高海拔公路隧道工程混凝土施工技術(shù)
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摘要:隧道二次襯砌作為隧道施工中的重中之重，不僅直接影響著整體隧道建設(shè)質(zhì)量，而且能進(jìn)一步提供安全保障。本文以巴朗山隧道工程為例，在做好施工準(zhǔn)備的基礎(chǔ)上，對(duì)二次襯砌施工技術(shù)進(jìn)行了深入分析，并提出相應(yīng)的改善措施，最終保證了工程的整體質(zhì)量。
前言
在隧道施工中，極易因?yàn)樗淼纼?nèi)部的復(fù)雜環(huán)境以及結(jié)構(gòu)發(fā)生安全隱患問題，又由于二次襯砌混凝土施工技術(shù)涉及的范圍較為廣泛，其本身具有一定的復(fù)雜性，在很大程度上加深了發(fā)生安全隱患問題的概率，如果在施工過程中出現(xiàn)差錯(cuò)，極有可能對(duì)施工人員的生命造成威脅。為了避免這一現(xiàn)象的發(fā)生，必須要明確施工技術(shù)要點(diǎn)，并結(jié)合實(shí)際情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工質(zhì)量以及成本的把控，在此基礎(chǔ)上加強(qiáng)對(duì)施工過程的規(guī)范性。
1工程概況
巴朗山隧道工程所處的地勢環(huán)境較為惡劣，所以具有一定的施工難度，隧道總長7940m，本文探討標(biāo)段長3834m，海拔為(3900±1100)m，圍巖類型共分為III、IV以及V三類，其長度分別為584、2360、890m，路面建筑均以水泥混凝土作為建筑原材料，其中隧道內(nèi)部空斷面積為56．19m2，單壓明洞與反壓回填分別為16、26m。
2施工準(zhǔn)備
在施工前應(yīng)確保各施工原材料的質(zhì)量均符合施工要求，待檢驗(yàn)合格后，按照施工比例對(duì)其進(jìn)行配制。1)根據(jù)實(shí)際工程設(shè)計(jì)要求對(duì)施工時(shí)間進(jìn)行測定，進(jìn)一步保證周圍圍巖的穩(wěn)定性，避免襯砌時(shí)間過早導(dǎo)致圍巖變形不夠穩(wěn)定，從而受到圍巖應(yīng)力的作用，使二次襯砌遭遇破壞，影響整體施工質(zhì)量。2)確認(rèn)變形處于穩(wěn)定狀態(tài)的方法:①觀察隧道周邊變形的速率，如果變形速度由快到慢并慢慢趨近于平緩，此時(shí)變形穩(wěn)定，反之則不穩(wěn)定;②水平收斂＜0．2mm/d時(shí)，變形穩(wěn)定;③在施工前，變形的位移值已經(jīng)超過相對(duì)位移值的80%;④支護(hù)表面裂縫不再變化。3)淺埋隧道施工中，應(yīng)將二次襯砌的時(shí)間向前推進(jìn)，且適當(dāng)加強(qiáng)襯砌強(qiáng)度。4)在施工過程中，如果發(fā)現(xiàn)圍巖的變形過大又無法對(duì)其修補(bǔ)時(shí)，要立即停止施工，及時(shí)改變施工計(jì)劃，避免增加施工安全隱患。對(duì)初期支護(hù)進(jìn)行測量時(shí)，首先檢查襯砌的厚度與施工設(shè)計(jì)規(guī)范是否具有一致性，其次檢查支護(hù)是否侵限。5)對(duì)施工進(jìn)行防排水設(shè)計(jì)，可以通過施作防水層以及安裝排水管等方式。為了進(jìn)一步保證防水設(shè)施的質(zhì)量，必須保證排水管的暢通性。除此之外，襯砌臺(tái)車是否變形對(duì)整體施工質(zhì)量起決定性所用，因此，對(duì)其工作性能以及行走輪軌等系統(tǒng)進(jìn)行檢查是必要的，待檢驗(yàn)合格后才可投入使用。
3施工工序
3．1鋼筋加工
1)在鋼筋加工前，首先應(yīng)該向監(jiān)理提交加工方案，待方案通過后方可加工。加工時(shí)要保證鋼筋平直，如果遇到死彎無法對(duì)其修復(fù)時(shí)，可采取切除的方法。2)加工之后的鋼筋要保證其表面光滑無雜質(zhì)，不能出現(xiàn)銹蝕以及損傷等。此外，鋼筋的直徑要符合施工規(guī)范要求，如果發(fā)現(xiàn)鋼筋出現(xiàn)問題需要替換，要經(jīng)過專業(yè)的施工人員以及監(jiān)理許可后才能替換。3)待加工完成后，將鋼筋按照規(guī)格具體分類，同時(shí)做好防銹措施，避免鋼筋出現(xiàn)損壞。
3．2鋼筋加工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
因?yàn)槭┕ぶ猩婕暗匿摻罘N類多種多樣，所以不同鋼筋的加工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)具有不一致性，其中受拉熱軋光圓鋼筋的彎曲直徑要＞鋼筋直徑的2．5倍，只有這樣才能提升鋼筋的整體承重能力。除此之外，要在其末端設(shè)置180°彎鉤，并留出相應(yīng)的直線段。當(dāng)設(shè)計(jì)要求采用直角形彎鉤時(shí)，此時(shí)鉤端同樣需要留出一定距離，且直鉤的彎曲直徑要＞鋼筋直徑的5倍。安裝方式如表1所示。
3．3模板安裝
1)模板安裝采用液壓鋼模臺(tái)車，且長度為12m。2)在模板安裝過程中，模板的變形量要與施工設(shè)計(jì)要求保持一致，同時(shí)保證模板表面光滑無雜質(zhì)，避免模板表面凹凸不平，從而影響襯砌效果。3)待鋼筋安裝完成后，要檢查鋼筋安裝質(zhì)量以及鋼筋尺寸，其次安裝混凝土墊塊。4)當(dāng)臺(tái)車準(zhǔn)備就位后，即可啟動(dòng)開關(guān)進(jìn)行下一施工步驟，即模板安裝。確保襯砌結(jié)構(gòu)尺寸符合施工規(guī)定后，立即對(duì)臺(tái)車和模板進(jìn)行鎖定，避免兩者出現(xiàn)位置移動(dòng)。為了保證模板之間的連接嚴(yán)密性，可采用木模補(bǔ)縫的方式對(duì)端頭模板進(jìn)行安裝，并按照設(shè)計(jì)規(guī)定確定斷面的尺寸，避免測量尺寸出現(xiàn)誤差，從而影響施工質(zhì)量。
3．4仰拱和填充施工
在仰拱施工前，首先確保隧道內(nèi)部干凈整潔，沒有雜物［1］。同時(shí)按照設(shè)計(jì)規(guī)定確定斷面的尺寸，不允許出現(xiàn)欠挖現(xiàn)象，但是出現(xiàn)超挖可采用回填的方式進(jìn)行修正。此項(xiàng)施工步驟要采取分段進(jìn)行的方式，其中仰拱混凝土采用插入式振搗器，而鋼筋則要在洞外進(jìn)行預(yù)制。為了保證施工步驟與工序之間交叉進(jìn)行，且互不干擾，可以采用自制仰拱棧橋度車的方式，減少項(xiàng)目與項(xiàng)目之間的干擾。具體操作如圖1所示。仰拱填充按半幅進(jìn)行，待澆筑完成后，靜等一段時(shí)間，直至混凝土呈現(xiàn)凝固狀態(tài)時(shí)，施工人員才可在上面走動(dòng)，從而對(duì)隧道底部進(jìn)行填充。在混凝土填充前，必須保證仰拱干凈整潔，不含任何雜物，同時(shí)排除表面積水，避免影響施工質(zhì)量，導(dǎo)致混凝土表面出現(xiàn)不平整現(xiàn)象。此外，填充混凝土表面要尤其注意橫坡與縱坡的設(shè)計(jì)比例，并保持兩者間的一致性［2］。待填充完成后，要立即對(duì)施工縫進(jìn)行鑿毛以及防水處理，從而保證施工縫的美觀與順直。
3．5拱墻襯砌施工
3．5．1拱墻施工拱墻襯砌要在保證圍巖基本穩(wěn)定的情況下進(jìn)行，避免圍巖發(fā)生變形無法修補(bǔ)，從而影響整體工程質(zhì)量，其中拱墻均采用模板臺(tái)車進(jìn)行襯砌。為了保證拱頂混凝土與圍巖之間的緊密性，可以根據(jù)具體施工設(shè)計(jì)要求在拱頂預(yù)留出壓漿管兼排氣管，以此加強(qiáng)兩者之間的緊密性。
3．5．2拱頂混凝土密實(shí)度解決方案灌注混凝土主要采用自上而下的方式，為避免由于混凝土出現(xiàn)偏壓導(dǎo)致模板發(fā)生變形，可以采取交叉的方式灌注混凝土。充分利用分層澆筑的施工方式，在管道前端增加(4±1)cm的相同直徑的軟管。在混凝土澆筑時(shí)，管口與澆筑面之間的距離過大會(huì)影響澆筑效果，控制在2m之內(nèi)最佳，如果超出規(guī)定高度，則需要采用串筒等設(shè)施完成澆筑。施工時(shí)尤其注意，由于澆筑的高度過高，如果不對(duì)澆筑過程進(jìn)行分層處理，不僅會(huì)造成物料分離，而且容易使混凝土表面出現(xiàn)水泡，從而影響澆筑質(zhì)量。待混凝土澆筑完成后，要立即對(duì)其進(jìn)行封頂，采用從下到上的方式，將軟管注入混凝土內(nèi)部。當(dāng)混凝土澆筑面與頂部持平時(shí)，要在最上端安裝排氣管，避免出現(xiàn)空氣不流通等現(xiàn)象［3］。排氣管不能采用鋼化材質(zhì)，宜采用塑料管，因?yàn)殇摶馁|(zhì)密度過大會(huì)出現(xiàn)下沉，所以不宜使用。將排氣管一端伸入倉內(nèi)，另一端預(yù)留出一定距離，方便后期對(duì)其觀察。當(dāng)發(fā)現(xiàn)澆筑過程中管內(nèi)有水流出時(shí)，說明混凝土澆筑完成，可直接將排氣管以及軟管撤掉，同時(shí)對(duì)圓孔進(jìn)行封堵?；炷恋姆忭斶^程對(duì)整體施工質(zhì)量影響重大，不僅要嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，而且要將混凝土中的空氣排出，防止出現(xiàn)氣泡以及凹凸不平等現(xiàn)象。為了保證混凝土灌注的質(zhì)量，需要對(duì)灌注結(jié)果實(shí)行三級(jí)檢查簽認(rèn)制度，待檢查合格后才可投入使用。
3．6養(yǎng)護(hù)
待澆筑完成后，注意對(duì)混凝土實(shí)施養(yǎng)護(hù)工作，尤其注意，養(yǎng)護(hù)過程要具有一定的連續(xù)性，且養(yǎng)護(hù)時(shí)間要＞14d。除此之外，混凝土內(nèi)外溫度差要保持在20℃以內(nèi)，澆水次數(shù)根據(jù)具體施工狀況以及天氣狀況確定，只需確保混凝土一直處于濕潤狀態(tài)即可。如果溫度低于5℃，則要停止對(duì)混凝土的養(yǎng)護(hù)。
4結(jié)束語
隧道二次襯砌作為隧道建設(shè)的重中之重，在施工過程中擔(dān)任重要角色，不僅直接影響著整體隧道建設(shè)質(zhì)量，而且能進(jìn)一步加強(qiáng)隧道安全保障。在施工過程中，必須明確施工技術(shù)要點(diǎn)，并結(jié)合實(shí)際情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工質(zhì)量以及成本的把控，在此基礎(chǔ)上加強(qiáng)施工過程的規(guī)范性。
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作者：李小明 單位：四川川交路橋有限責(zé)任公司