公路隧道中心排水沟倒“凸”字型模板高效施工及控制技术

鲁海峰

【摘 要】中心水沟有效集水、快速排水，避免积水，中心排水沟几何尺寸控制技术，保证中心排水沟纵向整体线型平顺，无接缝（只是每次的施工缝，施工缝位置不渗水），实现快速、标准化施工，提高工作效率，通过简化、整合仰拱填充和中心排水水沟（包括纵向、横向排水盲管）施工工序，将仰拱填充和中心排水水沟两道工序合并为一道工序高效施工。

【关键词】中心水沟 倒“凸”字型模板 高效施工 控制技术

隧道工程修建于地下岩土中，整个隧道结构可能会处于地下水的包围之中。而地下水无孔不入，经常会由于对地质勘探的认识不足，设计、施工及运营管理各环节工作的不到位，造成隧道防排水系统产生缺陷，引起隧道发生渗漏水现象。截止目前，隧道渗漏水已经成为影响我国公路隧道的主要病害之一，是影响公路隧道正常运营及全寿命的至关重要的因素之一。公路隧道中心排水沟纵向贯穿整条隧道，是整条隧道集水、排水系统的关键环节。隧道结构之外地层中的渗水，通过环向排水盲管的集水、纵向排水管的汇聚，由横向排水盲管最终汇入中心排水沟，并由中心水沟排入隧道外排水系统。因此，中心排水沟的集水、排水能力是重点和薄弱环节，而通过良好的施工控制达到从根本上保证该功能发挥良好效果，是最优的策略。

1 模板加工及安装定位

1.1 每节“凸”字型模板的制作（如图1）

（1）根据中心排水沟的几何尺寸，采用钢模板加工成每节长度150cm，上部高36cm，水平台阶腰宽10cm，下部高40cm，底脚宽10cm的定型模板；并形成左右对称结构。要注意采用模板纵、横加劲肋的密度，防止应力集中造成变形和破坏。（2）两半幅底板之间用活动铰连接，活动铰撑开，即为设计底宽，同时底部横向固定；活动铰撬起打开，底部自动脱模。纵向每50cm设置一道，和花篮螺丝上下对应。（3）模板顶面加工成宽5cm的平面，平面上每50cm预留一直径为2cm的圆孔，用于模板拆卸时撬杠撬松。（4）在模板顶面向下10cm加劲肋位置，纵向每50cm设置一道花篮螺丝，在同位置同时设置一道同宽木横撑。

1.2 安装固定

（1）花篮螺丝两侧模板上对称设置连接孔，花篮螺丝两端钩在连接孔上。花篮螺丝拧紧，则限制对称模板张开，安装过程中防止对称模板散开。同时，紧邻花篮螺丝旁，设置总长为模板间距（此处为40cm）的截面为4cm×4cm的方木横撑，横撑两头垫设8cm×8cm，厚2cm木板。当花篮螺丝拧紧时，则木横撑限制对称模板合拢，相当于受压杆件，仰拱填充过程中防止对称模板受到压力合拢位移。模板拆卸时，只需松开花篮螺丝，打掉方木横撑一端垫木，则木横撑自动掉落，打开底部活动铰，卸开节与节之间的连接螺栓，则每节“凸”字型模板即可轻松拆下。（2）在每节中间，底部向上20cm处，面板上预留Φ12 cm的圆孔，圆孔中心位置为横向排水盲管中心（如图2）。（3）每节之间的连接方式。每节之间用连接螺栓固定，和普通模板安装方法一致。

图2 隧道中水沟倒“凸”字型每节装置对称内侧立面图

1.3 倒“凸”字型整体装置的定位方式（图3）

（1）在倒“凸”字型整体装置底部两侧各预埋8根定位钢筋，用于限制该装置左右位移，通过打开两半幅底板之间活动铰，固定底部。（2）通过花篮螺丝和木横撑固定中上部。（3）在8根定位钢筋断面方向外1.5m处埋设锚固钢筋，通过顶部卡槽，设置︹形拉筋，并焊接在锚固筋上，形成斜拉筋，限制该装置左右位移，同时防止倾覆和该装置上浮。注意卡槽、定位筋和锚固筋在同一横断面上，有利于受力和固定。

2 施工工艺

（1）通过测量放样，在仰拱钢筋绑扎时，预埋倒“凸”字型整体装置底部两侧预埋8根定位筋和8根锚固筋，分别出露10cm即可。（2）在定位钢筋上标出倒“凸”字型整体模板安装的平面位置和顶面高程。（3）仰拱混凝土终凝后，即可根据平面位置和高程进行拉线放样，根据墨线逐节安装倒“凸”字型模板。安装前，对模板外表面抛光、涂刷脱模剂。安装时，底脚紧贴在仰拱表面。根据放样位置，将每节模板安装在定位钢筋之间，打开底板之间活动铰，准确固定平面位置；根据高程放样，垫设或凿除装置下混凝土，准确确定高程位置。安装花篮螺丝和木横撑，拧紧花篮螺丝，通过模板顶面卡槽，将︹形拉筋焊接在锚固筋上。逐节安装模板，并通过连接螺栓连成整体，注意节与节之间接缝平整、严密。这样的整体安装后结构稳固，位置准确，线形平顺。（4）将横向排水盲管穿过预留圆孔，并对纵、横向排水盲管进行临时固定；排水管管口用无纺布填塞包裹。（5）倒“凸”字型整体装置安装完毕，检查装置顶面位置和高程，自检符合要求后，将底脚处用仰拱填充混凝土高一级标号的砂浆进行填塞，防止漏浆（根据实际情况，需要时才施做）。（6）浇筑过程中，注意在模板左右两侧逐层大致对称浇筑，按要求振捣密实，防止单侧压力过大造该装置错位、移动和跑模等现象发生。（7）混凝土达到拆模强度后，从斜拉筋出露填充层位置将斜拉筋割断，拆去︹形限位钢筋，卸掉每节间连接螺栓；松开花篮螺丝，打去垫木，卸掉木横撑，打开底部活动铰，用撬杠辅助，逐节卸掉模板，并抽移至下一待施工位置，准备继续重复作业。（8）模板拆除后，在倒“凸”字型沟腰上（每边10cm），安装中心水沟预制盖板，盖板上再填充混凝土并和填充层顶面平齐。

4 结语

公路隧道中心排水沟倒“凸”字型模板高效施工及控制技术的应用，与传统的中心排水沟作业相比较，具有以下优点：（1）该模板贯彻隧道防排水理念，实现结构排水，“防堵结合，快速引流”，从根本上解决了中心水沟系统的病害发生，保证了隧道结构的稳定性和耐久性，提高隧道的运营和全寿命效果。（2）加工、制作简单；安装和拆卸方便，具有可靠的固定性和灵活性，安全可靠，经济实用，可以重复使用，最后回收残值率大于95%。（3）将仰拱填充和中心水沟合并施工，大幅度提高了工作效率，大幅度降低了劳动强度，节约了人工60%以上，大幅度提高了仰拱填充和中心水沟的工程质量。（4）把中心排水“管”换成了中心排水“沟”，增大了中心排水沟空间，大幅度提高了中心水沟的集水、排水能力；且在中心水沟顶面可以分段设置检查井，检查井内设置沉砂池。（5）施工中，通过模板两端顶面，即可准确控平面位置和高程；根据拉线放样，准确控制长段落仰拱填充及中心排水沟几何尺寸，且控制后的中心水沟整体线形平顺、排水通畅，控制措施可靠，控制手段易于实现，控制效果明显，提高了整体施工水平。（6）通过不透水的施工缝代替了预制管接头，避免了接头渗水、积水，避免了采用预埋管时接头处的渗漏水。（7）全部横向排水管能直接、及时、顺畅地排入中心排水沟，杜绝了衔接不畅和旁溢斜流；而且杜绝了预埋管透水孔堵塞失效等现象的发生。（8）便于标准化、规范化、集约化组织施工，便于组织流水作业，施工时间可以缩短50%以上，也提高了该装置的周转率。（9）施工完成后的中心排水沟，可以方便地按规范要求实施通水试验，且观察结果直观、有效。

参考文献：

[1]重庆交通科研研究院.公路隧道设计规范（JTG D70-2004）[S].北京：人民交通出版社，2004.

[2]中交第一公路工程局有限公司.公路隧道施工技术规范（JTG F60-2009）[S].北京：人民交通出版社，2009.

[3]中交第一公路工程有限公司.公路隧道施工技术细则（JTG/T F60-2009）[S].北京：人民交通出版社，2009.