小半徑曲線螺旋隧道中心水溝管節銜接平順度控制

范曉云

（山西省晉中路橋建設集團有限公司，山西 晉中 030600）

1 工程概況

青海省G310線大力加山（省界）至循化段公路甘青界處的臥龍溝1號隧道是一座上、下分離（進出口段為小凈距）的四車道高速公路小半徑曲線螺紋長隧道，右線起訖樁號為K6+008—K8+562.63，全長2 554.63 m，縱坡為單向坡，坡度為2.2%，圓曲線最小半徑為700 m；左線起訖樁號為ZK6+062—ZK8+688，全長 2 626 m，縱坡為單向坡，坡度為2.3%，圓曲線最小半徑為720 m，隧道進出口相對高差達58 m。

1.1 水文地質條件

隧道所處地區屬高原地區氣候，地表水體為雨季沖溝內短暫性流水及春夏季節冰雪融化水，水量受降雨及季節控制，暴漲暴落。該段隧址區地下水主要為風化裂隙水，主要分布在K6+830—K7+070、K7+240—K7+550段，在隧道開挖時，易形成突水、涌水，影響隧道穩定。隧道進出口附近主要為第四系孔隙潛水，主要靠大氣降水補給，以地下徑流形式排泄，斜坡部位以沿裂隙滲流形式或受地形切割排出地表。

1.2 中心排水溝設計參數

臥龍溝1號隧道防排水按“防排堵相結合、因地制宜、綜合治理”的原則進行設計，隧道中部路面以下設置中心排水溝，作為隧道內縱向排水主溝，中心水溝沿下坡方向引出洞外，水溝每隔250 m設置一個檢查井，在下坡方向隧道洞口設置一處檢查井，正常段中心水溝埋深為1.5 m，深埋段中心水溝埋深為3.22 m；襯砌背后的地下水通過環向排水管匯集到縱向排水管以后，通過橫向排水管，將地下水引入中心水溝排出洞外，消防及清洗水主要通過洞內路緣邊溝進行排放，實現了地下水和污染水的分離排放。

2 隧道中心排水溝質量情況

a）根據青交質監函字[2017]47號《在大循等公路項目隧道工程交工質量驗收試行先驗收排水工程的函》的文件要求，隧道中心水溝安裝管節錯臺不得大于管壁厚度的要求，臥龍溝1號隧道中心水溝管節錯臺以小于5 cm（管節壁厚）為合格標準。

b）同時由于臥龍溝1號隧道是小半徑曲線螺旋隧道，最小曲線半徑為700 m，進出口高差達到了58 m，作為隧道內縱向排水主溝的中心排水溝順直度、排水流暢程度就變得非常重要，經過現場施工過程中的調查檢測，并匯總管節接口錯臺及中心偏位的數據（見表1），對照發現，錯臺合格率最低的ZK7+350—ZK7+370段落也是水溝順直度偏差較大的位置，中心偏位最大值主要是管口銜接位置，管口接頭處錯臺與中心偏位及接縫寬度大于設計值的情況同時出現[1]，故中心水溝管節的銜接平順度嚴重影響中心水溝順直度及管口銜接質量，在對隧道中心水溝的質量控制中，根據施工經驗，嚴格控制水溝管節的銜接平順度并列為控制重點。

表1 中心水溝管口錯臺及中心偏位數據統計

3 中心水溝管節銜接平順度控制措施

3.1 管節材料的選擇

a）在臥龍溝1號隧道中心水溝的施工過程中，分別在ZK7+320—ZK7+420段的中心水管管節接頭采用平口接頭；在ZK7+420—ZK7+460段的中心水管管節接頭采用圓包頭型接頭。經過數據檢測，采用平口接頭的ZK7+320—ZK7+380段中心水溝管節錯臺平均合格率為74%，中心偏位合格率為80%；按同一標準檢測的采用圓包頭型接頭的ZK7+420—ZK7+460段中心水溝管節錯臺合格率達到100%，但有兩處接頭縫寬大于2 cm，其中一處的中心偏位為4.6 cm，未超過限值5 cm的偏差要求。通過比較，臥龍溝1號隧道最終選擇圓包頭型預制管接頭，圓包頭型預制管接頭比平口接頭長，能夠保證對接準確，接頭接觸面大，調整橫向偏差時，銜接處無錯臺（見圖 1）。

圖1 中心水溝安裝效果檢查

b）由于臥龍溝1號隧道為小半徑曲線螺旋隧道，隧道曲線最小半徑為700 m，為了減少弦弧差值對管節接口及順直度的影響，經計算，當隧道最小曲線半徑700 m時，3 m管節的弦弧差為1.6 mm，對管節安裝順直度的影響程度很低，故在施工中最長采用3 m的管節進行拼接。

3.2 管節的吊裝及微調

臥龍溝1號隧道中心水溝采用的預制管節類型分別為1-2 m×Ф50 cm和1-3 m×Ф50 cm兩種，2 m的管節重量為 430 kg，3 m的管節重量為650 kg。現場采用裝載機運輸，挖掘機輔助安裝，管節安裝時由挖掘機吊裝到位，人工采用撬棍進行微調，由于采用圓包頭型預制管節，圓形管節左右橫向調整位置比較容易，縱向對接和微調稍費力，由3人配合可以完成。

3.3 管座基礎混凝土質量保證

施工過程中，隨時檢查管座基礎混凝土的標高，高程偏差滿足規范要求，確保標高及坡度的準確性，保證中心水溝底部無明顯錯臺現象。

3.4 預留槽施工時的模板控制

中心水溝預留槽施做過程中，要求的尺寸標準比設計尺寸大10 cm，因此中心水溝預留槽模板的尺寸偏差在10 cm以內就不影響中心水溝的安裝，要求中心水溝預留槽施工中使用的模板表面無鼓包、無破損的情況，合理布置背楞對接螺栓的間距尺寸，連接背楞和墻面模板，使其形成一個整體體系，加強模板受力。

3.5 中心水溝一次施工段落長度的確定

a）臥龍溝 1號隧道前期施工的ZK7+320—ZK7+440段中心水溝一次施工段落長度是根據仰拱的施工進度來確定的，即一次施工6～9 m，但在施工過程中發現了以下問題：

（a）隧道縱坡較大，澆筑管節基座時混凝土有高處往低處積流的現象出現，容易造成兩次施工的接縫處基座高程誤差偏大的問題。

（b）中心水溝前一段施工完成后外露的管口在后一段仰拱施工時易被磕碰破損，使管內積有雜物。

（c）若前后兩段施工時出現偏差需要在下一段施工過程中進行調整，由于一次施工段落短，施工次數增加，進而增加了測量控制難度，一小段一小段的反復調整導致最終整體線形的不順，影響到水溝內水流的通暢。

b）鑒于出現的問題直接影響了中心水溝的順直度，臥龍溝1號隧道中心水溝在后續的施工過程中，對排水溝一次施工段落長度進行了調整，不再受限于仰拱的施工長度，能夠較好地保證水溝以順直程度的長度為基礎，來確定一次施工段落長度，在施工仰拱時將中心水溝安裝槽預留，成型后回填碎石，不影響施工通行和排水，在可施工段落長度達到90 m時，再將預留槽內碎石挖除，截排隧道涌水后，一次澆筑管座基礎，安裝中心水溝預制管，增長了施工段落長度后，測量控制工作量減少，偏差調整的次數減少，達到了一次成型的目的，確保了預制管節安裝線形平順，管接頭銜接無錯臺（見圖2）。

圖2 長段落安裝中心水溝

3.6 隧道涌水量大的處理措施

臥龍溝1號隧道隧址區地下水主要為風化裂隙水，在開挖過程中，容易形成涌水，隧道涌水順中心水溝導排，順坡排水時，涌水進入中心水溝安裝段落，會嚴重影響到作業人員對管節底口銜接情況的可視程度 ，在實際操作中，當中心水溝管座基礎混凝土施工時，對中心水溝內的涌水采取了截排水措施，保證基礎混凝土的實體質量，同時基礎澆筑完成安裝管節時，采取了抽排措施，保證施工段落無積水現象，提高施工人員的操作作業可視度，確保管節安裝的平順度。

4 總結

公路隧道中心排水溝縱向貫穿整條隧道，對整個隧道集水、排水系統起到關鍵的作用，因此，中心排水溝的集水能力、排水通暢程度是中心排水溝質量控制的重點和薄弱環節[3]，尤其是深埋中心排水溝，在施工過程中通過采取良好的、適合的施工控制措施從根本上保證中心水溝的管節對接平順程度，使中心水溝的坡度與隧道坡度保持一致，防止混凝土、回填料等掉入管內造成管內堵塞，使隧道中心水溝發揮良好的效果。