供热隧道通风斜井中隔墙的施工技术探讨

2018-10-24常亮

山西建筑 2018年27期

常亮

(太原市热力集团有限责任公司，山西太原 030012)

随着环境问题的日益突出，尤其是我国北方地区在冬季供暖期，空气质量指数频频飙高，长距离集中供热成为改善北方地区冬季空气质量的有效措施。在长距离集中供热的设计施工中，往往会遇到山川、沟谷等不同地理环境，供热专用隧道成为遇到山川的主要解决方式。隧道一般分为单管隧道和连拱隧道两种形式，由于供热工程的特殊性，普遍为单管隧道。长距离供热隧道的通风一般采用机械通风和自然通风相结合的方式，在自然通风的基础上，利用通风斜井安置轴流风机，采用送排风形式对隧道进行机械通风。通风斜井通过设置中隔墙,将斜井分隔成送风、排风两条区间，以达到隧道通风的目的，保证供热隧道内的空气质量与外界相一致。

1 工程概况

此集中供热工程由古交兴能电厂为起点，终点为太原市东社枢纽，全长共37.8 km，敷设方式包括直埋段、架空段和隧道段。隧道段采用架空敷设，局部采用直埋敷设。隧道横断面总宽度10.8 m，总高度7.24 m，隧道段全长15.2 km，由3个隧道组成，其中1号隧道全长1.4 km，2号隧道全长2.4 km，3号隧道全长11.4 km。3号隧道设置斜井，斜井长710 m。洞体围岩为第四系中更新统冲洪积粉质粘土；石炭系上统太原组泥岩、粉砂岩夹石灰岩、煤层，中统本溪组页岩、砂岩、灰岩、铝质泥岩；奥陶系中统峰峰组石灰岩、泥灰岩、白云岩、石膏层，上马家沟组石灰岩夹白云岩、泥灰岩，产状252∠8°。石炭系太原组煤层埋藏较浅，存在小窑采空区，围岩等级Ⅴ级～Ⅲ级。根据斜井地形、地质条件，斜井为施工斜井兼运行期通风井。斜井衬砌结构的设计是按新奥法原理结合工程类比法进行设计，采用柔性支护体系结构的复合式衬砌和喷射钢纤维混凝土结构。

2 中隔墙的类型及特征

中隔墙根据具体的地形、工程特点需要，可以分为不同的类型。按照中隔墙的形状，可以分为直中隔墙和曲中隔墙；按照中隔墙的施工工序和步骤，可以分为预制中隔墙和现浇中隔墙；按照中隔墙不同的结构受力情况，可以分为整体式中隔墙和分层式中隔墙。

1)直中隔墙施工方便，对隧道内施工相互影响小，但是存在局部应力集中现象，防排水工序较难施工；曲中隔墙施工工序较复杂，应力分布合理，强度、稳定性较好。2)预制中隔墙施工方便，施工工期一般较短，对预制件的拼装效率和施工场地的条件要求较高；现浇中隔墙对施工场地要求低，施工中人力、物力利用率较高，施工投资较预制中隔墙低。3)整体式中隔墙往往用于双拱隧道中，中隔墙厚度较薄，施工较方便，施工工期较短，但易产生施工缝，防排水较难控制；分层式中隔墙施工工序多，厚度可以较大，施工质量可以分层控制，防排水效果好。

结合本工程中隔墙的具体用途与地质环境条件，本工程采用现浇整体式直中隔墙。

3 中隔墙施工技术

通风斜井一般为隧道的附属结构，因施工工期的要求，一般采用井口向井底开挖的方式进行开挖，开挖后进行初期支护，初期支护完成后进行中隔墙和二衬的施工。但是由于本工程运行的特殊性，在初期支护后进行二衬的施工，待二衬完成，达到设计要求后，由井底向井口进行中隔墙的施工作业。该工程中隔墙施工图如图1所示。

3.1 现浇整体式中隔墙施工难点

1)整体式中隔墙大多厚度较小，多为薄壁中隔墙，在中隔墙施工过程中的位置定位和厚度均一性的控制难度较大。

2)现浇中隔墙的混凝土浇筑质量控制难度较大。中隔墙的高度较高，混凝土在浇筑后，振捣，密实较困难。若振捣不均匀，往往在混凝土凝固后，产生麻面、蜂窝、孔洞和表面不平整的现象。

3)中隔墙顶部和底部的固定决定着中隔墙的受力均匀性和稳定性。现浇混凝土在浇筑过程中在顶部和底部不能完全与斜井的二衬和底板结合完整，影响中隔墙的稳定性和抗震性。

3.2 中隔墙施工工序

1)根据隧道斜井施工图纸对中隔墙的位置进行定位，利用测绘工具对中隔墙高程进行确定、对中隔墙的轴线进行定位和校核。在分段进行支模，浇筑混凝土，拆除模板后，派专业质检员对浇筑的混凝土中隔墙进行轴线校核，防止在长距离浇筑混凝土中隔墙时发生偏差。在测定结果确定无偏差后，才能进行下一段的支模和浇筑工作。严禁专业质检员以外的人员对中隔墙进行轴线校核纠偏工作或直接采用目测方式对中隔墙进行校核工作。

2)支模台车的选择和安装。在斜井中隔墙的施工中，由于施工工作面的限制，人力资源和施工效率不能得到充分的发挥，因此选用支模台车进行中隔墙的支模和浇筑工作。选用的支模台车应具有以下特点：a.在结构上采用对称式的支模结构，在施工过程中既可以充分利用通风斜井的宽度，也可以保证支模台车的稳定，还能保证不同工种工人同时施工。b.通风斜井在隧道的施工期间还承担着运输弃渣的任务，在斜井中铺设铁轨，进行有轨运输。支模台车也应采用如此轨道式的移动方式，保证了在斜井中的移动效率，也避免了中隔墙的轴线偏差。c.在中隔墙支模浇筑过程中，采用机械提拉的方式对模板进行拉升，提高了施工效率。

3)中隔墙的固定。中隔墙的固定决定着整个中隔墙的强度、稳定性和抗震性。此工程中隔墙是在通风斜井二衬完成后由井底向井口进行中隔墙的施工作业。中隔墙施工先在通风斜井的顶部和底部进行植筋，再进行中隔墙钢筋的绑扎工作。a.植筋时，首先进行顶部和底板表面的清理，按设计要求标示钻孔位置、大小、深浅。钻孔的孔径一般需比植筋直径大4 mm；使用电锤进行钻孔，当钻孔深度达到设计要求后，用空压机或其他设备将植筋孔内灰尘吹出。为保证植筋胶的作用效果，严禁使用高压水对植筋孔进行清理。清孔时，首先将植筋孔擦拭干净，再用棉丝封堵植筋孔口，防止灰尘进入植筋孔。b.钻孔完成后，待成孔验收合格后，开始进行植筋胶的灌注。在植筋胶灌入植筋孔内约1/3处后，按照设施施工图纸要求植入B22钢筋。植入时，钢筋宜采用旋转植入的方式，将孔内空气排出，直到植入钢筋周边有少许植筋胶溢出时，停止植筋。c.植筋完成后，24 h内不得对植入筋进行扰动，保证植筋胶的固化。最后，可用千斤顶、锚具、反力架组成的系统作拉拔试验进行检验，确保植筋达到设计强度要求。

4)植筋与钢筋的搭接、钢筋的绑扎。为保证中隔墙的强度和中隔墙的整体性，此工程施工中中隔墙钢筋与植筋采用单面搭接焊的形式进行对接，根据JGJ 18—2012钢筋焊接及验收规程相关条款规定，钢筋的搭接长度大于22 cm，并对搭接结果进行验收。通过单面搭接焊方式，既保证了钢筋和植筋连接的强度要求，又节约了施工的时间，提高了施工效率。搭接完成后，中隔墙的顶部和底部均已固定，施工人员根据中隔墙施工图的具体要求进行钢筋的绑扎。

5)中隔墙的混凝土浇筑。混凝土的浇筑前，对模板台车的模板安装必须保证稳固牢靠，接缝严密，不得漏浆；模板表面要光滑，与混凝土的接触面必须清理干净并涂刷脱模剂，以保证中隔墙浇筑墙面时与模板的顺利脱模，使中隔墙的墙面平整度达到要求。混凝土浇筑过程中，考虑到本工程中隔墙的厚度为30 cm，采用手提式振捣棒结合附着式平板振捣器共同振捣的方式以防止混凝土振捣不密实，导致产生气泡、蜂窝麻面等不良现象。

6)中隔墙混凝土墙体的养护。此工程中隔墙长725 m，支模台车分段进行支模浇筑工作。在浇筑1 d后，拆除模板对浇筑的混凝土进行洒水养护，养护时间不得少于7 d，以防止混凝土养护不合理，造成中隔墙的强度达不到设计要求从而产生蜂窝、裂缝、脱落、露筋等质量问题。在到达养护时间后，利用回弹仪对中隔墙强度进行测定，以达到设计要求。若未达到设计强度，及时查找原因，进行修补加固。