明挖隧道暗埋段主體結構施工技術探討

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【摘要】本文基于明挖隧道暗埋段主體結構施工重要性展開分析，結合鋼筋工程施工技術、模板工程施工技術、混凝土澆筑施工技術、主體防水施工技術等技術應用要點，通過研究完善現場施工制度、加強材料質量管理、組建高水平施工隊伍、做好全過程質量管控、做好施工監測工作等措施，其目的在于加快明挖隧道施工進度，提高明挖隧道工程施工質量。

【關鍵詞】隧道工程;模板工程;鋼筋工程

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.08.071

引言：

隧道工程作為公路交通網的重要組成，具備施工復雜度高、施工周期長等特征，屬于施工過程中的重難點項目。在明挖隧道暗埋段主體結構的施工期間，會使用到許多施工技術，如鋼筋工程施工技術、模板工程施工技術等，通過梳理主體結構施工技術應用時的注意事項，不僅可以積累可靠的工程施工經驗，而且對于加快工程作業進度，促進建筑行業經濟可持續發展有著積極的意義。

1、明挖隧道暗埋段主體結構施工重要性

從實際施工情況來看，在明挖隧道暗埋段主體結構施工期間，具備了以下應用價值：1）在隧道工程施工期間，主體結構屬于隧道重要的支撐結構，其穩固性直接影響到隧道工程的安全性。做好主體結構施工技術管理，可以確保各節點施工質量，從而提高工程整體施工質量，滿足工程作業規范要求。2）為后續作業活動的開展奠定基礎，在隧道工程作業期間，會先進行主體結構施工，隨后再展開其他結構的施工。這也需要在實際作業中，加強主體結構施工過程管理，期間也需要做好人力資源、物力資源、財力資源的合理整理，以此來加快隧道工程分支結構的作業進度，提高隧道工程的作業質量。

2、明挖隧道暗埋段主體結構施工技術要點

2.1鋼筋工程施工技術

2.1.1鋼筋材料選擇

在鋼筋工程施工過程中首要任務便是做好鋼筋材料的選擇工作，從實際應用情況來看，應注意以下幾點：1）對于每一批鋼筋材料，在正式進場之前需要做好基礎檢查工作，內容涉及檢查出廠合格證、材料質量證明書等，同時也需要遵守“先試驗后使用”原則來對鋼筋材料質量進行驗收。在整體驗收過程中需要參考ISO9001標準來進行檢查，等待檢查結果合規后再進行使用。2）基于隧道工程項目的基礎特點，做好施工材料各參數的選擇工作，內容涉及類型、尺寸等，由于隧道工程的施工復雜度較高，使用到的鋼筋材料種類較多，這也需要提前做好分類工作，并且按要求做好配筋結構和尺寸設計，同時在應用前也需要再次做好全面檢查工作，待滿足要求后再進行后續作業。

2.1.2鋼筋材料綁扎

完成鋼筋材料的選擇后，進入到材料綁扎環節，在實際作業中也需注意以下幾點：1）做好綁扎方式的選擇工作，一般情況下，對于φ16mm以下的鋼筋材料多選擇搭接焊接的方式進行處理，接頭預先預制成折線，使焊好后的鋼筋軸線重合，以保證受力。期間也會搭設φ48mm鋼管腳手架進行側墻及中隔墻主鋼筋定位，待鋼筋成型后撤除不需保留的腳手架。對于φ16mm以上的鋼筋材料，會利用冷壓連接的方式進行處理，以確保處理結果的合理性與可靠性。2）鋼筋接頭位置相互錯開，錯開長度非焊接接頭不小于搭接長度，焊接接頭長度不小于35d，且不小于500mm;所有鋼筋接頭留置于結構受力較小的部位。鋼筋在同一截面上的數量不得超過以下規定的比例：搭接接頭受拉區25%，受壓區50%，焊接接頭受拉區50%。Ⅰ級鋼采用E43焊條，Ⅱ級鋼采用E50焊條，單面焊10d，雙面焊5d，兩端各加1cm焊口，焊高不少于0.3d。對于小直徑鋼筋采用綁扎搭接法，搭接長度不得小于40d。

2.2模板工程施工技術

2.2.1支架體系組成

在隧道工程主體結構施工過程中，需要做好支架體系的篩選工作。底板及底板面向上處側墻的外側利用側墻施工的單排I12.6工字鋼桁架支撐體系，內側倒角采用與底板鋼筋焊接的對拉桿體系加固。敞開段側墻的內、外側均采用單排、縱向間距60cm的I12. 6工字鋼桁架支撐體系，兩對應桁架采用對拉鋼筋進行加固。有肋外側模板采用不同的特殊尺寸，無肋及內側模板長采用3.0m。外側墻采用無連接的單排I12. 6工字鋼桁架支撐體系;內支撐采用φ48mm×3.5m滿堂鋼管扣件支架加縱、橫、剪刀支撐，滿堂鋼管扣件腳手支架，四邊與中間每隔四排支架立桿設置一道縱向剪刀撐，由底至頂連續設置，兩端與中間每隔四排立桿從頂層開始每隔二步設置一道水平剪刀撐。為確保明挖隧道工程環境的安全性，需要將鋼筋腳手架步距控制在1.0m，排距需控制在1.0-1.5m，而縱向間距也需控制在60cm-90cm，以提高整體結構的穩定性。同時考慮到隧道工程需要鋪設的模板面積較大，多使用1.5m×6mm組合模板，而且鋼管腳手架中還增設可調頂托和底座，以提高模板體系的穩定性。

2.2.2模板工程安裝

進入到模板工程安裝環節后，應注意以下幾點：1）根據支架設計方案中的相關內容，按要求做好測量放線工作，根據測量放線結果來進行立桿底座的安裝，隨后將立桿結構固定在底座上方，為了避免橫截情況的出現，也會使用到不同長度的立桿來進行交叉布置，提高整個模板支撐體系的穩定性。2）在對立桿進行安裝時，也需要提前設置掃地橫桿，以此來將立桿結構連接在一起，提高立桿結構的穩定性。并且在雙層橫桿完成組裝之后，也需要依次進行直度、縱向直線度、橫桿水平度、接頭位置的檢查，確定各參數均滿足要求后進入下一模板安裝環節。3）在側墻模板工程安裝該過程中，需要先進行外側模板安裝，隨后再對內側模板進行安裝，等待監理工程師完成鋼筋結構與預埋件質量檢查后，再進行中隔墻側模、頂部模板安裝。需要注意的是，在頂板垂直支撐體系的安裝中，需要使用φ48mm×3.5m滿堂鋼管扣件腳手架進行支撐，完成這些安裝工作后，再進行底模板安裝，使用拉線找平法進行檢查，待滿足要求后進入到下一施工環節。

2.3混凝土澆筑施工技術

2.3.1混凝土拌和

該技術在應用中，首要任務便是做好混凝土材料質量審查，檢查不合格的材料不允許進入場地。為了確保隧道工程主體結構的耐久性、防水性、耐腐蝕性、穩固性，多使用C45以上的防水耐腐蝕混凝土，混凝土類型為商品混凝土。在混凝土拌和時，需要按要求在攪拌機中依次加入石子、水泥、砂子、外加劑，材料添加量誤差不超過1%。在拌和時先將材料干拌1min，隨后在攪拌過程中分三次添加拌和用水，整個過程攪拌時間為2min。而且在混凝土攪拌過程中，也需要對所有材料的品種、規格和用量進行檢查，待滿足要求后再進行運輸。

2.3.2混凝土運輸

在隧道工程主體結構施工時，會使用商品混凝土進行作業，而運輸載體為攪拌車，利用攪拌車的持續運動，來避免拌和料離析、材料塌落度不足、含氣量過度損失等問題。同時也需要對運輸時間進行控制，通常情況下，夏季混凝土運輸時的時間間隔應控制在60min 以內，冬季混凝土運輸時的時間間隔應控制在80min 以內，混凝土的初凝時間應控制在6-8h。等待混凝土運輸到澆筑點后，需要先委派專人對于混凝土離析狀態和塌落度損失情況進行檢查，如果出現離析情況較嚴重的情況，那么在澆筑前需要對其進行二次攪拌后再使用。對于材料塌落度損失較大的情況，則通過向其中添加減水劑進行二次攪拌的方式進行控制，從而提高待澆筑混凝土質量的合規性。

2.3.3混凝土澆筑

在混凝土澆筑過程中，需根據澆筑位置的不同來匹配相應的澆筑方法，具體作業要點如下：1）在底板澆筑活動中，會使用多臺混凝土輸送泵來進行混凝土輸送，同時在澆筑過程需要采用分層澆筑的方式進行施工，等待混凝土從倒角模板外溢出后，開始縱向澆筑墻體間底板，在此過程中應遵循“斜向分層、一個坡度、薄層澆筑、循序漸進、一次到位”的原則展開，以提高澆筑結果的整體性。2）中墻結構澆筑時，考慮到澆筑高度較大，也會采用分層澆筑的方法進行施工，分層澆筑的厚度會控制在30cm，澆筑間隔在45min以內，避免澆筑分層情況的出現。3）展開側墻或頂板結構澆筑時，會按照對稱水平分層澆筑的方式完成側墻澆筑，一直澆筑到頂板高度。而中隔墻部位會采用同等方式澆筑到倒角位置，沿著此方向澆筑到頂板位置。在頂板澆筑中會遵循由兩側向中間的方向進行分層澆筑，直到完成頂板所有部位的澆筑。

2.3.4振搗與養護

完成上述澆筑活動后，進入到振搗與養護階段，具體實踐中應注意以下內容：第一，考慮到隧道工程圍巖穩定性較差，因此會選擇高頻插入式振搗器來完成振搗工作，在振搗過程中，其插入深度在50～100mm，等待混凝土開始泛漿且不冒氣泡后轉移到下一振搗區域。振搗器的移動半徑不超過有效振動半徑的1.5倍，對于振搗器無法到達的角落，會使用插針進行振搗，確保振搗結果的可靠性。第二，振搗工作完成后1.5-24h，不允許再對其振動，同時在混凝土表面收漿之后開始養護作業。一般會在混凝土表面覆蓋土工布，同時早晚進行一次灑水，在條件允許的情況下，對底板或頂板的養護會采用蓄水養護，養護周期不少于14d，待強度達到要求后可對其進行拆模處理。

2.4主體防水施工技術

2.4.1結構自防水

在隧道工程的施工中，結構自防水技術屬于主要的防水手段。通常情況下，主體結構的抗滲等級不低于S8，而混凝土砼的坍落度也需要控制在2cm以內，而結構入模時的溫度也需要管控在25℃左右，對于夏季溫度較高的施工環境，可以使用冰水來降溫模板，并且選擇早晨或傍晚溫度較低時進行混凝土澆筑，搭配可靠的養護措施，提高混凝土成型結果的可靠性。另外，在混凝土拌和時也會使用膨脹劑、抗裂劑來進一步改善混凝土性能，使其嚴密性、防水性得到不斷提升。

2.4.2結構附加防水層

在隧道工程主體結構的施工中，也會選擇在結構外附加防水層，以此來進一步提高結構防水性能。目前使用較多的附加防水層材料為BAC防水卷材，在進行鋪設時也需注意以下內容：第一，基層需提前做好處理，基面需滿足干凈、平整、穩固等要求，同時基層的陰陽角也需保持順直，并且維持圓弧形的狀態，其中陰角最小半徑應控制在100mm左右，而陽角的最小半徑應控制在20mm，為后續防水層鋪設工作的展開奠定基礎。第二，在對其進行鋪設時也需要做好防水層固定處理，多使用墊圈、繩扣將防水層吊掛在固定點處，相互間的間距控制在1.0-1.2m，防水層之間接縫采用焊接的方式進行處理。焊縫的搭接寬度應超過100mm，可采用“雙焊縫熱融黏結工藝+真空加壓”的方式進行處理，確保防水層的完整性與耐久性。

2.4.3特殊部位防水處理

進行特殊部位防水處理時，應注意以下幾點：（1）在對橫向/縱向施工縫進行處理時，會使用橡膠止水帶進行處理，在正式處理中需要先將施工縫表面進行鑿毛，將表面清理干凈后，將橡膠止水條填充到施工縫當中。縫隙的接頭處需要使用搭接法進行處理，相互間搭接寬度應超過100mm，借此來提高施工縫的防水性。（2）進行變形縫處理時，會使用中埋式止水帶和背貼式止水帶。前者在應用中會借助扁鋼夾將止水帶固定在結構鋼筋位置處，同時利用擋頭板來完成止水帶定位，使其可以穩定在既定位置，提高結構的穩固性。后者在應用中則會利用不透水焊接的方式將其和防水板關聯在一起，以此來提高結構整體性與防水性。

3、提高主體結構施工質量的措施

3.1完善現場施工制度

通過完善現場施工制度，可以為主體結構施工活動的展開提供參考，減少不合規行為的出現。隧道工程主體結構施工過程，會有許多施工團隊參與到其中，不同施工單位遵循的施工制度存在一些差異，為確保整個施工活動的有序展開，需要對這些施工制度進行整理，協調各施工單位之間的關系，建立統一的現場管理制度。制度完成后也需及時做好宣傳工作，使所有施工單位可以遵循統一規范展開工作，避免施工矛盾問題的出現。另外，現場施工制度也需根據實際情況做好制度內容調整，提高施工制度的指導價值，滿足現場管理要求。

3.2加強材料質量管理

通過加強材料質量管理，能夠為后續作業活動的展開奠定基礎，確保作業結果的可靠性。在具體實踐中，第一，需做好作業現場基礎環境的整理工作，內容涉及水文條件、地質條件、氣候條件、地層分布等，以此來確定施工時所用材料參數，擬定可靠的材料采購計劃。第二，按要求采購的施工材料，需要在進場前進行再次校核，并且建立可靠的抽檢制度和臨檢制度，以此來確保主體結構施工期間使用材料的統一性，確保主體結構作業質量的可靠性。

3.3組建高水平施工隊伍

通過組建高水平施工隊伍，可以減少人為失誤帶來的負面影響，加快主體結構的施工進度。從實踐情況來看應注意以下幾點：第一，在前期做好評估體系的建設工作，評價指標包括綜合實力、企業信譽度、專業能力等，從而篩選出高水平的施工團隊作為工程參建隊伍，為后續施工活動的展開奠定基礎。第二，在施工活動的開展過程中，也需要做好隊伍成員的培訓工作，搭配著績效考核制度、測試評價制度，來有序提升隊伍成員綜合能力，以此來加快施工活動的開展進度。

3.4做好全過程質量管控

通過做好全過程質量管控，能夠及時發現存在的施工問題，采取措施對其進行處理，以確保主體結構最終的作業質量。隧道工程主體結構工程涉及到多個子項目，不同子項目在施工時的質量規范要求存在一些差異，這也要求質檢團隊提前擬定可靠的質量管控計劃，對于整個施工過程進行監督，期間可利用信息技術、BIM技術來加快信息整理速度，也為下階段質量管理計劃的調整提供有效參考。

3.5做好施工監測工作

通過做好施工監測工作，可以準確識別隧道主體結構施工時的隱患問題，提高隧道工程施工環境的安全性。在實際應用中，需要在合適位置布設監測點，控制好監測點數量，借助GPS技術實時采集監測數據，并利用計算機軟件來整理監測數據，以此來準確識別施工時的變形問題、不均衡沉降問題，及時采取措施進行處理，以營造安全的主體結構作業環境。

結語：

綜上所述，完善現場施工制度，可以為主體結構施工活動的展開提供參考，加強材料質量管理，能夠為后續作業活動的展開奠定基礎，組建高水平施工隊伍，可以減少人為失誤帶來的負面影響，做好全過程質量管控，能夠及時發現存在的施工問題，做好施工監測工作，可以準確識別隧道主體結構施工時的隱患問題。通過梳理主體結構施工技術的相關內容，并擬定恰當措施來提高主體結構施工質量，對于提升主體結構耐久性、延長隧道工程使用壽命有著積極的意義。

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