公路隧道竖井十字隔墙滑模施工技术浅析

魏福贵， 方晓峰， 李 鳌， 雷 杨， 衡冠良

(1.四川川交路桥有限责任公司，四川广汉 618700; 2. 西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室，四川成都 610031)

竖井可以有效地解决长大公路隧道运营中的通风难题，而竖井中隔墙将竖井通过中隔板分开设置送风、排烟通道，对隧道运营功能正常具有重要作用。目前水电、煤炭等能源行业已经提出了多种竖井施工方法，如全断面爆破成型法、反井钻机扩挖法等。但在公路隧道竖井修建上，国内尚未形成统一合理的施工方法。现有公路隧道竖井中隔墙施工中大多使用的还是翻模施工，这种施工方式施工时需要进行模板的拆除和翻吊，工序复杂，耗费时间，同时每模之间会产生施工缝，后期处理麻烦且浪费材料。

对此，彭勇辉等[1]提出了一种隧道竖井井壁衬砌与中隔墙衬砌同步滑膜施工技术，打破了以往隧道竖井中隔墙衬砌施工顺序，即先修建隧道竖井井壁衬砌，后修建中隔墙衬砌；李丰果等[2]针对宁武高速公路隧道地表水发育的特点，提出了一种导井扩孔开挖竖井及不对称中隔墙滑模衬砌施工技术；赵超志[3]结合秦岭终南山特长公路隧道大直径、深竖井的特点，提出了单井两分的双半圆滑模一次性施工方法。

本文以攀枝花至大理(四川境)高速公路宝鼎2号隧道竖井施工为基础，提出了一种适用于公路隧道的新型竖井十字中隔墙滑模施工技术，可以有效解决现有竖井中隔墙施工中工序复杂，施工质量差的问题，达到施工进度加快，材料浪费减少，施工成本降低的目的，从而显著提升中隔墙施工质量。

1 工程概况

攀枝花至大理高速公路(以下简称“攀大高速”)宝鼎2号隧道位于四川省攀枝花仁和区境内，是攀大高速的重点建设工程，隧道设计为双向分离式越岭隧道，其中左洞全长8 775 m，右洞全长8 762 m。

通风竖井位于右洞K18+570测设线右侧60 m处，竖井深227.5 m，其中V级围岩段62.5 m，上部主要为卵石土及中砂，下部为强-中风化砾岩，卵石土呈稍密-中密状，粒间充填粉质粘土，砾岩风化强烈，节理裂隙发育，岩体破碎；Ⅳ级围岩段165 m，岩性主要为中厚层状的中风化砾岩，节理裂隙较发育，砾岩为较硬岩。竖井内径9.6 m，地质纵断面图见图1，结构示意图见图2。

图1 竖井地质纵断面

图2 竖井结构示意(单位:cm)

2 滑模结构设计

滑模方式的选用：φ9.6 m圆形井壁十字中隔墙整体模板，采用整体模块式滑模浇筑，结构示意图如图3所示。

图3 滑模结构立体示意

滑模由滑模模板、爬升系统和安全系统组合而成，包括滑模模板、开字架、千斤顶、爬杆、井架安全吊绳和防坠安全网共六个组件，用于公路隧道竖井中隔墙滑模施工。滑模平台示意图如图4所示。

图4 滑模平台示意

2.1 滑模模板

滑模模板使用刚性材料按照中隔墙设计施工图纸进行制造，结构简单，用以在混凝土浇筑时固定流体状混凝土，形成后期成品混凝土中隔墙。

2.2 爬升系统

由开字架、千斤顶和爬杆共同组成装备的爬升系统，爬杆作为装备提升轨道，千斤顶则为装备提升提供动力，开字架用以将滑模模板，千斤顶等固定在一起。

2.3 安全系统

由井架安全吊绳和防坠安全网共同构成装备的安全系统。井架安全吊绳是由井架垂下的四根钢筋绳用以承担装备重量，防坠安全网铺设于装备下方用以保护施工人员安全。

3 滑模施工流程

滑模施工从井底处开始，一次组装滑升至井口标高结束。包括：内外竖筋、环筋绑扎，浇筑混凝土，滑升，井壁壁面修饰、养护，以此作为施工流程的一个循环。具体流程如图5所示。

图5 新型滑模施工工艺流程

3.1 试滑

在此新型隧道竖井十字墙滑模进入施工循环前，必须先进行试滑。试滑时应先完成钢筋安装及混凝土浇筑，随后将全部的千斤顶抬升50～100 mm，初步检查混凝土的出模质量是否符合规范要求；混凝土质量达标后，继续将滑模模板提升300 mm，并对整个滑模平台进行系统地检测、调整，一切正常后即可进入正式滑升。

3.2 钢筋绑扎

钢筋安装应遵循以下要求：内外竖筋2 m为一分段，以套筒的方式进行连接；环筋采用φ18 mm钢筋，长度不大于4.8 m，以绑扎的方式进行连接，且搭接长度不小于0.63 m。同时，内外竖筋与环筋的接头面积百分率应小于25 %。

为了加快滑升速度，可以预先用粉笔在竖筋上标记间距线，以此来控制环筋的绑扎间距。尤其注意，内外竖筋安装应在滑模滑升一个循环后进行。

此外，由于模板距提升架距离有2 m，其间应布置不少于两道环筋；在滑升过程中，须加强对竖筋的监控，避免竖筋发生偏位，从而导致环筋无法穿插。

3.3 浇筑混凝土

混凝土浇注采用提升轿车吊桶吊装至竖井施工盘，由分灰器输送至模板内，隔墙各部位应均衡对称浇筑。按1.7 m每循环浇筑，共10.94 m3混凝土，每循环混凝土浇筑时间控制在1 h内。注意在距离模板上端50 mm左右时，应停止浇筑混凝土。

混凝土注入滑模后，采用插入式振捣棒振捣，且遵循“快速插入，慢速拔出”的并列式振捣原则。每个部位振捣20～30 s时间，直至混凝土表面不再泛浆、出现显著下沉式的气泡为止。尤其注意振捣棒在振捣上层混凝土时，振捣棒还应插入下层混凝土不小于50 mm的深度，及时消除层与层之间的接缝。

3.4 模板滑升

初升：当第一层混凝土的贯入阻力值达到0.4 kN/cm2，混凝土总的浇筑高度达到约800 mm时，应进行模板的初升。

正常滑升：模板初升后，可以按照滑模施工工艺流程图进行分层浇筑、循环作业、持续滑升。两次循环滑升的间隔为4 h，包括：钢筋安装3 h，混凝土浇筑1 h。

末升：模板正常滑升至距离井口1 m时，应及时降低滑升速度，找正模板位置及标高，从而保证最终模板上口与井壁设计标高持平。

4 滑模施工要点

连续性施工可以显著提高工程质量，如因特殊情况而引起施工暂停，即停止混凝土浇筑，可采取以下措施：每隔0.5～1 h进行一次模板提升，直到模板不在粘结。在进行下一次 浇筑时，应先浇筑一层200mm原配合比石子减半的混凝土后，再浇筑正常配合比的混凝土。

5 结束语

本文所提出的应用于宝鼎2号隧道通风竖井十字中隔墙滑模施工装备结构简单明了，适用性强，且模板滑升阻力小，有利于成型混凝土质量达到设计要求。

该施工技术对施工组织要求较低，不但有效解决了现有竖井中隔墙施工中工序复杂，施工质量差的问题，而且显著提升中隔墙施工质量，加快施工进度，避免材料浪费，降低施工成本，可以为类似工程提供借鉴和参考。