振搗方式，以最大程度上降低反弧段的氣泡，從而提升襯砌混凝土效果。若是冬季施工，混凝土的入模溫度應(yīng)≥5℃；若是夏季施工，混凝土的入模溫度應(yīng)≤32℃[5]?；炷琳駬v選擇的是振動(dòng)器，在具體振搗階段應(yīng)避免對(duì)模板、鋼筋以及拱架等造成不利影響。封頂選擇頂模中心封頂器逐步實(shí)施封頂，待擋頭板孔溢出漿液，則表明封頂施工結(jié)束。

2.5 拆模

待混凝土灌注施工完成后，緊接著就需要實(shí)施混凝土養(yǎng)生，保證混凝土強(qiáng)度級(jí)別≥設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求90%才能夠?qū)嵤┎鹉＃瑫r(shí)需要認(rèn)真、仔細(xì)檢查混凝土外觀質(zhì)量，以及檢測(cè)襯砌后空洞。

2.6 拱頂襯砌背后空洞處治

此項(xiàng)目中一次模筑襯砌拱頂位置預(yù)埋注漿管，所有階段的襯砌施工結(jié)束之后都必須實(shí)施襯砌背后空洞回填處理，主要采用壓力注漿方式進(jìn)行注漿回填。其中預(yù)埋注漿管的縱向間隔距離確定是3m，注漿管的規(guī)格是φ42mm×4mm，水泥漿的水灰比是1:1.5，注漿壓力控制為0.35MPa至0.5MPa，同時(shí)結(jié)合項(xiàng)目施工實(shí)際情況進(jìn)行微調(diào)，注漿施工應(yīng)確保一次、連續(xù)性完成。注漿管的長(zhǎng)度應(yīng)結(jié)合襯砌厚度進(jìn)行調(diào)整，注漿口需要露出襯砌之外，待一次襯砌拱頂注漿回填結(jié)束后，應(yīng)選擇混凝土實(shí)施密封處理，同時(shí)把外露切斷與打磨平整，以免破壞防水層[6]。

3 結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合黃土區(qū)公路隧道工程項(xiàng)目為例，首先分析了隧道洞身開挖施工，然后重點(diǎn)研究了一次混凝土模筑施工技術(shù)，主要包含了上臺(tái)階施工面整平、襯砌臺(tái)車就位、擋頭模板安裝、混凝土施工、拆模以及拱頂襯砌背后空洞處治等。實(shí)踐表明，此項(xiàng)目采用的一次混凝土模筑技術(shù)有效提升了施工效率及質(zhì)量，減小了施工成本，實(shí)現(xiàn)黃土區(qū)公路隧道的安全施工，也為類似項(xiàng)目施工提供了借鑒。