摘要：結(jié)合昭山大道虎形山隧道工程實(shí)例，對(duì)其施工準(zhǔn)備、模板與支架設(shè)計(jì)、拱架安裝和混凝土施工等重要環(huán)節(jié)的施工控制進(jìn)行了深入分析。實(shí)踐表明，通過(guò)嚴(yán)格的施工控制能有效解決偏壓?jiǎn)栴}，減少洞門施工的土方開挖量，并避免對(duì)山體造成大的擾動(dòng)。
關(guān)鍵詞：隧道工程；護(hù)拱施工；施工控制
隨著隧道工程施工復(fù)雜程度的提高，對(duì)隧道護(hù)拱技術(shù)的要求也越來(lái)越高。為了達(dá)到預(yù)期的護(hù)拱施工質(zhì)量，必須重視和做好不同環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量控制。
1工程概況
昭山大道虎形山隧道工程位于湖南省湘潭市，為分離式小凈距大斷面隧道（小凈距間距約為15m）。隧道洞門為端墻式和削竹式，隧道凈寬15.125m、凈高7.815m。西線隧道里程C1K5+692.76—C1K6+000.53，全長(zhǎng)307.77m，其中進(jìn)口明洞15m、暗洞271m、出口明洞21.77m，Ⅳ級(jí)圍巖212.87m、Ⅴ級(jí)圍巖94.9m，隧道最大埋深約62m，從小里程向大里程為2.4%的上坡。下面針對(duì)該隧道工程的實(shí)際情況，對(duì)其護(hù)拱施工控制方法加以介紹。
2偏壓擋墻施工
2.1基坑開挖
測(cè)量人員以設(shè)計(jì)基礎(chǔ)尺寸為依據(jù)準(zhǔn)確放出基礎(chǔ)角點(diǎn)位置，開挖方法為放坡開挖，采用1:0.5的放坡系數(shù)。挖機(jī)主要采用反鏟挖掘機(jī)。對(duì)于開挖產(chǎn)生的土方，要及時(shí)裝車外運(yùn)，不得在基坑的周圍堆積。因基坑所在部位的地表滲水較為嚴(yán)重，所以在開挖時(shí)應(yīng)設(shè)置排水邊溝，并配置水泵持續(xù)外排，避免基坑被水浸泡。開挖至設(shè)計(jì)要求的深度后，利用中型觸探儀檢測(cè)基底承載力，一般明洞處的地基承載力應(yīng)達(dá)到250kPa以上，而洞門端墻和擋墻的地基承載力應(yīng)達(dá)到350kPa以上。若承載力沒(méi)有達(dá)到要求，則應(yīng)繼續(xù)向下開挖，直到滿足地基承載力要求為止。然后按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行邊坡設(shè)置，在基底處利用人工將其整平夯實(shí)。
2.2鎖腳錨桿
為保證擋墻基礎(chǔ)和地基的穩(wěn)定性、整體性，需在基坑的底部沿橫向設(shè)置3根長(zhǎng)度為4.5m的D25鎖腳錨桿，其縱向間隔按800mm控制。中間處的錨桿沿垂直方向打入，而兩側(cè)按照向外傾斜30°的角度打入。錨桿應(yīng)至少進(jìn)入基礎(chǔ)150mm，同時(shí)和基礎(chǔ)鋼筋通過(guò)焊接相連。
2.3片石混凝土回填
待注漿錨桿漿液實(shí)際強(qiáng)度達(dá)到要求后開始澆筑片石混凝土，澆筑時(shí)利用溜槽入坑，下落高度不能超過(guò)2m，否則將使混凝土產(chǎn)生離析。應(yīng)分層澆筑，每層拋入合格的片石，然后進(jìn)行分層振搗，使其達(dá)到密實(shí)狀態(tài)。將混凝土回填至設(shè)計(jì)要求的標(biāo)高且初凝后立即開始覆蓋與灑水養(yǎng)護(hù)。
2.4擋墻施工
擋墻采用模筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，墻腳寬3m，墻高13.32m。在施工過(guò)程中，將雙排腳手架作為作業(yè)平臺(tái)，在澆筑開始前，先埋入鋼拱架，并按設(shè)計(jì)要求做好拱架的縱向連接。
3護(hù)拱施工控制
護(hù)拱施工工藝流程如圖1所示3.1施工準(zhǔn)備在正式施工開始前，應(yīng)做好以下各項(xiàng)準(zhǔn)備工作：待擋墻施工到設(shè)計(jì)要求的高度后，在擋墻周圍進(jìn)行土體回填，直到地面標(biāo)高。在回填過(guò)程中應(yīng)做到分層填筑和壓實(shí)。利用炮機(jī)將右側(cè)山體打直，通過(guò)C20混凝土的噴射對(duì)石方邊坡進(jìn)行防護(hù)。地面采用C20混凝土進(jìn)行墊層澆筑，使場(chǎng)地平整，澆筑厚度為12cm。另外，安排專門的測(cè)量人員在墊層表面準(zhǔn)確放出中線、邊線和墊層表面的標(biāo)高。
3.2模板和支架設(shè)計(jì)
護(hù)拱是一個(gè)采用鋼筋混凝土制成的圓弧拱形結(jié)構(gòu)，其一端和擋墻進(jìn)行剛性連接，另外一端搭設(shè)在山體巖石上，跨徑為14.7m，寬度為11.5m，厚度為0.8m，利用強(qiáng)度等級(jí)為C35的混凝土通過(guò)澆筑成型。根據(jù)工程設(shè)計(jì)要求，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，拱圈利用扣件式滿堂支架進(jìn)行現(xiàn)澆施工。模板和支架設(shè)計(jì)控制的重點(diǎn)包括：（1）支架由規(guī)格為Φ48×3.5mm的鋼管制成，其質(zhì)量應(yīng)滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《碳素鋼結(jié)構(gòu)》（GB/T700）中Q235-A級(jí)鋼規(guī)定。（2）支架由以下幾部分組成：立桿、縱橫向水平桿、縱橫向掃地桿、剪刀撐與斜撐。其中，立桿與縱橫向水平桿為主要的受力構(gòu)件，立桿高度在4.15～8.75m范圍內(nèi)。（3）支架桿件之間的連接方式包括三種，分別為對(duì)接連接、直接連接與搭接連接；所用扣件分別為對(duì)接扣件、直角扣件與旋轉(zhuǎn)扣件，這三種扣件的容許荷載分別為2.5kN,6.0kN與5.0kN。（4）支架立桿按照60mm×60mm的縱、橫向間隔布置，步距按150cm控制。對(duì)于縱向掃地桿，借助直角扣件設(shè)置在與底座相距200mm以內(nèi)的立桿上。（5）立桿接長(zhǎng)均使用對(duì)接扣件進(jìn)行連接。（6）支架頂部橫向?qū)摴軓澇蓤A弧拱形，其間隔和縱向立桿一致，均為60cm；沿縱向按照10cm×5cm尺寸布置落葉松方木，方木中心間隔為30cm。支架用700mm頂托脫模。（7）拱圈的底模、側(cè)模與頂模都使用竹膠板進(jìn)行制作，其厚度為15mm。
3.3拱架安裝
（1）首先測(cè)定路線中線，確定高程，再測(cè)定它的橫向位置，當(dāng)拱架處在曲線上時(shí)，應(yīng)將線路上的法線作為安設(shè)方向。（2）運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)的拱架應(yīng)分成多個(gè)單元進(jìn)行編號(hào)堆放，在拱架安裝之前認(rèn)真檢查其斷面尺寸，并及時(shí)對(duì)欠挖處進(jìn)行處理，使拱架安裝正確，在拱架的外緣需要預(yù)留5cm厚的保護(hù)層。在安裝拱腳之前，先將墊板下方的松渣清理干凈，然后把鋼架放到原狀巖層表面，在軟弱地段，還應(yīng)在拱腳的下方墊設(shè)鋼板。（3）安裝前做好測(cè)量定位，使每榀鋼架保持50cm的間隔。鋼架按照從下到上的順序安裝。對(duì)第一段鋼架進(jìn)行安裝時(shí)，應(yīng)注意和基礎(chǔ)當(dāng)中的預(yù)設(shè)鋼架緊密相連，就位后使用高強(qiáng)螺栓將其連接穩(wěn)固，防止安設(shè)過(guò)程中鋼架產(chǎn)生偏位，對(duì)鋼架安裝質(zhì)量造成影響。鋼架和混凝土間應(yīng)緊密相貼，在安設(shè)時(shí)，如果鋼架和圍巖之間存在很大的間隙，則要設(shè)置墊塊，但墊塊數(shù)量不能超過(guò)10個(gè)，兩榀鋼架之間需要沿周邊布置縱筋，以此形成一個(gè)完整的縱向體系。如果需要焊接，則應(yīng)在拱架兩側(cè)實(shí)施，要確保焊縫飽滿、連接點(diǎn)強(qiáng)度符合要求，以充分發(fā)揮臨時(shí)受力點(diǎn)應(yīng)有的作用。
3.4混凝土施工控制要點(diǎn)
（1）拱圈的底模、側(cè)模與頂模都使用竹膠板制作。模板的安裝應(yīng)按照從下到上的順序進(jìn)行。模板上在固定模板鋼筋的部位應(yīng)預(yù)留缺口，用于鋼筋放置。要確保模板之間連接緊密和牢固。同時(shí)，還要對(duì)錨桿鋼筋進(jìn)行預(yù)埋，使它與拱架相連。護(hù)拱混凝土的厚度必須滿足工程設(shè)計(jì)要求。為保證護(hù)拱自身的整體性，本工程在護(hù)拱和巖體搭口部位斜向設(shè)置3根長(zhǎng)度為4.5m的鎖腳錨桿，其縱向間隔為500mm。錨桿分別按照15°,30°和45°的角度打入，在施工中錨桿的具體角度可適當(dāng)調(diào)整。錨桿進(jìn)入到擋墻基礎(chǔ)的深度應(yīng)達(dá)到500mm以上，錨桿和護(hù)拱鋼筋之間采用焊接的方法進(jìn)行固定。（2）將模板支設(shè)好后，開始澆筑混凝土。在澆筑過(guò)程中，應(yīng)按照從下到上的順序進(jìn)行，同時(shí)還要注意拱架和預(yù)留拱架之間的連接部位不能被澆筑，否則將對(duì)后續(xù)施工造成影響。混凝土的澆筑應(yīng)分層進(jìn)行，每一層在完成澆筑后都要及時(shí)振搗，使混凝土達(dá)到密實(shí)，當(dāng)使用插入式振搗棒進(jìn)行振搗時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格遵循快插慢拔的基本原則。當(dāng)混凝土表面停止下沉，沒(méi)有氣泡產(chǎn)生時(shí)，即可停止振搗。完成澆筑后，對(duì)其厚度進(jìn)行檢測(cè)，確認(rèn)是否保持均勻且無(wú)蜂窩麻面。（3）待混凝土的實(shí)際強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的50%以后，即可拆除模板。拆模后應(yīng)立即對(duì)混凝土表面實(shí)施灑水養(yǎng)生，待混凝土實(shí)際強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的70%后，再開始支撐施工。
4結(jié)語(yǔ)
虎形山隧道護(hù)拱是一個(gè)采用鋼筋混凝土制成的圓弧拱形結(jié)構(gòu)。為保證護(hù)拱的施工質(zhì)量，需針對(duì)施工準(zhǔn)備、模板與支架設(shè)計(jì)、拱架安裝和混凝土施工等不同施工環(huán)節(jié)做好施工控制，以有效解決偏壓?jiǎn)栴}，并減少洞門施工土方開挖量，避免對(duì)山體造成太大擾動(dòng)。
參考文獻(xiàn)：
[1]張長(zhǎng)安，萬(wàn)利，李振江.超大斷面公路隧道穿越景區(qū)外露段護(hù)拱施工方案研究[J].施工技術(shù)，2019（17）：67-71.
[2]鄭寰宇，譚傢元，梁露.偏壓隧道半明半暗護(hù)拱進(jìn)洞施工技術(shù)探討[J].西部交通科技，2019（5）：78-80.
[3]高峰.紫云隧道臨時(shí)加固護(hù)拱拆除方案研究[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2018（2）：127-128.
[4]李浩，鄭國(guó)平.異型護(hù)拱法在半塢連拱隧道進(jìn)洞處理中的應(yīng)用[J].公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2016（12）：73-75.
