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摘要:中隔墙是整个连拱隧道结构稳定的关键,是连拱隧道最重要的结构体,它对围岩的支撑稳定具有非常重要的作用。连拱隧道中隔墙施工,特别是中隔墙顶部回填是整个中隔墙施工中重要的环节之一,直接关系到整个隧道的受力安全,在实际施工中回填质量容易被忽视。本文结合实例介绍中隔墙顶部回填方法及控制要点,为类似工程提供参考。

连拱隧道中隔墙顶部回填方法及控制案例

工程概况

中隔墙顶部现状包头至茂名国家高速公路湖南省吉首至怀化段榆树冲隧道为连拱隧道,隧道中隔墙为曲中墙,呈对称形式布设,现场采用模筑施工。中隔墙混凝土采用泵送混凝土,坍落度为16耀20cm。隧道中导洞开挖以后,在中隔墙顶部形成圆弧形区域(如图1 所示),在施作中隔墙时,由于采用泵送混凝土,混凝土坍落度较大,且顶部不完全圆顺,凸凹不平,存在一定起伏,无法一次性灌满混凝土,造成中隔墙顶部脱空,为不让中导洞顶与中隔墙顶之间有间隙,确保中隔墙与中导洞初期支护结合良好并且山体压力能传递到中隔墙上,需要对中隔墙顶部要进行回填处理。

连拱隧道中隔墙顶部回填方法及控制案例

回填方案选择方案一

片石回填+喷射混凝土填充包裹。现场施工中,大多施工队常采用浇筑中隔墙时在顶部预留一定高度,在上面填塞石块,再用喷射混凝土填缝、包裹,或完全使用喷射混凝土填塞。此法主要的优点在于便于中隔墙主体施工,中隔墙模板安装时无需一次将模板装满到顶部,装模和拆模比较方便,施工方法简单。但在实际操作过程中,存在如下弊端,施工队常会就地利用不合格的石料填塞,石块缝隙无法填塞密实现象,此外,由于洞内空间狭小,特别是顶部横向喷射混凝土极不容易操作,无法喷射密实,从而形成空洞。

连拱隧道中隔墙顶部回填方法及控制案例

方案二

压注水泥浆回填。中隔墙混凝土浇注尽可能浇注到墙肩顶部甚至更高处,仅预留顶部圆弧区域,剩下的圆弧区域采用压注水泥浆进行回填,在中隔墙混凝土施工前在墙顶圆弧区预埋注浆管。本方法的优点在于充分发挥水泥浆的流动性,易于将顶部空隙填充完好。结合本隧道的设计特点及现场实际情况,在确保回填质量及方便施工的前提下,最终采用了在弧顶预埋注浆管灌注水泥浆对顶部进行回填的处理方案。

施工方法注浆管安装

注浆管从中隔墙顶侧面横向穿入,管口伸至弧顶,钢管上打眼,孔眼间距20cm(如图2),外露段不打眼。注浆管通过绑扎或点焊在中隔墙内的钢筋上固定好,以防在混凝土浇筑过程中松动、脱落或跑位。为防止注浆后浆液倒流同时控制好注浆压力,在注浆管外露端口设置阀门。注浆管采用直径42mm 的钢管。纵向间距3m,左右两侧交错布置。

顶部模板制作安装

连拱隧道中隔墙顶部回填方法及控制案例

由于中导洞拱顶局部存在起伏、不圆顺的现象,事先要对中隔墙钢模与拱顶连接处存在漏洞的地方补充模板,模板采用木模(竹胶)板,根据漏洞形状、尺寸加工,安装固定,所有接缝和缝隙采用泡沫胶进行封堵。

中隔墙混凝土封顶

为确保中隔墙混凝土在浇筑过程中尽可能的灌注到最高位,沿线路纵向方向,往上坡方向浇筑混凝土,直到无法灌注混凝土为止。混凝土浇筑完成后,尽可能使顶部混凝土平整。

中隔墙肩顶喷射混凝土

封边混凝土达到拆模时间后,拆除模板,检查中隔墙顶部两侧混凝土与顶部围岩结合状况。经过检查发现,有钢拱架段落(IV 级围岩段),在初期支护后,表面相对规则、平顺,中隔墙混凝土浇筑后两侧与顶部结合良好,混凝土顶面要高于中隔墙肩部;而无拱架段落,初支表面不起伏大,不平顺,中隔墙混凝土浇筑后,两侧肩部与拱顶结合差,大部分存在空隙。使用喷射混凝土对中隔墙肩部与拱顶为结合的部位进行喷护密封,防止注浆过程中漏浆(见图1)。

连拱隧道中隔墙顶部回填方法及控制案例

压注水泥浆

通过试验配置与中隔墙同标号的M25 水泥浆,配合比如表1 中的方案3。压浆机采用普通砂浆搅拌机及活塞式压浆机。为提高功效,每两模中隔墙注浆一次(每模10m)。压浆从低位往高位压,压浆前打开注浆管排气阀门,直到冒出浓浆后再逐一关闭,持续加压1~2 分钟。注浆压力,以压力表读数为准,初压0.5~0.7MPa,终压:1.0MPa。

在注浆过程中实施中隔墙左右两侧交错注浆,确保注浆的密实性。注浆管有两个作用,在一侧注浆时相对另一侧的注浆管打开,一是作为排气管,二是检测浆液是否注满(若注满,浆液会从另一侧的管中流出),浆液流出后停止注浆。施工中存在中隔墙两侧封闭不严的情况,存在漏浆的可能,若发生此情况,可在注浆12 小时后进行二次注浆弥补。压浆完成后,对喷洒在中隔墙顶面的浆液进行清洗。

通过水泥浆的各项性能指标及经济成本比较,最终选择编号为3 的配合比方案。

注浆管头切割

为便于后期在中墙表面张挂复合防水板,待压注浆液强度达到设计强度后,使用砂轮切割机将注浆管头切除,并打磨平整。

动图

控制要点

1、中隔墙混凝土浇筑完成,由于顶部空间狭小且受内部钢筋的影响,表面不便收平,现场工人在操作时处理比较毛糙,现场需要加强控制,严格要求,保证混凝土表面大致平整。

连拱隧道中隔墙顶部回填方法及控制案例

2、浇注封顶砼时,要加大泵送压力,尽可能的将混凝土面提升至中隔墙肩部与拱顶结合线以上,一方面可以对两侧肩部进行良好的封堵,另一方面,可以节省注浆量。

3、使用喷射混凝土封边时,要尽量封厚,封密实,防止压浆过程中浆液从侧面泄露。

4、安装注浆管时,内侧端口要尽量位于中墙顶部空腔弧顶最高处,以确保将空腔注满浆液。

5、注浆过程中要将浆液搅拌均匀并注意压力,压力不小于1.0MPa。

6、在前期中导洞施工时拱顶处锚杆头应外露30cm以上,并与中隔墙顶部钢筋焊接在一起,以增加中隔墙与顶部围岩的结合力,上下形成受力整体。

7、回填的弧顶部分,为避免水泥浆开裂,适当增加一些细丝钢筋网,增强其结构性能。

8、在墙顶回填完成,浆液强度达到设计强度后方可开挖主洞。因主洞靠中隔墙内侧的初期支护钢拱架底脚一般支撑在中隔墙肩部,因此在开挖主洞与中隔墙结合部位后,可以查看注浆是否密实,墙顶是否有空洞。若发现有空洞,可使用喷射混凝土进行填充。

连拱隧道中隔墙顶部回填方法及控制案例

通过后期主洞开挖后从侧面观察,中隔墙顶部回填密实,沉降观测数据显示拱顶无明显下沉,以上处理办法回填处理效果良好,达到了预期目标。

结束语

近些年来,连拱隧道越来越广泛地被应用到山区公路中来。中隔墙作为连供隧道的主要受力结构,其施工方法的选择及过程质量控制非常重要,特别是中隔墙顶部处理尤为关键。现阶段,我国正在进行大规模的隧道施工,施工方法和工艺都相对比较成熟,但在细节的处理上还做得不够,因此目前隧道施工应更加重视细节,提升隧道施工质量。

连拱隧道中隔墙顶部回填方法及控制案例

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