中建八局三公司 重庆 400000
摘要：隧道形式的选择，不仅受地形、地质条件的制约，同时受路线平、纵、横指标等因素的制约。而对于像重庆山城这种地形复杂、地势受限的城市地区，为了使隧道线形与周边道路线形规划相协调，超小半径螺旋隧道及其组合结构形式应运而生。然而超小半径螺旋型隧道施工工序多，且工序转换频繁，同时该类隧道曲线半径小，大型号钢筋绑扎困难，钢筋层间距及保护层厚度无法保证，且转弯段二衬台车整体浇筑错台严重。本文以实际工程为依托，总结了一套超小半径螺旋隧道二次衬砌施工方法，可供类似工程项目参考。
关键词：超小半径；二衬；模板台车；施工缝
一、工程及设计概况
解放碑地下停车库及连接通道三期工程范围是终点端498m部分隧道结构及附属工程，主要包括主通道（K2+320.000～K2+817.884，段长497.884m，）、嘉滨路连接道（K0+000～K0+706.000，长706m，）、国泰广场连接道（K0+017.892～K0+132.233，长度114.341m）及还建电缆隧道（总长约499m），另还包含主通道侧壁洞室：风机房、配电室、设备房、发电机房、疏散隔间及疏散楼梯间接口等。
本项目嘉滨路连接道是一条超小净距螺旋型连拱隧道，两洞净距约1.5米，最小曲线半径约29米，断面尺寸9000*6000mm，衬砌厚度为500mm。
图2：嘉滨路衬砌断面图
二、超小半径螺旋隧道二衬施工方法简述
2.1施工方法特点
（1）为保证二衬钢筋层间距和钢筋保护层厚度，在底板上、下层钢筋网之间设置架立筋，对上层钢筋进行支撑，同时在拱墙钢筋设置一道定位钢筋，沿拱墙通常布置。
（2）为了提高防水效果、确保后期洞内的装饰装修及设备安全，施工缝处防水采用外贴式自粘橡胶止水带+止水钢片+防水涂料进行施作，增强了隧道结构施工缝防水能力。
（3）为了减小模板台车施工曲线隧道时每浇筑段之间产生的错台，在台车前后模搭接位置增加一道适合隧道半径曲率的模板，采用螺栓与原台车连接牢固，并在隧道转弯半径外侧对模板实施有效加固，以防止施工中搭接模板变形。
（4）在台车两侧底部增加矮边墙模板，使二衬拱墙一次浇筑成型，减少纵向施工缝，增加了结构自防水能力，提高了工作效率。
（5）为解决现有混凝土养护效率低和成本高问题，提供一种隧道自行式养护台车，具有操作简便、养护效果好、成本低，同时有效解决洞内扬尘问题。
2.2工艺原理
本工法遵循“仰拱超前、拱墙整体衬砌”的原则，施工缝处采取组合式防水措施加强隧道防水能力，确保后期设备的安全；钢筋采用自制操作台架绑扎，通过设置架立筋、定位筋等辅助措施保证钢筋层间距，保护层厚度；钢筋绑扎完成后，采用小半径隧道组合钢模板台车进行二次衬砌，拱墙一次性灌注成型。混凝土采用商品混凝土，由混凝土搅拌运输车运至洞内，泵送混凝土浇筑，插入式振捣棒配合附着式振捣器捣固，结构达到拆模强度后利用隧道自行式养护台车进行养护。
2.3施工工艺流程及操作要点
2.3.1工艺流程
施工准备仰拱施工防水板施工二衬钢筋绑扎施工缝处理衬砌台车安装就位衬砌砼浇筑养护
2.3.2 主要操作要点
（1）施工准备
施工前熟悉相关图纸，对现场作业人员进行培训和安全技术交底。
在隧道二衬施工之前，先由项目部测量组对隧道初支断面净空进行测量，对隧道净空进行检查，完成后将测量成果上报。提前对侵限部分进行处理，处理完成后进行复测。
（2）仰拱施工
初期支护基本稳定后应及时施作二次衬砌，一般滞后开挖面20～30m。但仰拱和仰拱回填应紧跟初期支护。为尽快使初期支护封闭成环，首先安排仰拱施工，如图3所示。仰拱开挖采用分段开挖，为协调仰拱施工时隧道内开挖、出渣及衬砌等工序，保证连续作业，在开挖处设置栈桥供车辆通行。仰拱开挖后将隧底软岩及虚渣等清理干净，并用高压风吹洗干净，超挖采用同级混凝土回填，仰拱初支后喷砼至设计厚度。仰拱混凝土终凝后，清理仰拱表面，施做仰拱回填。
图3：仰拱钢筋绑扎
仰拱施工要点：①仰拱施工阶段为防止侧墙受力过大而引起拱圈破坏，左、右洞应对称进行，每一施工段长度控制在20m～30m；②按设计预埋纵横向及环向排水管、根据实际情况在渗水量大的地方应加密排水管设置；③铺设防水层前应认真清理初期支表面，割除表面钢筋头、铁丝等，土工布与防水板应紧贴初期支护上，防水板搭接宽度不小于15cm，下部防水板应压在上部防水板之上；④纵向施工缝背贴式止水带及中埋式止水钢板应采用钢筋卡子固定，防止浇筑混凝土时止水带偏移；⑤为保证钢筋定位准确和钢筋保护层厚度，在底板上、下层钢筋网之间设置架立筋，对上层钢筋进行支撑；⑥应保证仰拱与边墙衔接处砼填充密实；⑦砼浇筑后，养护3d且强度达到70%设计强度后进行仰拱回填；⑧仰拱回填必须分层浇筑，分层厚度不大于30cm。
（3）防水板施工
防水板铺设包括铺设准备、防水板固定、防水板焊接等环节。防水板铺设应超前二次衬砌施工10～20m，并设临时挡板防止机械损伤和电火花灼伤防水板，同时与开挖掌子面应保持一定的安全距离；采用从上向下的顺序铺设，下部防水板应压住上部防水板，松紧应适度并留有余量，保证防水板全部面积均能抵到围岩。
施工要点：①铺设防水层前应认真清理初期支表面，割除表面钢筋头、铁丝等，土工布与防水板应紧贴初期支护上，防水板搭接宽度不小于15cm；②在焊缝搭接的部位焊缝必须错开，不允许有三层以上的接缝重叠。焊缝搭接处必须用刀刮成缓角后拼接，使其不出现错台；
（4）二衬钢筋施工
钢筋按要求在洞外加统一加工，运输到现场，在自制台架上人工安装绑扎。根据测量控制点先扎外层环向定位钢筋，用纵向筋将定位钢筋连接后，以纵向筋作为其他环向筋安扎依据，扎完外层后再用相同方法安扎内层钢筋，并及时将内外层钢筋用蹬筋连接，电弧焊点焊，以加强整体刚度。为确保拱墙钢筋能够准确定位以及层间距，不发生钢筋偏位、钢筋坍塌现象，在拱墙钢筋之间设置支撑定位钢筋，采用Φ25钢筋制作，采用焊接连接，沿拱墙通长布置。
图4 拱墙钢筋绑扎
拱墙钢筋施工要点：①钢筋外观应平直、无损伤，表面无裂纹、油污、颗粒状或片状锈蚀。钢筋保护层垫块的位置和数量必须符合设计要求；②钢筋绑扎过程中注意防水板的保护，局部破损及时修补，确保防水板完整；③为确保拱墙钢筋能够准确定位以及层间距，不发生钢筋偏位、钢筋坍塌现象，在拱墙钢筋之间设置支撑，支撑采用Φ25钢筋制作，采用焊接连接，沿拱墙通长布置。定位钢筋做好钢筋帽，避免损坏防水板；④钢筋直螺纹接头加工应符合要求，接头处打磨到位，受力钢筋的接头位置应相互错开35d且不小于500mm；
（5）二衬施工缝
隧道施工缝采用背贴式止水带+止水钢板（横向）/中埋式止水带（环向）+聚合物水泥基防水涂料，提高隧道防水效果、确保后期设施设备安全。
图5 施工缝做法大样图
施工要点：①纵向施工缝背贴式止水带及中埋式止水带应采用钢筋卡子固定，防止浇筑混凝土时止水带偏移；②止水带的接头，搭接宽度不小于15cm，冷接或焊接的缝宽不小于5cm。
（6）台车安装就位
隧道二次衬砌边拱模采用定制6米钢模板衬砌台车，通过调整液压元件，使模板正确对位。通过在台车前后模搭接位置设置一道适合隧道半径曲率的模板，减小模板台车施工曲线隧道每浇筑段之间造成的错台。搭接模板规格与台车模板一致，采用螺栓与台车连接牢固，并需在隧道转弯半径外侧对模板实施有效加固，以防止施工中搭接模板变形。同时在台车两侧增加矮边墙模板，可使二衬拱墙一次成型。衬砌台车具备足够的强度和刚度，满足断面加宽及下锚段衬砌要求，并且立模方便。混凝土灌筑通过灌筑窗口，自下而上，从已灌段接头处向未灌方向，水平分层对称浇灌，边浇边捣。
图6 隧道二衬台车设计图及现场安装
图7 隧道二衬前后模搭接平面（以隧道半径100米、台车长度6米为例）
图8 二衬台车端头搭接模板
施工要点：①台车轨道铺设于枕木之上，应稳定可靠，防止浇筑砼过程中基础下沉，影响浇筑质量；②台车就位前，对模板台车模板进行打磨处理，保证模板台车的表面平整度、光洁度，用色拉油作为脱模剂，脱模剂的涂刷一定要均匀，不能有油下流或聚集一团的现象。③台车定位后，用三角方木将台车支承轮楔紧，然后用方木斜撑将台车主梁撑稳定，防止台车横向位移；④模板就位时应伸入已成型侧衬砌边缘至少5cm。预留洞室应定位准确，电缆管进、出口封严，管中预穿铁丝，以便后期穿线。模板定位完成后铺设止水带，止水带应平铺，使模板内边缘与止水带中心对齐，再拼装木模，使止水带卡紧在钢模与木模之间；⑤台车就位后，按要求检查台车位置、尺寸、方向、标高、坡度、稳定性，放置接头止水带及界面剂和拱部注浆管，并安设好挡头模板
（7）二衬混凝土浇筑
二次衬砌采用自防水混凝土，抗渗等级不低于P8。灌筑边拱混凝土时，应由下向上对称灌筑，两侧同时或交替进行，边墙部位混凝土应采取埋管式浇注，由液压泵直接顶压入模，挤压顶升式浇注。拱部先采取退出式浇注，最后用压入式封顶。混凝土用附着式振捣器和插入式振捣器联合捣固，安排专人负责，保证混凝土内部密实，外部光滑。
图9 二衬混凝土浇筑
施工要点：①砼浇筑前，先清洗边墙基础顶面，清除杂质，涂界面剂，仔细检查台车模板表面的平整度，整洁情况；②保护好预埋于混凝土内部的注浆管，防止其歪斜和倾倒，以确保二次衬砌后回填注浆能顺利进行。③混凝土灌筑必须连续进行，因故不能连续灌筑，间歇时间超过混凝土初凝时间时，必须按规定进行接茬处理；④严格控制混凝土从拌合出料到入模的时间，当气温20℃～30℃时，不超过1h，10℃～19℃时不超过1.5h。冬、雨季施工时，混凝土拌合运输和浇筑严格按保障措施和规范要求执行。；⑤商品砼拌和完成后必须在规定的时间内用完，否则将重新进行试验检验或报废。
（8）二衬混凝土养护
砼拆模拱墙模板在砼强度达到8Mpa后方可拆模，拆模后采用隧道自行式养护台车进行养护作业，养护期龄为7天。喷洒组件由喷洒管围合成与隧道拱顶一致的轮廓状，并吸收所述蓄水器内的养护水后，喷洒于隧道二衬混凝土面上；升降组件驱动所述喷洒组件做上下升降式运动；行走小车带动所述喷洒组件、升降组件和蓄水器沿隧道做来回往复式运动。最终达到砼养护的目的。
图10 衬砌混凝土养护；
三、效益分析
采用“超小半径螺旋隧道二次衬砌”施工，施工过程中减小了在施工曲线隧道产生的前后模错台问题，提高了混凝土外观质量；同时施工缝的处理增加了结构的防水效果，确保后期装饰装修和设施设备安全；洞内喷淋设置能有效的防止混凝土开裂、解决洞内扬尘，对周边环境起到保护作用。
四、结语：
本方法在解放碑地下停车库及连接通道三期项目嘉滨路连接道隧道施工中得到了充分的应用。明其施工方法是可行的、既能满足项目生产的需求，又能保证施工质量及安全，取得了非常良好的经济效益和社会效益，这一技术可供同类工程施工参考。
五、参考文献：
[1]《公路隧道施工技术细则》JTG/T F60-2009
[2]《城市隧道工程施工质量验收规范》DBJ50-107-2010
[3]《混凝土结构工程施工质量验收规范》 GB 50204-2015
[4]实用新型专利：一种用于小半径隧道的组合台车防错台钢模板（ZL201620519160.1）
[5]实用新型名称：一种隧道自行式养护台车（ZL201820323020.6）
论文作者:钟继凯,贾山,黄浩
论文发表刊物:《防护工程》2019年15期
论文发表时间:2019/11/28
标签：钢筋论文; 台车论文; 隧道论文; 混凝土论文; 模板论文; 半径论文; 止水带论文; 《防护工程》2019年15期论文;