豎井中隔墻滑模施工

魏福貴，田青峰，李 鰲，雷 楊，黎 倩

(1.四川川交路橋有限責(zé)任公司，四川廣漢 618300; 2.西南交通大學(xué)交通隧道工程教育部重點實驗室，四川成都 610031)

隨著國家對西部地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施的投入不斷增加，西部交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)迅速發(fā)展，隧道能夠縮短行車距離，改善行車條件[1]，因而隧道工程在公路、鐵路等建設(shè)中所占的比重不斷提高，隧道的規(guī)模也不斷增大，長大隧道的建設(shè)工期及通風(fēng)救援都會面臨巨大的壓力，而豎井能夠有效解決這些難題，隨著交通建設(shè)的進(jìn)一步發(fā)展，豎井的應(yīng)用將會越來越廣[2]，豎井的規(guī)模也會不斷增加。目前水電、煤炭等能源行業(yè)已經(jīng)提出了多種豎井施工方法，如全斷面爆破成型法、反井鉆機(jī)擴(kuò)挖法等[3]。但在公路隧道豎井修建方面，目前國內(nèi)尚未形成統(tǒng)一合理的施工方法。

針對攀大高速寶鼎2號隧道豎井的修建，項目經(jīng)過大量資料調(diào)研與現(xiàn)場試驗，形成了一種針對公路隧道通風(fēng)豎井十字中隔墻的施工工法——滑模施工作業(yè)法。該滑模作業(yè)法區(qū)別于傳統(tǒng)通風(fēng)豎井采用的正常施工方法，創(chuàng)新性的提出使用滑模對豎井十字中隔墻進(jìn)行施工。

1 工程概況

寶鼎二號隧道長8.8 km，右洞在K18+570測設(shè)線右側(cè)60 m設(shè)置一座通風(fēng)豎井，豎井深227.5 m，其中V級圍巖段62.5 m，上部主要為卵石土及中砂，下部為強(qiáng)-中風(fēng)化礫巖，卵石土呈稍密-中密狀，粒間充填粉質(zhì)粘土，礫巖巖體破碎，因而受風(fēng)華作用程度較高，節(jié)理裂隙比較發(fā)育；豎井井身段有165 m的Ⅳ級圍巖，巖性主要為中風(fēng)化礫巖，節(jié)理裂隙較發(fā)育，且該層狀礫巖為中厚層較硬巖。豎井內(nèi)徑為9.6 m，外徑10.8 m，襯砌厚度60 cm。

2 中隔墻滑模施工概況

2.1 工藝原理

豎井主體施工完畢后，將模板下放至井底進(jìn)行組裝準(zhǔn)備?；Ｊ┕呢Q井井底開始進(jìn)行，以集群千斤頂和電動液壓控制機(jī)構(gòu)為提升動力，帶動整體模板(或滑框)沿著混凝土表面滑動而形成成型的現(xiàn)澆混凝土，一次組裝滑升至井口標(biāo)高結(jié)束，無需重復(fù)拆裝，最后形成整體光滑中隔墻表面。

2.2 施工特點

(1) 在通風(fēng)豎井十字中隔墻修建中采用滑模作業(yè)法式施工，利用滑動式模板進(jìn)行十字隔墻澆筑施工，提高中隔墻澆筑速度，可大幅節(jié)約正常施工時間。

(2) 十字隔墻整體滑模施工，取消水平施工縫，降低處理次數(shù)，可保證十字隔墻表面光滑一體，美觀程度高。

(3) 十字隔墻采用滑模施工，日平均滑升進(jìn)度可達(dá)6～7 m，較傳統(tǒng)施工方法減少了多余的處理工序，豎井整體施工時間降低。

3 滑升平臺組裝

3.1 平臺組裝要點

(1)為確保模板安裝和起滑符合設(shè)計尺寸，應(yīng)在井底提前采用普通模板按設(shè)計尺寸澆筑0.5 m高度的混凝土，此處中隔墻的厚度及標(biāo)高控制正確，起滑高度處的井底中隔墻連接面作為施工縫處理，該標(biāo)高處的混凝土面應(yīng)鑿毛，起滑高度處鋼筋的布置情況和保護(hù)層厚度要嚴(yán)格按照設(shè)計進(jìn)行安裝和施工。

(2)組裝前應(yīng)將爬桿預(yù)埋至中隔墻中并將鋼筋綁扎至高度1.9 m，對于起始處的鋼筋綁扎要求如下：鋼筋在綁扎時要嚴(yán)格控制好鋼筋的間距及位置，內(nèi)外層鋼筋綁扎好以后，必須要保證保護(hù)層的厚度，否則將會使以后在模板拼裝時因鋼筋保護(hù)層不夠或沒有而造成模板拼裝困難。

(3)平臺組裝前進(jìn)行放線應(yīng)找準(zhǔn)各墻體的內(nèi)外模板線，在劃定模板線時，需同時劃出兩條十字線，即相鄰模板安裝輪廓線，注意中間交叉口和墻尾模板為弧形，畫出十字中心點作為各爬桿和開字架的安裝基準(zhǔn)點，方便整個平臺的安裝，如圖1所示。

圖1 豎井底部模板組裝

(4)組裝前先確認(rèn)各預(yù)制構(gòu)件要求的加工情況。

3.2 滑升平臺組裝順序

(1)放線，找準(zhǔn)所有的提升架(爬桿)位置，洞口位置及大小。確定提升架位置要從十字中心向四周確定，確保相對距離無誤，在準(zhǔn)備階段澆筑中隔墻時預(yù)埋。

(2)為了方便開字架的安裝，可以將開字架在地面上組裝好。開字架是由橫梁、提升腿組成，寬度80 cm,高4.0 m。平臺組裝進(jìn)行放線應(yīng)找準(zhǔn)基礎(chǔ)中心點，用經(jīng)緯儀按角度定出開字架位置，將豎井滑升平臺分為4等分，劃好模板線、開字架下腿線及大梁安裝位置。

(3)在井外將所有模板組件按位置全部先放置好，依次使用提升系統(tǒng)下放至井底，如圖2所示。

圖2 模板組裝

(4)將滑模模板全部吊裝就位，并作臨時固定(可利用井壁加鋼管支撐)。注意模板高度應(yīng)等高。同時應(yīng)注意到模板的底部是等高的，如果在組裝過程中高度不能滿足要求，可以將相應(yīng)模板適當(dāng)墊高，來滿足高度要求。

(5)安裝開字架，按照放樣位置，將開字架開口將相鄰模板同時固定，開字架下腿通過螺栓與模板相連。

(6)安裝模板平臺主梁架和千斤頂平臺。

(7)平臺鋪板，應(yīng)滿足等高要求。鋪板之間用低碳鍍鋅鋼絲連接，同時鋪板時在合適的位置要注意留一個60 cm×60 cm的開口孔，用于安裝爬梯以連接上平臺和千斤頂平臺，并將厚度在3 cm以上的木板釘在木筏上。井架安全吊繩吊裝于四個板塊外圍支撐銜梁上，四根安全繩的施工安全松弛長度同時控制在1 m左右，隨模板滑升時同時提升。待滑升至2 m高時，將防墜安全網(wǎng)掛設(shè)于下平臺下方，為了保證人員安全，在模板鋼筋欄上同樣鋪設(shè)安全網(wǎng)。

(8)安裝千斤頂及控制臺，連接好液壓油管，同時安裝動力及照明電路。

4 滑模施工

滑模主要的施工順序為：內(nèi)外豎筋、環(huán)筋綁扎、澆筑混凝土、滑升、井壁表面處理、養(yǎng)護(hù)。

4.1 鋼筋綁扎

滑模豎向鋼筋綁扎時按2 m一個分段，采用套筒連接。水平鋼筋綁扎時，單段鋼筋長度不大于4.8 m，鋼筋搭接時長度不小于35d。鋼筋連接時接頭面積的百分率為25 %。

4.2 澆筑混凝土

混凝土澆注采用提升絞車吊桶吊裝至豎井施工盤，由分灰器輸送至模板內(nèi)，隔墻各部位應(yīng)均衡對稱澆筑，同時在模板緊貼隔墻處圍一道麻繩，以減小掛漿的影響。

4.3 模板滑升

(1)初升：要控制好模板的初次滑升時間，過早會使出模時混凝土強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)，過晚會造成混凝土與模板的粘連，本工程中在第一層混凝土貫入阻力值達(dá)到0.4 kN/cm2時，即澆筑高度在800 mm時開始滑升。

(2)正?；撼醮位螅谄脚_到達(dá)井口前，即按照施工前制定的計劃開始施工。正?；龝r，兩次滑升之間的時間間隔為鋼筋安裝3 h加下一循環(huán)混凝土澆筑1 h，一般控制在4 h左右。

(3)末升：當(dāng)滑升平臺快到豎井頂部時，為了保證模板順利出井口，應(yīng)保證滑升平臺的平整度，在模板距離井口1 m左右時，開始慢慢減小平臺的上升速度，并逐漸調(diào)整平整度，以使頂部和井口的持平。混凝土全部澆筑結(jié)束前，按正?；龝r間繼續(xù)提升模板，模板上口滑升至墻壁設(shè)計標(biāo)高時停止滑升。澆筑剩余部分混凝土，并用抹子壓實抹平。

4.4 測量及水平

(1)測量放樣：在模板組裝前于井壁和中隔墻預(yù)計接觸點位置下放4根垂線至井底位置，并且標(biāo)記出十字隔墻位置，每10 m做大標(biāo)記，根據(jù)大標(biāo)記每1 m做小標(biāo)記?；龝r，每1 m檢驗一次相對標(biāo)志偏移值，糾偏糾扭時每0.3 m檢驗一次，由專人負(fù)責(zé)做好記錄。

(2)找平：為保證模板滑升時能夠水平上升，需要在模板平臺布置檢驗水平裝置。一般采用水平管進(jìn)行水平檢驗。水平管，透明水管(直徑1 cm)俗稱氣管，一般對稱埋設(shè)于開字架下模板頂端，通過水平管中液面高度來判斷平臺是否水平，如圖3所示。

圖3 水平管示意

4.5 井壁表面處理及養(yǎng)護(hù)

井壁表面質(zhì)量受出?；炷翉?qiáng)度和滑升平臺平整度影響較大。在施工過程中，經(jīng)過現(xiàn)場測試后確定合理的滑模速度后，利用水平管調(diào)節(jié)滑升平臺的平整度，并在出模后立即采用抹子對井壁表面缺漏和不平整處進(jìn)行處理。為了使井壁處混凝土達(dá)到較高的硬化程度，布置專人對混凝土進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)。

4.6 施工縫處理

在中隔墻施工過程中，因為一些意外情況停工時就會形成施工縫，如果不能妥善處理，不僅影響中隔墻質(zhì)量，還會讓外觀質(zhì)量大打折扣，所以?；蟮皆俅问┕で皯?yīng)鑿出質(zhì)量不好的部位，并先澆筑一層20 cm按減半石子配制的混凝土，然后再按照上述步驟進(jìn)行施工。

5 結(jié)論

(1)相較于傳統(tǒng)模板法中隔墻施工，此工法可減少施工縫處理和后期修補(bǔ)混凝土用量，節(jié)約材料。

(2)采用滑模施工工法進(jìn)行施工，模板時刻處于滑動狀態(tài)省去傳統(tǒng)工法施工的模板拆除再組裝環(huán)節(jié)。此工法日均可澆筑中隔墻6～7 m，較傳統(tǒng)施工方式可日均多澆筑2～3 m，總體節(jié)約工期25 d。

(3)活性粉末混凝土蓋板采用工廠化集中預(yù)制，有效減少占地面積；每次拌合后拌缸無需水洗，只需清除少量拌渣，不產(chǎn)生水污染。