高速公路隧道工程竖井井身二次衬砌滑模混凝土施工技术要点分析

闵丽坤、沈剑卿

（1.云南交投公路建设第一工程有限公司，云南昆明 650000；2.云南交投集团投资有限公司，云南昆明 650000）

0 引言

在高速公路隧道施工中，采用竖井井身二次衬砌滑模混凝土施工技术，会出现模板精度控制不到位、安装拆卸问题、施工安全问题、因模板变形导致墙面出现倾斜问题、溜管下料离析或堵塞等问题。为了有效解决这些问题，应严格分析竖井的大小、形式等方面的内容，同时不断进行技术优化，提升竖井井身二次衬砌滑模混凝土施工质量，应用竖井液压自升模板施工技术、竖井衬砌施工配套技术、竖井滑模变形检测技术等相关技术，保证施工安全与施工质量，确保在规定的工期内完成施工。

1 工程概况

该工程为玉溪至临沧高速公路工程，为国家高速公路网杭瑞公路G56 中天保至猴桥联络线组成部分，同时也是《云南省公路网规划（2005—2020年）》中“9210”骨架路网的组成路段。该高速公路建成后可以对国家与云南省高速公路网进行优化与完善，同时有效改善公路交通现状，方便百姓出行[1]。

2 高速公路隧道工程竖井井身二次衬砌滑模混凝土施工内容

2.1 竖井内爬式滑模结构施工

2.1.1 制作滑模操作盘

滑模操作盘是重要的受力构件，是在施工过程中使用的操作平台。在进行滑模操作盘设计时，应确保其稳定性并保证强度、刚度满足要求，同时严格控制质量。可以使用轻型桁架梁，并采用环向布置方式，使用8#槽钢制作桁架梁。为了进一步保证桁架梁的稳定性，可以在上下位置设置两层围圈，使用14#槽钢制作围圈。制作滑模操作盘时，可以使用§5mm 的钢板，钢板内部与围圈间连接使用∠50×5 角钢螺栓，盘面采用马道板铺设，并保证密实度[2]。

2.1.2 制作辅助盘，在滑模操作盘下部1.5m 的位置是辅助盘的安装位置。辅助盘主要是用于守模、抹面与混凝土壁质量检查等，对有问题的位置进行处理并采用洒水养护方式。为了控制其质量，可以使用1m 宽的挂式φ25 钢筋圆环，安装木质踩板，并将安全网设置在内侧与外侧，在辐射桁架下部吊装直径18mm 圆钢[3]。

2.1.3 制作液压系统、支撑结构与提升架，在制作提升架时，可以采用I16 槽钢，将其制作成F 型。应用9 个HM-100 型液压千斤顶，设计承载能力、计算承载能力分别设置为100kN、74kN，行程设置为30mm。液压控制台为ZYXT-36 型自动调节平液压控制台。高压油管主管与支管分别采用φ16mm 与φ8mm 管，将直管接头与六通接头共同与千斤顶连接构建液压系统。支撑板可以使用φ48mm×3.5mm 焊接钢管。

2.1.4 构建辅助系统，辅助系统主要包括中心测量装置、水平控制测量装置、洒水养护装置等。在混凝土施工过程中，洒水养护是其中主要的内容。工作盘与稳车悬挂的φ50mm×3.5mm 水管直接连接，采用安全阀对压力进行控制。洒水管可以使用PVC 管，在井下形成2 个支管，在井内混凝土表面设置一圈，并在PVC 管上打孔，从而保证洒水养护效果。将中心测量装置固定到井口盘位置，采用全站仪在井筒中心位置进行测量，然后使用激光指向仪器进行中线测量，可以将该仪器固定到井口盘下方的井壁位置。水平控制测量装置充分利用了水准管原理，可以在表面覆盖透明胶管，然后进行水平测量[4]。

2.2 竖井内爬式滑模施工工艺

在滑模施工前，应先做好井口提升系统设置、井内供电系统及供水系统施工、合理布置施工照明系统并调试滑模液压系统等，同时将分料管布置在操作盘位置。爬杆在相同水平面内接头不得小于1/4，第一套爬杆可以设置四种长度并采用错开布置方式。在正常滑升时，各爬杆长度为6m，规格为φ48mm×3.5mm，保证表面具有良好的平整度且无锈蚀现象。千斤顶滑升与爬杆顶部间距控制在350mm。爬杆接长后，在接头一端使用角磨机对坡口进行打磨，将下部对齐后进行焊接，然后再抹平，保证千斤顶滑升顺利，并采用焊接方式将爬杆与环筋进行焊接。

竖井中的滑模爬升主要采用液压千斤顶，在爬升过程中应对爬杆进行固定。千斤顶主要部件包括活塞与上卡体上组与下组、缸体、端盖，两部分采用交替活动方式。千斤顶进油时，上组的上卡体与爬杆紧密连接，固定到原来位置；下组在液压千斤顶顶升时，可以向上爬升并带动滑模移动；回油时，下组的下卡体与爬杆紧密连接，上组卡体复位。对滑模装置进行验收，保证滑升作业顺利进行。其一，滑模施工准备。制作滑模并检验液压系统。其二，做好井内准备工作，主要完成测量放线、冲洗调压室混凝土，凿毛井壁。其三，组装滑模。在井底板位置完成滑模组装，采用卷扬机进行整体吊装后绑扎钢筋，在保证模板检验合格后再开工。其四，布置钢管后，安装下料系统。其五，混凝土浇筑施工，可以使用卷扬悬吊设备下料。在场站内完成混凝土搅拌，采用井口溜管下料。滑模施工时应先下料，再采用平仓振捣方式，然后完成滑升，绑扎钢筋后进行下料施工，保证下料的均匀性。振捣时采用插入式振捣方式。其六，做好整修与养护工作。混凝土表面整修与混凝土施工质量有着直接的关系，混凝土脱模后应及时进行整修。为了进一步保证混凝土的浇筑质量，还应及时进行养护，多采用洒水养护方式。

2.3 竖井内爬式滑模滑升施工工艺

2.3.1 做好前期滑升，滑模前期滑升应保持匀速，严格检查混凝土的凝结状态与滑模装置，同时检查液压装置、模板结构及相关设备的负载情况。在滑升一段距离后，检查周围裸露混凝土情况，并判断是否进行滑升。最初滑升时，千斤顶可以缓慢滑升50～100mm，混凝土出模后采用手指按压方式判定出模强度是否满足要求。满足要求后继续进行浇筑，每次浇筑30cm 后可以提升3～5 个行程，到混凝土表面与模板间距为10cm 时，进行正常滑升。

2.3.2 滑模正常滑升，滑模完成前期滑升后，进行检查与调整，满足要求后开始正常滑升。在正常滑升时，应遵循勤滑少滑原则与勤滑勤校原则。先进行钢筋绑扎，然后完成预埋件施工，进行混凝土浇筑后提升模板。在每次滑升前，应将混凝土与模板口位置控制在50～100mm，并在混凝土外设置钢筋。在提升时，应将速度控制在15～30cm/h，两次提升间隔时间为1.5h，滑升高度控制在5m/d。当环境温度较高时，可以增加1～2 次中间滑升，滑升高度控制在30～60mm，并对模板与混凝土间的摩阻力进行控制。在滑升的过程中，若混凝土存在流淌、坍塌等问题，说明混凝土强度不足，应控制滑升速度；混凝土脱模时，表面湿润度不足或是较硬，出现裂缝等问题，说明强度过高，应加快滑升速度。在滑升过程中，应做好千斤顶进油、排油工作，当油压值是正常滑升的1.2 倍时，不得提升液压千斤顶，应停止操作并进行检查与处理，保证滑升过程顺利开展。

2.4 竖井内爬式滑模施工中常见问题与处理方式

2.4.1 竖井内爬式滑模施工中比较常见的问题包括以下方面：滑模操作盘出现倾斜、平移扭转问题，模板变形问题，混凝土浇筑质量问题，爬杆弯曲问题等，导致这些问题的原因是在滑升过程中千斤顶工作不同步，荷载不均匀，混凝土浇筑对称性较差且纠偏较急等。当出现这些问题时，应及时进行检查并处理。

2.4.2 做好纠偏工作

使用千斤顶进行纠偏，将千斤顶关闭1/5，然后滑升2～3 个行程后，将千斤顶全部打开，滑升2～3 个行程后进行调整。根据不同的情况采用一定的外力进行纠偏，但是纠偏不得着急，避免爬杆弯曲、混凝土表面拉裂等问题。

2.4.3 纠正爬杆弯曲问题

在处理爬杆弯曲问题时，可以采用焊接钢筋或增加斜支撑的方式，若弯曲严重应进行切断并焊接人字形倾斜支撑。

2.4.4 避免模板变形问题

可以使用撑杆加压复原方式，若变形比较严重可以拆除后再进行修复。

2.4.5 保证混凝土施工质量

处理混凝土质量问题时，可以添加标号高一级的膨胀细骨料混凝土，并将表面抹平。

2.5 合理安装并拆除竖井内爬式滑模

2.5.1 做好前期准备工作

可以将防护平台或是模体安装到竖井底部，完成模体组装的同时构建安全防护平台，保证施工安全。

2.5.2 安装滑模并保证运行效率

滑模安装前，应采用φ48mm×3.5mm 钢管在竖井底部搭建工作平台并保证其支撑效果。滑模爬杆为φ48mm×3.5mm 钢管并将其设置到混凝土内部，采用卷扬机将制作好的桁架模体按照设计图纸安装到竖井底部。完成安装后，应及时检验并浇筑混凝土。滑模滑升到混凝土模板2/3 位置时，应在模板边缘浇筑30～50cm 的混凝土。当混凝土符合脱模要求后，滑升1～2 个行程，根据混凝土表面情况进行正常滑模，滑升高度控制在10 个行程，间隔0.5～1h 再进行滑升。控制滑升速度时，应了解混凝土初凝时间、浇筑速度、浇筑环境等因素，进而保证混凝土施工质量。

2.5.3 做好控制点测量工作

在滑模工作平台中设置控制点，监测各控制点数据，了解位移、偏差情况。可以使用经纬仪、U 形管液面观测计，观察滑模水平位置偏差并做好纠偏工作。

2.5.4 做好滑模拆卸工作

将安全拆卸平台安装到模体下部位置，确定模体结构后保证模体具有良好的受力性与稳定性。井口使用Ⅰ20 工字钢桁架，使用钢丝绳将模体下部主支架盘与桁架梁锁扣。拆除前，从模体上部滑出并与桁架梁结构拉结固定。拆除时，应先从竖井井口平台位置开始，将周围面板拆除，避免造成围圈损毁，保证其受力性。可以先从弧段位置拆除，然后再从主辐射梁周边采用扇形方式从两端拆除，拆除时还应将千斤顶逐步退出，退出千斤顶后从外围向鼓圈中心位置分解拆除。

3 强化施工质量管理

第一，在正式施工前，应先做好工程测量工作。在测量时，全面落实“控制成果一览表”，在保证审核无误后才可整体施工。在放线作业时，应科学设置控制点位置并做好路线、标高位置设定。第二，在开挖井口前，相关人员应到施工现场，对场地进行再次审核，并确定井口旁溪沟洪水水位标高。在确定地面风机房设计标高后，做好井口排水、截水施工。第三，尽可能避免在雨季进行竖井井口施工，在正式施工前应保证井口位置截水沟、排水沟设置，同时还应确保竖井井口外改沟引水渠道在比较靠后的位置。在开挖井口边仰坡时，采用自上而下的方式并做好防护工作。全面做好洞口周边排水设施设置工作，有效避免地表水流入竖井。在开挖通风竖井井口沟槽时，应充分考虑施工地点的地质条件、地形地貌，同时做好施工现场平整工作，有效保证排水效果。保证锁扣段底座位置的稳定性，地基承载力不得小于200kPa。第四，在井身施工过程中，出现少量水流，可以将深积水坑设置到竖井中心位置，为后期排水提供便利；在施工过程中，遇到含水层或是涌水量相对较大时，可以在工作面预留岩帽短段注浆层，随时灌注随时挖掘。当井壁出现渗漏问题时，可以采用壁后注浆方式。采用机械开挖方式完成竖井壁挖掘施工，确保周边围岩的完整性。在施工过程中，还应强化安全管理，减少安全事故的发生。第五，在竖井施工过程中，应保证周边仰坡的稳定性，保证现场施工可以有序开展。第六，在进行主洞交叉位置与联络道位置施工时，应对施工过程进行严格控制，采用随挖随支的方式，在主洞开挖支护过程中，提前预留交叉位置施工空间，同时全面落实设计图纸与施工规范，保证施工效果。第七，在联络道衬砌与主洞大断头墙施工时，做好衔接过程管理，同时制定临时管理预案，有效应对突发事故。第八，因为井底联络道位置与主洞位置交叉施工段施工内容较多、结构比较复杂且各主洞间的间距较短，因此在该区域施工时，应对爆破震速进行严格控制。第九，在初期支护的同时开挖施工，开挖施工后对围岩进行初喷，严格控制初喷厚度，不得小于40mm，然后进行锚杆设置、钢筋网挂设与钢架制作。在混凝土喷射时，可以采用湿喷方式，反复2～4 次喷射，将钢筋与锚杆暴露位置全面覆盖。完成一层混凝土喷射1h 后，表面出现粉尘时再进行下一层喷射，并保证喷涂表面的整洁性。完成混凝土喷射2h 后，采用喷水养护方式，养护时间为7d。在进行锚杆设置时，应根据设计要求完成螺母、垫板设置，垫板尺寸控制在15cm×15cm，钢板厚度为1cm，锚杆抗拔力不得小于70kN。第十，加设钢筋支架时，应保证其稳定性，并全面落实设计图纸，保证混凝土垫块设置位置满足要求，有效控制拱脚不规整或是虚渣等问题。在正式进行混凝土喷射前，应将钢板与上部位置连接，可以采用洞渣遮蔽方式，并为台阶施工时钢板连接施工提供便利。完成钢架架设施工后，应使用混凝土楔块封堵围岩与钢架之间的空隙，同时充分发挥钢架的支撑作用[5]。

4 结语

高速公路隧道竖井施工相对复杂且对质量有着较高的要求，整体施工内容也较多，若其中一个环节没有处理好都会导致质量问题，给后期使用带来非常不利的影响。因此为了保证高速公路隧道竖井施工质量，在施工过程中应科学应用二次衬砌滑模混凝土施工技术，结合工程具体情况，减少安全、质量等方面的问题，提升高速公路隧道施工质量，为后期安全稳定运行奠定基础。