秦 莉
(山西省公路局長(zhǎng)治公路分局,山西 長(zhǎng)治 046000)
修建隧道首先需要開(kāi)挖坑道,靠挖作業(yè)占整個(gè)隧道施工工程量的比重較大,造價(jià)約占20%~40%,是隧道中較關(guān)鍵的基本作業(yè)。為了保證開(kāi)挖后洞壁的穩(wěn)定性,需要對(duì)洞壁進(jìn)行支護(hù),而模筑混凝土襯砌是道路隧道永久支護(hù)方法之一,襯砌好壞直接影響整個(gè)隧道的工程質(zhì)量和使用,因此,在施工中必須注意保證質(zhì)量,符合設(shè)計(jì)要求。其基本工藝流程與其他道路工程中的模筑混凝土作業(yè)大致相同,文章結(jié)合自己的施工經(jīng)驗(yàn)主要敘述在道路隧道襯砌施工中的一些特點(diǎn)。
施工場(chǎng)地在灌注混凝土之前需清理干凈,做好中線、水平及開(kāi)挖斷面的檢查工作,對(duì)不符合要求的欠挖,則應(yīng)予以鑿除。
拱部模板鋪設(shè)在拱架上。拱架可用鋼或木材制成,一般分成2~3片,便于安裝運(yùn)輸,拱架制成設(shè)計(jì)所需形狀,在工點(diǎn)拼裝而成,若需加寬凈空,則可在拼接處加入適當(dāng)墊塊予以調(diào)整。拱腳標(biāo)高在架立拱架時(shí)應(yīng)預(yù)留沉落量,其值見(jiàn)表1。但需在施工中通過(guò)測(cè)量根據(jù)實(shí)際情況加以調(diào)整。由于測(cè)量誤差、架立拱架的誤差及施工中的種種原因,有可能在灌筑時(shí)拱腳內(nèi)擠,故在架設(shè)拱腳時(shí)拱腳每側(cè)加寬5~10 cm,拱頂加高5 cm。
表1 拱架(包括模板)預(yù)留沉落量 /cm
墻架的構(gòu)造型式應(yīng)簡(jiǎn)單、可靠、拆裝方便,墻架可與工作平臺(tái)結(jié)合考慮。立墻架應(yīng)注意測(cè)量定位,墻基需清理并檢查標(biāo)高,曲墻式襯砌要注意與仰拱銜接的要求,利用墻架作工作平臺(tái)時(shí),注意防止墻架走動(dòng)變形。
拱架或墻架的間距應(yīng)根據(jù)圍巖情況、跨度大小及襯砌厚度等因素確定,見(jiàn)表2??缍却螅奢d也大時(shí),除減小間距外還應(yīng)在灌注混凝土?xí)r沿拱架徑向設(shè)置若干臨時(shí)支撐,保證拱架在受荷后不致產(chǎn)生過(guò)大變位。
表2 拱架及墻架間距 /cm
模板可用木板(常用厚5~7cm,寬15cm)或鋼板(厚3.5~5 mm)制成。全斷面施工時(shí),可采用活動(dòng)模板。
混凝土應(yīng)按配合比配料,拌和均勻,常用機(jī)械拌和。因隧道施工常在洞口設(shè)混凝土攪拌站,或因混凝土不在施工現(xiàn)場(chǎng)拌和,故常用混凝土輸送車或其他運(yùn)輸工具運(yùn)送混凝土,在運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)符合有關(guān)要求,如發(fā)生離析現(xiàn)象,在灌注前還要作二次拌和。
灌注混凝土應(yīng)兩邊對(duì)稱分層灌注和搗固,超挖部分亦同時(shí)在兩側(cè)對(duì)稱回填。間歇灌注如間歇超過(guò)初凝時(shí)間,則應(yīng)待其硬化再繼續(xù)灌注,并要處理表面,先鋪5 cm砂漿后再繼續(xù)灌注。
有支撐需在灌注混凝土?xí)r拆除的,應(yīng)逐步拆除,并密切觀察圍巖的動(dòng)態(tài),若不穩(wěn)定,則需進(jìn)行支撐頂替作業(yè)。有時(shí)上導(dǎo)支撐橫梁不能拆除,不得不留住襯砌背后,當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件惡劣時(shí),甚至連立柱也不能頂替取走。此時(shí)可用鐵皮或木盒等包裹立柱,使它與灌注的混凝土隔開(kāi),待混凝土硬化后,再抽走立柱。支撐頂替常用預(yù)制混凝土短柱和鋼筋混凝土短梁,通過(guò)它們頂替需拆除的支撐,將地層壓力傳至拱梁,它們通常就灌注在襯砌之中。
拱圈由兩側(cè)灌至拱頂,在剩一狹條時(shí),需由與襯砌連接處向一個(gè)方向進(jìn)行灌注,這稱為活封口,封口也稱為剎尖。
襯砌分段灌注的連接處,或兩洞口貫通處的襯砌連接,均會(huì)出現(xiàn)所謂的“死封口”,可先留出一正方形缺口,在進(jìn)行表面鑿毛清洗處理之后,將與缺口相同體積的混凝土裝入活底木盒,用千斤頂人缺口內(nèi),待混凝土硬化后,拆除千斤頂及木盒,完成拱頂封口。
先拱后墻法施工,拱與墻連接處也有墻頂封口問(wèn)題,當(dāng)墻用干硬性混凝土灌注時(shí),可連續(xù)灌滿封口,注意搗固密實(shí)。當(dāng)墻用塑性混凝土灌注時(shí),則要先留10~20 cm空隙,在完成邊墻澆灌后,經(jīng)過(guò)24 h再進(jìn)行封口,封口應(yīng)盡量采用干硬性混凝土,切實(shí)注意搗固密實(shí)。
拱腳以上1 m范圍內(nèi),超挖部分用與襯砌同級(jí)混凝土進(jìn)行回填,以使拱部受力有利。其余超挖空隙小于30 cm處。同級(jí)混凝土回填成本較高。
與其他混凝土結(jié)構(gòu)一樣,灌注完襯砌后需進(jìn)行養(yǎng)護(hù),通常于10~12h后即應(yīng)灑水養(yǎng)護(hù),當(dāng)隧道中溫度較大時(shí)也不灑水,對(duì)普通硅酸鹽水泥,灑水養(yǎng)生不少于7d,火山灰水泥及礦渣水泥不少于14d。
拆除拱架、墻架、模板應(yīng)在混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后預(yù)以拆除,否則易造成開(kāi)裂或破壞。拆除時(shí)間應(yīng)符合以下要求:①不承受荷載的直邊墻,混凝土強(qiáng)度達(dá)到規(guī)定指標(biāo),或拆模時(shí)混凝土表面及棱角不致?lián)p壞時(shí);②受有較大圍巖壓力的拱、墻,一般當(dāng)封頂或封口混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度100%時(shí);③受圍巖壓力較大的拱、墻,一般當(dāng)封頂或封口混凝土或污工達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度70%時(shí);④圍巖較穩(wěn)定,地壓很小的拱圍,一般當(dāng)封頂混凝土或圬工達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度40%時(shí)。
通過(guò)以上對(duì)公路隧道模筑混凝土襯砌施工技術(shù)要求的論述,可以看出,混凝土襯砌施工材料價(jià)格便宜,可以就地取材,現(xiàn)場(chǎng)澆筑,又便于機(jī)械化施工,如果在混凝土中摻加外摻劑可以改善滿足使用和施工上的要求,提高混凝土的抗?jié)B性,需要施工人員在實(shí)踐中有待進(jìn)一步探索和總結(jié)。