供熱隧道通風(fēng)斜井中隔墻的施工技術(shù)探討

常 亮

(太原市熱力集團(tuán)有限責(zé)任公司，山西 太原 030012)

隨著環(huán)境問題的日益突出，尤其是我國(guó)北方地區(qū)在冬季供暖期，空氣質(zhì)量指數(shù)頻頻飆高，長(zhǎng)距離集中供熱成為改善北方地區(qū)冬季空氣質(zhì)量的有效措施。在長(zhǎng)距離集中供熱的設(shè)計(jì)施工中，往往會(huì)遇到山川、溝谷等不同地理環(huán)境，供熱專用隧道成為遇到山川的主要解決方式。隧道一般分為單管隧道和連拱隧道兩種形式，由于供熱工程的特殊性，普遍為單管隧道。長(zhǎng)距離供熱隧道的通風(fēng)一般采用機(jī)械通風(fēng)和自然通風(fēng)相結(jié)合的方式，在自然通風(fēng)的基礎(chǔ)上，利用通風(fēng)斜井安置軸流風(fēng)機(jī)，采用送排風(fēng)形式對(duì)隧道進(jìn)行機(jī)械通風(fēng)。通風(fēng)斜井通過設(shè)置中隔墻,將斜井分隔成送風(fēng)、排風(fēng)兩條區(qū)間，以達(dá)到隧道通風(fēng)的目的，保證供熱隧道內(nèi)的空氣質(zhì)量與外界相一致。

1 工程概況

此集中供熱工程由古交興能電廠為起點(diǎn)，終點(diǎn)為太原市東社樞紐，全長(zhǎng)共37.8 km，敷設(shè)方式包括直埋段、架空段和隧道段。隧道段采用架空敷設(shè)，局部采用直埋敷設(shè)。隧道橫斷面總寬度10.8 m，總高度7.24 m，隧道段全長(zhǎng)15.2 km，由3個(gè)隧道組成，其中1號(hào)隧道全長(zhǎng)1.4 km，2號(hào)隧道全長(zhǎng)2.4 km，3號(hào)隧道全長(zhǎng)11.4 km。3號(hào)隧道設(shè)置斜井，斜井長(zhǎng)710 m。洞體圍巖為第四系中更新統(tǒng)沖洪積粉質(zhì)粘土；石炭系上統(tǒng)太原組泥巖、粉砂巖夾石灰?guī)r、煤層，中統(tǒng)本溪組頁(yè)巖、砂巖、灰?guī)r、鋁質(zhì)泥巖；奧陶系中統(tǒng)峰峰組石灰?guī)r、泥灰?guī)r、白云巖、石膏層，上馬家溝組石灰?guī)r夾白云巖、泥灰?guī)r，產(chǎn)狀252∠8°。石炭系太原組煤層埋藏較淺，存在小窯采空區(qū)，圍巖等級(jí)Ⅴ級(jí)～Ⅲ級(jí)。根據(jù)斜井地形、地質(zhì)條件，斜井為施工斜井兼運(yùn)行期通風(fēng)井。斜井襯砌結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是按新奧法原理結(jié)合工程類比法進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用柔性支護(hù)體系結(jié)構(gòu)的復(fù)合式襯砌和噴射鋼纖維混凝土結(jié)構(gòu)。

2 中隔墻的類型及特征

中隔墻根據(jù)具體的地形、工程特點(diǎn)需要，可以分為不同的類型。按照中隔墻的形狀，可以分為直中隔墻和曲中隔墻；按照中隔墻的施工工序和步驟，可以分為預(yù)制中隔墻和現(xiàn)澆中隔墻；按照中隔墻不同的結(jié)構(gòu)受力情況，可以分為整體式中隔墻和分層式中隔墻。

1)直中隔墻施工方便，對(duì)隧道內(nèi)施工相互影響小，但是存在局部應(yīng)力集中現(xiàn)象，防排水工序較難施工；曲中隔墻施工工序較復(fù)雜，應(yīng)力分布合理，強(qiáng)度、穩(wěn)定性較好。2)預(yù)制中隔墻施工方便，施工工期一般較短，對(duì)預(yù)制件的拼裝效率和施工場(chǎng)地的條件要求較高；現(xiàn)澆中隔墻對(duì)施工場(chǎng)地要求低，施工中人力、物力利用率較高，施工投資較預(yù)制中隔墻低。3)整體式中隔墻往往用于雙拱隧道中，中隔墻厚度較薄，施工較方便，施工工期較短，但易產(chǎn)生施工縫，防排水較難控制；分層式中隔墻施工工序多，厚度可以較大，施工質(zhì)量可以分層控制，防排水效果好。

結(jié)合本工程中隔墻的具體用途與地質(zhì)環(huán)境條件，本工程采用現(xiàn)澆整體式直中隔墻。

3 中隔墻施工技術(shù)

通風(fēng)斜井一般為隧道的附屬結(jié)構(gòu)，因施工工期的要求，一般采用井口向井底開挖的方式進(jìn)行開挖，開挖后進(jìn)行初期支護(hù)，初期支護(hù)完成后進(jìn)行中隔墻和二襯的施工。但是由于本工程運(yùn)行的特殊性，在初期支護(hù)后進(jìn)行二襯的施工，待二襯完成，達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，由井底向井口進(jìn)行中隔墻的施工作業(yè)。該工程中隔墻施工圖如圖1所示。

3.1 現(xiàn)澆整體式中隔墻施工難點(diǎn)

1)整體式中隔墻大多厚度較小，多為薄壁中隔墻，在中隔墻施工過程中的位置定位和厚度均一性的控制難度較大。

2)現(xiàn)澆中隔墻的混凝土澆筑質(zhì)量控制難度較大。中隔墻的高度較高，混凝土在澆筑后，振搗，密實(shí)較困難。若振搗不均勻，往往在混凝土凝固后，產(chǎn)生麻面、蜂窩、孔洞和表面不平整的現(xiàn)象。

3)中隔墻頂部和底部的固定決定著中隔墻的受力均勻性和穩(wěn)定性。現(xiàn)澆混凝土在澆筑過程中在頂部和底部不能完全與斜井的二襯和底板結(jié)合完整，影響中隔墻的穩(wěn)定性和抗震性。

3.2 中隔墻施工工序

1)根據(jù)隧道斜井施工圖紙對(duì)中隔墻的位置進(jìn)行定位，利用測(cè)繪工具對(duì)中隔墻高程進(jìn)行確定、對(duì)中隔墻的軸線進(jìn)行定位和校核。在分段進(jìn)行支模，澆筑混凝土，拆除模板后，派專業(yè)質(zhì)檢員對(duì)澆筑的混凝土中隔墻進(jìn)行軸線校核，防止在長(zhǎng)距離澆筑混凝土中隔墻時(shí)發(fā)生偏差。在測(cè)定結(jié)果確定無偏差后，才能進(jìn)行下一段的支模和澆筑工作。嚴(yán)禁專業(yè)質(zhì)檢員以外的人員對(duì)中隔墻進(jìn)行軸線校核糾偏工作或直接采用目測(cè)方式對(duì)中隔墻進(jìn)行校核工作。

2)支模臺(tái)車的選擇和安裝。在斜井中隔墻的施工中，由于施工工作面的限制，人力資源和施工效率不能得到充分的發(fā)揮，因此選用支模臺(tái)車進(jìn)行中隔墻的支模和澆筑工作。選用的支模臺(tái)車應(yīng)具有以下特點(diǎn)：a.在結(jié)構(gòu)上采用對(duì)稱式的支模結(jié)構(gòu)，在施工過程中既可以充分利用通風(fēng)斜井的寬度，也可以保證支模臺(tái)車的穩(wěn)定，還能保證不同工種工人同時(shí)施工。b.通風(fēng)斜井在隧道的施工期間還承擔(dān)著運(yùn)輸棄渣的任務(wù)，在斜井中鋪設(shè)鐵軌，進(jìn)行有軌運(yùn)輸。支模臺(tái)車也應(yīng)采用如此軌道式的移動(dòng)方式，保證了在斜井中的移動(dòng)效率，也避免了中隔墻的軸線偏差。c.在中隔墻支模澆筑過程中，采用機(jī)械提拉的方式對(duì)模板進(jìn)行拉升，提高了施工效率。

3)中隔墻的固定。中隔墻的固定決定著整個(gè)中隔墻的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和抗震性。此工程中隔墻是在通風(fēng)斜井二襯完成后由井底向井口進(jìn)行中隔墻的施工作業(yè)。中隔墻施工先在通風(fēng)斜井的頂部和底部進(jìn)行植筋，再進(jìn)行中隔墻鋼筋的綁扎工作。a.植筋時(shí)，首先進(jìn)行頂部和底板表面的清理，按設(shè)計(jì)要求標(biāo)示鉆孔位置、大小、深淺。鉆孔的孔徑一般需比植筋直徑大4 mm；使用電錘進(jìn)行鉆孔，當(dāng)鉆孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，用空壓機(jī)或其他設(shè)備將植筋孔內(nèi)灰塵吹出。為保證植筋膠的作用效果，嚴(yán)禁使用高壓水對(duì)植筋孔進(jìn)行清理。清孔時(shí)，首先將植筋孔擦拭干凈，再用棉絲封堵植筋孔口，防止灰塵進(jìn)入植筋孔。b.鉆孔完成后，待成孔驗(yàn)收合格后，開始進(jìn)行植筋膠的灌注。在植筋膠灌入植筋孔內(nèi)約1/3處后，按照設(shè)施施工圖紙要求植入B22鋼筋。植入時(shí)，鋼筋宜采用旋轉(zhuǎn)植入的方式，將孔內(nèi)空氣排出，直到植入鋼筋周邊有少許植筋膠溢出時(shí)，停止植筋。c.植筋完成后，24 h內(nèi)不得對(duì)植入筋進(jìn)行擾動(dòng)，保證植筋膠的固化。最后，可用千斤頂、錨具、反力架組成的系統(tǒng)作拉拔試驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)，確保植筋達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求。

4)植筋與鋼筋的搭接、鋼筋的綁扎。為保證中隔墻的強(qiáng)度和中隔墻的整體性，此工程施工中中隔墻鋼筋與植筋采用單面搭接焊的形式進(jìn)行對(duì)接，根據(jù)JGJ 18—2012鋼筋焊接及驗(yàn)收規(guī)程相關(guān)條款規(guī)定，鋼筋的搭接長(zhǎng)度大于22 cm，并對(duì)搭接結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)收。通過單面搭接焊方式，既保證了鋼筋和植筋連接的強(qiáng)度要求，又節(jié)約了施工的時(shí)間，提高了施工效率。搭接完成后，中隔墻的頂部和底部均已固定，施工人員根據(jù)中隔墻施工圖的具體要求進(jìn)行鋼筋的綁扎。

5)中隔墻的混凝土澆筑?；炷恋臐仓?，對(duì)模板臺(tái)車的模板安裝必須保證穩(wěn)固牢靠，接縫嚴(yán)密，不得漏漿；模板表面要光滑，與混凝土的接觸面必須清理干凈并涂刷脫模劑，以保證中隔墻澆筑墻面時(shí)與模板的順利脫模，使中隔墻的墻面平整度達(dá)到要求?；炷翝仓^程中，考慮到本工程中隔墻的厚度為30 cm，采用手提式振搗棒結(jié)合附著式平板振搗器共同振搗的方式以防止混凝土振搗不密實(shí)，導(dǎo)致產(chǎn)生氣泡、蜂窩麻面等不良現(xiàn)象。

6)中隔墻混凝土墻體的養(yǎng)護(hù)。此工程中隔墻長(zhǎng)725 m，支模臺(tái)車分段進(jìn)行支模澆筑工作。在澆筑1 d后，拆除模板對(duì)澆筑的混凝土進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于7 d，以防止混凝土養(yǎng)護(hù)不合理，造成中隔墻的強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求從而產(chǎn)生蜂窩、裂縫、脫落、露筋等質(zhì)量問題。在到達(dá)養(yǎng)護(hù)時(shí)間后，利用回彈儀對(duì)中隔墻強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)定，以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。若未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，及時(shí)查找原因，進(jìn)行修補(bǔ)加固。

4 結(jié)語(yǔ)

1)根據(jù)供熱隧道中通風(fēng)斜井在施工和投運(yùn)期的不同用途，結(jié)合中隔墻的性質(zhì)，提出了供熱工程中中隔墻的施工方式。

2)總結(jié)得出了中隔墻的不同類型和各自的特征，根據(jù)施工中隔墻的不同使用性質(zhì)，選取不同的中隔墻類型。

3)結(jié)合此供熱工程中現(xiàn)澆整體式直中隔墻的施工步驟，通過控制支模臺(tái)車的選擇，中隔墻的固定和混凝土的澆筑等施工工藝，解決了本工程中隔墻因高度大，厚度薄而造成的施工質(zhì)量較難控制的難題，提高了施工效率，可以為同類項(xiàng)同用途的中隔墻施工項(xiàng)目提供理論依據(jù)。