高速公路大縱坡通風(fēng)斜井緩沖平臺(tái)變坡點(diǎn)二襯施工技術(shù)

（甘肅路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，甘肅 蘭州 730000）

隨著我國公路建設(shè)工程的快速發(fā)展，工程施工技術(shù)的不斷創(chuàng)新,高速公路長(zhǎng)、大隧道工程的規(guī)模越來越大、數(shù)量越來越多，隧道內(nèi)的通風(fēng)設(shè)計(jì)也就顯得尤為重要。由于受地形限制，通風(fēng)斜井的設(shè)置往往縱坡較大，為保證大縱坡斜井在施工過程中的安全性，在洞身中段會(huì)設(shè)置緩沖平臺(tái)，在緩沖平臺(tái)處，洞身縱坡發(fā)生連續(xù)變坡，隨之隧道二襯也發(fā)生變坡，按照傳統(tǒng)的隧道二襯施工工藝，在緩沖平臺(tái)變坡點(diǎn)處，由于二襯鋼模臺(tái)車的剛性局限性，致使二襯會(huì)遺留一片間隔段，二襯不能連續(xù)施工。因此，如何安全快速的完成連續(xù)邊坡處拱形模筑混凝土具有重要的研究意義。

一、技術(shù)特點(diǎn)與應(yīng)用范圍

采用卷揚(yáng)機(jī)牽引鋼模二襯臺(tái)車的機(jī)械化配套施工方案，解決了大縱坡隧道斜井二襯臺(tái)車行走和二襯混凝土施工的難題，提高了洞內(nèi)二襯施工作業(yè)的安全性。

通過設(shè)置內(nèi)端頭模板的方式，應(yīng)用鋼模二襯臺(tái)車完成緩沖平臺(tái)變坡點(diǎn)處二襯混凝土的整體、連續(xù)施工，提高了變坡點(diǎn)處二襯混凝土的工程質(zhì)量，使二襯施工縫能平順銜接，也提高了施工的安全性、可靠性，加快了緩沖平臺(tái)變坡點(diǎn)二襯施工速度，降低了對(duì)洞內(nèi)其他工作面的影響，加快了隧道斜井的整體施工進(jìn)度，節(jié)約了工程成本。

此施工技術(shù)適用于公路特長(zhǎng)隧道斜井洞內(nèi)設(shè)置有緩沖平臺(tái)，在緩沖平臺(tái)處，縱坡發(fā)生變坡的二襯混凝土施工。

二、工藝原理

大縱坡隧道斜井緩沖平臺(tái)變坡點(diǎn)的二襯施工技術(shù)就是通過對(duì)傳統(tǒng)隧道二襯施工工藝的對(duì)比與分析，根據(jù)隧道斜井自身的特點(diǎn)，合理配置資源設(shè)施，應(yīng)用隧道二襯鋼模臺(tái)車，通過設(shè)置內(nèi)端頭模板完成緩沖平臺(tái)變坡點(diǎn)二襯的整體、連續(xù)施工，解決了隧道內(nèi)封閉式拱形模筑混凝土在發(fā)生變坡情況下的施工難題。

三、施工工藝流程及操作要點(diǎn)

（一）施工前準(zhǔn)備

隧道斜井在緩沖平臺(tái)位置，應(yīng)提前為變坡點(diǎn)二襯施工預(yù)留工作面，將變坡點(diǎn)前后初期支護(hù)斷面進(jìn)行漸變坡和加大處理，滿足二襯臺(tái)車在施工變坡點(diǎn)時(shí)能順利通過變坡點(diǎn)。

變坡點(diǎn)二襯施工時(shí)由于變坡夾角的影響，斜井二襯正常施工至緩沖平臺(tái)變坡點(diǎn)處以及施工緩沖平臺(tái)二襯以后，二襯會(huì)遺留一片間隔段。根據(jù)傳統(tǒng)的施工方法，該片間隔段需定制模板、搭設(shè)支撐支架獨(dú)立完成，通過對(duì)施工方案的優(yōu)化及數(shù)據(jù)的計(jì)算，確定一個(gè)變坡斷面，以設(shè)置內(nèi)端頭模板的方式，應(yīng)用鋼模二襯臺(tái)車完成變坡點(diǎn)二襯間隔段整體施工，使二襯間隔段和正洞二襯整體連續(xù)澆筑，兩模二襯的施工縫在變坡點(diǎn)處平順銜接且無錯(cuò)臺(tái)。

（二）安裝、加固卷揚(yáng)機(jī)

圖1 緩沖平臺(tái)變坡點(diǎn)處間隔段示意圖

圖2 緩沖平臺(tái)變坡點(diǎn)施工優(yōu)化方案示意圖

阿爾金山隧道斜井縱坡14.88%，斜井二襯臺(tái)車的行走系統(tǒng)運(yùn)用了43#鋼軌和4個(gè)帶自動(dòng)剎車的減速機(jī)，為實(shí)現(xiàn)二襯臺(tái)車能在斜井坡面上自由行走和防止臺(tái)車下滑，增設(shè)了2臺(tái)10T牽引卷揚(yáng)機(jī)，斜井二襯臺(tái)車長(zhǎng)9m，自重55T，斜井坡度8.47°，二襯臺(tái)車在不考慮摩擦力的情況下，下滑力N=55T×tan（8.47°）=8.19t。兩臺(tái)10t的卷揚(yáng)機(jī)牽引力20T，考慮有效牽引系數(shù)0.85，則兩臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)牽引力為17T>8.19T,滿足卷揚(yáng)機(jī)牽引能力。卷揚(yáng)機(jī)采用了預(yù)先施工混凝土基礎(chǔ)并埋置預(yù)埋件固定卷揚(yáng)機(jī)的方式，將卷揚(yáng)機(jī)安裝在預(yù)埋基礎(chǔ)上，焊接牢固，抽動(dòng)鋼絲繩，二襯臺(tái)車行走橫梁采用了打孔的方式，將鋼絲繩穿越行走橫梁進(jìn)行牽引，輔助二襯臺(tái)車行走，確保二襯臺(tái)車行走安全。

（三）測(cè)量放樣

緩沖平臺(tái)變坡點(diǎn)處防水板掛設(shè)完成之后，使用全站儀，在防水板上，放樣標(biāo)記出內(nèi)端頭（變坡面）斷面的點(diǎn)，以環(huán)向每20cm的間距進(jìn)行標(biāo)點(diǎn)，優(yōu)先在防水板上標(biāo)記出內(nèi)端頭（變坡面）斷面。

（四）二襯臺(tái)車行走、定位

由卷揚(yáng)機(jī)牽引，使二襯臺(tái)車在軌道上行走至定位的固定位置，根據(jù)測(cè)量點(diǎn)位，定位臺(tái)車，二襯臺(tái)車定位至指定位置后，將臺(tái)車行走電機(jī)自鎖并在行走輪下設(shè)置阻車器，臺(tái)車下坡應(yīng)用頂撐和頂梁等措施對(duì)二襯臺(tái)車進(jìn)行固定，通過前拉、后頂、自鎖的三險(xiǎn)固定系統(tǒng)，確保二襯臺(tái)車安全、精確定位。

（五）安裝內(nèi)端頭模板

將臺(tái)車定位以后，根據(jù)圖紙尺寸和測(cè)量數(shù)據(jù)，在臺(tái)車端頭面板上，環(huán)向每20cm的間距標(biāo)記一點(diǎn),根據(jù)已計(jì)算出的數(shù)據(jù)，用角尺和鋼卷尺垂直拉量，把臺(tái)車端頭的每個(gè)映射點(diǎn)按計(jì)算長(zhǎng)度垂直延伸至二襯臺(tái)車面板內(nèi)，將延伸的二襯臺(tái)車面板上標(biāo)記成型的變坡面點(diǎn)，采用細(xì)線繩全環(huán)拉量，復(fù)核標(biāo)記點(diǎn)的精確性，經(jīng)檢驗(yàn)合格后，使用紅色墨斗彈出面板上的內(nèi)端頭面，這樣，內(nèi)端頭面完全映射在了臺(tái)車面板內(nèi)。

按照映射的內(nèi)端頭點(diǎn)，使用寬度為60mm的小槽鋼，在臺(tái)車面板上按照內(nèi)端頭斷面的線型環(huán)向每50cm的間距焊接一根模板固定樁，環(huán)向采用2根Φ25的螺紋鋼筋內(nèi)附焊接在模板固定樁上，拉量防水板上標(biāo)記點(diǎn)與面板映射點(diǎn)之間的間距，切割等長(zhǎng)度的木板，將木板插進(jìn)面板與防水板之間（木板寬度20cm，所以標(biāo)點(diǎn)距離也為20cm，可以消除板縫，防止漏漿），緊貼兩根螺紋鋼筋，待全部木板安裝完成，對(duì)內(nèi)端頭木板進(jìn)行縱向加固、錨定，這樣就形成了變坡點(diǎn)處預(yù)留內(nèi)端頭模板。

（六）澆筑混凝土

二襯混凝土澆筑采用泵送混凝土施工方法，混凝土由下至上、左右交替、從兩側(cè)向拱頂平行對(duì)稱澆筑。

由于斜井大縱坡的因素，斜井二襯處于傾斜狀態(tài)，在變坡點(diǎn)二襯混凝土澆筑過程中，考慮到混凝土的自流因素，為防止二襯頂端出現(xiàn)脫空現(xiàn)象，應(yīng)用帶模注漿技術(shù)，在二襯澆筑完成以后，進(jìn)行帶模注漿，保證二襯密實(shí)無空洞。

（七）變坡點(diǎn)處二襯銜接

待內(nèi)端頭模板拆除，二襯臺(tái)車整體行走過內(nèi)端頭面以后，將卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩回拉，臺(tái)車回退到面板與內(nèi)端頭面重合20cm，撐開二襯臺(tái)車油缸，使二襯臺(tái)車面板與上一模二襯緊貼，檢查接縫的嚴(yán)密性，防止存在漏縫，出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象，影響二襯質(zhì)量，隨后定位臺(tái)車，正常施工二襯混凝土

四、質(zhì)量控制要點(diǎn)

緩沖平臺(tái)變坡點(diǎn)初期支護(hù)施工時(shí)，做好測(cè)量放樣工作，控制好隧道初期支護(hù)的預(yù)留沉降量，保證二襯混凝土的厚度，在變坡點(diǎn)位置，勤測(cè)量，控制好漸變坡的平順度。

仰拱、填充施工過程中，首先掌控仰拱基坑的底面標(biāo)高，保證仰拱的厚度，在施工填充層面的時(shí)，按計(jì)算好的漸變坡標(biāo)高，精確控制每一模的填充層頂面標(biāo)高，保證二襯臺(tái)車能夠順利通過變坡點(diǎn)。

由于發(fā)生變坡，二襯鋼筋層在變坡面的位置會(huì)發(fā)生傾斜，計(jì)算好鋼筋的傾斜度及進(jìn)尺照要求綁扎鋼筋，不能出現(xiàn)少筋、漏筋現(xiàn)象，同時(shí)，新綁扎的鋼筋要與上一板預(yù)埋鋼筋連接牢靠，防止發(fā)生傾覆現(xiàn)象。

準(zhǔn)確定位二襯臺(tái)車，在安裝內(nèi)端頭模板時(shí)，應(yīng)由角尺配合卷尺拉量以及標(biāo)點(diǎn)必須精確。

在安裝內(nèi)端頭模板時(shí)，木板與木板之間不能出現(xiàn)縫隙，保證模板與臺(tái)車面板的垂直相接，在安裝完內(nèi)堵頭模板，臺(tái)車方向要支撐、加固牢固，避免澆筑混凝土過程中發(fā)生脹模、跑模現(xiàn)象。

五、效益分析

采用鋼模臺(tái)車完成隧道斜井變坡點(diǎn)二襯施工，相較于傳統(tǒng)施工方法，無需搭設(shè)支架和安裝模板的繁瑣過程，施工速度快；采用卷揚(yáng)機(jī)牽引二襯臺(tái)車的施工工藝，確保了二襯行走及施工的安全性，節(jié)省了勞動(dòng)力資源，采用設(shè)置內(nèi)端頭模板，整體式鋼模臺(tái)車施工較傳統(tǒng)的模架法施工完成兩個(gè)緩沖平臺(tái)四個(gè)變坡點(diǎn)處二襯混凝土，節(jié)省工時(shí)112工日，節(jié)省直接人工費(fèi)用22400元，節(jié)省腹拱、支架、模板等直接材料費(fèi)用31404元，節(jié)約施工工期16天，社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益顯著。