广东省建筑工程集团有限公司 510010
摘要：散裂中子源作为面向多学科的大型公用研究平台，将在物理学、化学、生命科学、材料科学、新能源开发等领域产生重大影响。项目建成后是我国最大的大科学装置，和世界正在运行的美国散裂中子源、日本散裂中子源、英国散裂中子源一起构成世界四大脉冲式散裂中子源。项目建成后对优化国家大科学装置的整体布局，带动广东及周边地区人才培养、科技创新、高科技产业的发展，具有重要而深远的意义。
关键词：散裂中子源；主装置区；隧道工程；施工技术；措施
前言
隧道工程概况：散裂中子源主装置区隧道是质子发射及加速的通道，直线隧道总长约为260米长，RCS设备楼地下隧道总长约为250米，RCS到靶站隧道总长约为97米。为此，本工程伸缩缝的设置远超规范技术要求。因本工程的特殊使用要求，地下隧道不得有裂缝而引起的渗水、漏水，为此，在地下隧道范围内设置诱导缝。诱导缝应贯通隧道的底板，侧壁，顶板。在诱导缝之间，还应设置后浇带，后浇带应在两侧隧道混凝土浇捣后42天，方可封后浇带。
本工程地下隧道混凝土（含底板、侧墙、顶板），混凝土采用C30抗渗混凝土，抗渗等级为P8。从场评标高55.800米（黄海高程）到直线隧道底标高42.300米，开挖深度为13.5米，到RCS设备楼筏板底标高38米（黄海高程），开挖深度为17.8米。靶站从场评标高42.5米（黄海高程）到筏板底标高31.73米（黄海高程），开挖深度为11米。基坑（或边坡）在开挖时，从现55.800米到31.73米，基本是中风化岩及微风化岩或微风化的新鲜岩。
一、基础施工
1.1隧道天然地基
1、部分隧道基础直接采用天然地基，要求隧道支承于中风化或微风化混合片麻岩层上，地基承载力特征值为fak=2500kpa；
2、当基础开挖到设计标高后，地基持力层不是中风化或微风化岩时，应采用固结灌浆加固，采用埋设φ48mm钢花管，钢花管间距为1000mm，打入软弱土层，采用M30水泥浆（水灰比为0.45），注浆压力为0.3~0.5Mpa。
3、有中风化或微风化岩需要爆破时，应注意其对隧道持力层的影响，建议采用预裂等控制爆破。基底应预留不少于30cm的基底保护层，保护层宜采用机械凿岩或人工凿岩的方式清除，以减少爆破等冲击荷载对基底的影响。
4、基础施工时注意保护持力层的天然状态，避免被水浸泡软化，以免地基承载力降低，如出现坑底层被扰动或超挖，应采用C25砼回填至基底标高。
5、基础施工时若发现实际地质情况与岩土勘察报告及设计不符时，应及时通知岩土勘察单位技术人员及设计人员共同研究处理。
6、开挖的基础基底持力层承载力特征值满足要求后要及时施工砼垫层。
1.2隧道筏板基础
（1）根据本工程的隧道详细勘察资料（由韶关地质工程勘察院提供），直线设备楼隧道基础采用筏板基础，持力层为微风化（4-4层），地基承载力特征值为fak=6500Kpa，当隧道基础遇到地质变化，即非微风化持力层时，必须深挖至微风化岩面，并用C25砼回填；RCS设备楼采用筏板基础，基底持力层为微风化（4-4层），地基承载力特征值为不小于fak=5500Kp，根据地质工程勘察报告：R-9~R-14轴范围筏板底为强风化岩（4-2层），该范围的基础采用桩筏基础，桩采用800mm的冲孔灌注桩，桩端持力层为微风化岩（4-4层），桩净长约为6~12米，单桩承载力特征值为Ra=3500Kpa。桩端应穿透碎裂岩及断层泥进入微风化岩1000mm，R-9~R-14轴范围用冲孔桩，应进行超前钻，确保桩端穿透碎裂岩及断层泥，支承载微风化岩上，在开挖至设计标高时，若发现有碎裂岩及断层泥时，应进行补钻看插孔，确保碎裂岩及断层泥的范围，碎裂岩及断层泥范围内的地基采用冲孔桩加固处理，冲孔桩径为800mm，桩端持力层为微风化岩；靶站及谱仪采用天然地基筏板基础，筏板标高约为31.73（黄海高程），筏板底持力层为微风化岩未风化岩。地基承载力特征值fak〉6500Kpa，部分区域基地为非中风化岩或微风化岩时，应采用桩筏基础，采用冲孔灌注桩基础，桩端持力层为微风化岩或未风化岩，桩净长为6~10米。桩端锚入微风化岩或未风化岩1米。
（2）凡是筏板基础范围外是软弱土层时（中风化或微风化除外），均采用固结灌浆加固。加固范围为筏板基础范围外2000采用埋 48钢花管，钢花管间距为1000，打入软弱土层，采用M30水泥浆（水灰比为0.45），注浆压力为0.3~0.5Mpa。
（3）基础开挖应避免基坑浸水或暴露太久，被水浸泡软化，以免地基承载力降低，如出现坑底层被扰动或超挖，应采用C25砼回填至基底标高。
（4）基础施工完后，应及时用回填土进行回填，所有的场地回填土宜采用级配良好的砂土或碎石土分层压实，压实系数不小于0.94。
1.3抗拔锚杆基础
《岩土锚杆（索）技术规程》（CECS22：2005）要求执行。
抗拔锚杆基础示意图
1.4基坑开挖
1、从场坪标高55.800米（黄海高程）到直线、隧道底标高42.300米，开挖深度为13.5米，到RCS设备楼筏板底标高38米（黄海高程），开挖深度为17.8米。靶站从场评标高42.5米（黄海高程）到筏板底标高31.73米（黄海高程），开挖深度为11米。
2、基坑（或边坡）在开挖时，从现55.800米到31.73米，基本是中风化岩及微风化岩或微风化的新鲜岩。开挖时松软土石直接用凿岩机、反铲挖掘机开挖，坚硬的微风化岩或微风化的新鲜岩采用光面爆破进行施工。施工前要进行计算，确认所采用的爆破法，对下面岩层影响深度。主装置区基础应为完整中分化岩或微风化岩，因此，基坑开挖或爆破时，不允许超挖或爆破时炸碎或炸裂基础持力层，为此，在基底面上500mm岩层，应采用机械开凿，确保本工程基底持力层为完整的中风化岩或微风化岩。
1.5钢筋工程
1、钢筋全部在加工厂加工制作，钢筋安装严格按设计图纸与规范进行，隧道底板钢筋安装时要作好与桩基、承台、锚杆等基础的连接，隧道底板施工前，要先安装好侧墙钢筋或预埋好插筋，插筋应按设计要求与底板钢筋点焊，保证插筋位置的准确，特别是暗柱钢筋位置准确。钢筋的搭接、焊接长度应符合设计要求，暗柱钢筋直螺纹套筒连接，双层钢筋之间的S筋应加工准确，梅花布置。保护层应严格按规范要求布置厚度满足设计要求。侧墙顶部钢筋朝向应准确，且严格控制顶部钢筋锚固长度。
1.6模板工程
1、底板、侧墙模板
隧道工程全部采用组合钢模，隧道侧墙围楞水平间距500mm，竖向间距600mm，同时配合对拉螺栓固定，对拉螺栓间距600×500mm，采用φ14圆钢制作。具体墙板支模体系见附图。方柱模板采用木模板，用Φ14对拉螺栓配合钢管柱库进行固定，柱楞间距为500mm，1/3以下为300mm。
二、施工技术措施
2.1基面处理及防水
（1）防水层基面的平整程度对铺设防水层的质量产生影响，因此须对防水层基面进行必要的处理，要求平整、洁净、无疏松、空鼓、无裂缝，具体要求如下：
①对基面不平整处进行素混凝土找平处理，墙面凹位用砼回填找平。
②基面不得有尖锐突出物，对穿出基层的金属构件，如钢筋头、锚杆头等构件应切除并用砂浆抹平。
③基面找平层的转角部位用砂浆做成50mm×50mm倒角，阴角应做成半径为50mm的圆弧型。
④对于基面含水率过大（即比较潮湿）的部位进行烘烤，保证基面干燥。
（2）高分子复合自粘防水卷材安装
底板采用空铺法施工，侧墙则是将防水卷材直接铺贴在围护墙上，并与基底垫层混凝土上的防水卷材相连接，防水卷材搭接宽度不得少于100mm，相临两副卷材短边搭接缝应错开300mm以上，搭接缝距阴阳角不小于200mm。接缝为双缝焊接，焊缝宽不小于10mm，间距20mm，中间留20mm的空腔。边墙防水卷材安装完毕后表面应设活动保护板，以防止钢筋绑扎过程中可能的损伤。
（3）充气检查
检查时两端封闭，通过专用针头向焊缝间空腔内注入压缩空气，当压力表读数为0.25Mpa时停止注气，10分钟后保持该压力不小于10％为合格，否则对漏气部位进行全面的手工焊接。
（4）平面与立面转角处，外防水层的接缝应留在平面上，距立面不应小于500mm。
（5）防水层完工后，底板位置立即浇筑细石砼保护层，侧墙位置加设临时挡板进行防护。
2．2结构施工缝的施工技术措施
隧道施工缝采用中埋式镀锌钢板止水带配合以外贴式止水带进行防水。镀锌钢板止水带厚3mm，宽300mm。该止水带施工简便，止水性能较好。详见图3－1所示。
镀锌钢板止水带的安装方法如下：
（1）止水带安装采用焊接固定工艺，固定于结构板厚度的中部并埋入先浇、后浇混凝土内各1/2板宽。
（2）分上下两半把快易收口网用铁丝扎牢在固定纵向钢筋的钢筋架上。
（3）镀锌钢板止水带燕尾朝向要求：顶、底板朝上，侧墙水平施工缝朝背水侧，侧墙竖向施工缝朝迎水侧。
（4）从外侧焊接加固φ16钢筋，把收口钢板网及止水板夹紧，使其不能移动。
（5）浇筑混凝土时，加强施工缝处混凝土的振捣，振动器不得直接接触止水板。
（6）施工缝混凝土初凝后，人工清理收口钢板网外侧，把溢出的水泥浆清理掉以暴露出钢板网及混凝土的骨料。
（7）在施工缝浇筑混凝土之前确保止水板不被破坏，之后方可继续浇注。
9）顶板预留孔洞施工缝防水采用膨胀止水条结合聚硫密封胶的防水措施，施工便捷。
（10）施工缝外侧加贴背贴式止水带。
（11）中板后浇带不需要安设镀锌钢板止水带。
结构施工缝示意图
2.3、诱导缝的施工方法及技术措施
隧道在结构型式或地质条件变化较大的部位设置诱导缝。诱导缝宽度为400mm。诱导缝结构为在断开的墙体处设两道可伸缩的弧形钢板，内填级配钢珠，隧道底板在底板下、隧道侧墙在侧墙外、隧道顶板在顶板上设挡水砼外框，挡水砼外框与隧道主体结构间缝宽度为70mm，中间设橡胶止水带。顶板在诱导缝上部还设钢盖板，钢盖板侧面用密封胶密封。
2.3、诱导缝的施工技术措施如下：
1、隧道底板诱导缝先施工垫层和防水，再施工挡水砼外框，施工隧道底板，最后安装内填级配钢珠的弧形钢板，及安装底板顶面的钢盖板。隧道顶板诱导缝先施工隧道顶板，安装橡胶止水带，再安装内填级配钢珠的弧形钢板，再施工挡水砼外框。最后施工防水层、细石保护层、砌砖保护层。
2、隧道侧墙诱导缝先施工隧道侧墙，安装橡胶止水带，再安装内填级配钢珠的弧形钢板，再施工挡水砼外框。最后施工防水层、细石保护层、砌砖保护层。隧道施工时做好诱导缝在墙体的型钢框预埋。
3、弧形钢板内的级配钢珠要确保填充密实。橡胶止水带安装严格按设计与规范要求进行。挡水砼外框与隧道墙体间铺设膨润土毡。
结束语
散裂中子源成熟技术的应用，给现代建筑行业带来一场技术革命。文章先介绍建筑工程项目特点，然后就建筑工程施工的技术要点分析，以及找出解决措施，而 该项目的建成，使我国成为发展中国家拥有的第一座散裂中子源的国家，也将跻身世界第四大脉冲散裂中子源，从而大幅提升中国材料、生命、纳米等学科前沿基础研究和高技术的水平，缩短中国与世界前沿的差距。
参考文献：
[1]中国散裂中子源掠影[J].张玮.现代物理知识.2011（06）
[2]我国首座散裂中子源开建 将提升纳米等技术水平[J].邓窕玲.机械工程师.2011（12）
论文作者:莫承礼
论文发表刊物:《基层建设》2017年第10期
论文发表时间:2017/7/27
标签：隧道论文; 微风论文; 基础论文; 底板论文; 标高论文; 钢筋论文; 中子论文; 《基层建设》2017年第10期论文;