高速公路隧道预埋件快速施工技术研究

朱辉 ZHU Hui

（中铁十二局集团第三工程有限公司，太原 030024）

0 引言

随着我国高速公路的建设和发展，隧道施工规模越来越大，高速公路隧道预埋工程通常随隧道主体工程同步进行，而其机电设备、电缆等的安装工程则在隧道贯通后进行，因此，预埋工程的施工质量将直接影响后期机电设备安装质量和进度。因而预埋预留的快速、同步及高质量施工成为亟待解决的问题。

公路隧道内的预留预埋采用暗敷暗设，即将隧道通风、照明、监控、指示器、供电等的穿线管及各种设备洞室全部预埋或预留在二衬混凝土中，后期预留设备的安装等都是按标准尺寸施工，因此，预埋件的准确定位尤为重要。通常隧道施工的定位点是放样在基础面上，根据放样点计算施工点高度差和偏距，但二衬中预埋件的安装是在二衬台车定位完以后进行施工，施工定位空间较小，且受二衬台车模板的弧度的影响，工人难以根据放样点准确确定预埋件的定位位置。本文改变通常定位方法，采用以定位后的二衬台车模板接缝位置作为预埋件、预留洞室施工的参照点进行定位，从而解决了预埋件定位不准确问题，提高了预埋件施工定位的准确性和施工质量，达到快速施工的目的。[1]-[2]

1 工程概况

新建广东省大（浦）（丰）顺（五）华高速公路项目鸿图特长隧道为双线四车道隧道，隧道全长12.6公里（双线），本标段施工总长度为6259m（双线）。该隧道设计为复合式衬砌，根据设计文件，二衬混凝土中设计有射流风机控制箱、配电控制箱、检查井及各类钢质底盒等预埋洞室、预埋件，规格不一、数量繁多，采用混凝土整体式液压台车结合混凝土泵车进行浇筑，后期机电、照明等设备安装空间均需通过预埋的方式提前预留。

基于现场的施工难题，提出了隧道预埋件快速施工技术。

2 施工技术

2.1 施工流程

高速公路隧道预埋件快速施工工艺流程见图1。

图1 施工工艺流程图

2.2 施工工艺原理

本施工工艺通过借助定位好的二衬台车模板进行预埋件的精确定位。

①利用台车轮廓线与衬砌内轮廓重合作为理论依据。定位后的二衬台车外表面轮廓即为二衬内轮廓面，二者互相吻合，各种预埋件控制点均可通过二衬模板外轮廓确定。

②利用台车自身接缝作为参考线建立纵向数据线，利用台车端头已知里程作为横向数据线，建立台车范围内的数据控制网络进行预埋件定位。

根据二衬台车AutoCAD图纸和现场实际测量核算，确定台车模板接缝在轮廓图上的位置，共有4条模板接缝和1条模板中线位于台车上可供用于测量参考，统称这些线为参考线，借助这5条参考线，建立二衬内轮廓位置数据控制网络，便于准确定位台车范围内每一点。

③利用AutoCAD软件测得设计图纸中的相关数据即可进行预埋件定位。

设计图中各预埋件的控制点均可在AutoCAD软件中设计图纸上标记出其与台车模板参考线之间的相对弧长距离数据，现场施工中即可通过测量模板参考线到设计控制点的弧长确定预埋件定位点。

2.3 关键施工技术

2.3.1 模板参考线位置的确定

利用AutoCAD制图技术，在二衬台车轮廓图纸中标记出参考线的位置，分别记做C1～C5，在CAD图纸中分别测得参考线与设计标高之间高差，再测量定位好的二衬台车模板参考线，根据测量所得数据复核参考线与设计标高之间高差，结果实测所得高差与图纸中测得高差吻合，即定位好的台车参考线数据有效，可作为预埋件定位参考使用。二衬模板参考线在二衬轮廓图中的位置见图2。[3]

图2 模板参考线位置

2.3.2 确定参考线到预埋件控制点之间数据

根据图纸中预埋件设计位置，反映到CAD图纸中，直接使用标注工具标出预埋件控制点与二衬台车参考线的相对尺寸，得出的数据即为预埋件控制点定位数据，见图3。

图3 模板参考线与控制点之间弧长

2.3.3 预埋件模板模型制作

模板模型采用竹胶板和方木相结合制作，竹胶板作为面板，保证预留洞室内表面光滑平整，方木作为支撑，承受浇筑过程中混凝土的压力。模板模型要与二衬台车紧密贴合，防止浇筑过程中混凝土渗漏至预埋件内。模板直边较容易制作，关键在于弧形边制作，可借助图中直边到二衬台车模板的距离Ln，Ln的长短随直边高度的变化而变，从而制作出与二衬模板较为贴合的预埋件模型，见图4。[4]

图4 预埋件模板弧形边尺寸

2.3.4 预埋件定位施工

二衬台车定位好以后，即可进行预埋件定位施工，现场定位时通过可以当做重锤使用的施工无弹性绳在重力作用下竖直后量测台车参考线到已确定弧长的位置点即为预埋件控制点位置，从而对预埋件进行定位、加固施工。定位好后进行验收，着重复核预埋件定位位置、尺寸是否符合设计要求及加固是否牢固，验收合格后方可进行下一工序施工。[5]

2.3.5 混凝土施工

为保证预埋件在二衬混凝土施工中不发生脱落及变形问题，混凝土施工中应注意以下几点：

混凝土施工严格按照施工设计方案进行逐窗入模浇筑，确保二衬中的预埋件受力均匀。

二衬窗口附近有安装预埋件的，浇筑时注意控制流速，避免因流速过大造成的较大冲击力使预埋件移位。

较大预留洞室附近的混凝土因深入围岩较深，应加强振捣，确保预留洞室模板周围衬砌混凝土浇筑密实。

2.3.6 预埋件模板拆除及养护

待二衬达到拆模强度后进行台车脱模，之后对含有模板模型的预埋件进行拆模，并同二衬一同进行养护，衬砌养护采用多功能二衬养护台车，该台车一边跨在水沟外侧，解决了二衬养护受浇筑设备影响的问题，可以及时对拆模衬砌进行养护，确保衬砌质量满足设计要求。多功能养护台车见图5。

图5 多功能二衬养护台车

3 施工效果及质量控制要点

3.1 施工效果

鸿图特长隧道预埋件快速施工技术依据二衬内轮廓与二衬台车外轮廓重合，借助二衬台车自身连接缝作为定位参考线建立台车范围内二衬内轮廓各点相对位置数据控制网络，从而准确定位台车范围内每一点。在确保定位准确的情况下大大提高了预埋件定位速度，节约了每个预埋件单独放样时间，在采用传统定位方法时，每个预埋件要增加0.5小时时间，平均每板二衬要安装2个预埋件，采用本技术即可每板节约1小时时间，至隧道完工可累计节约68个工天。

该技术可操作性高，操作简便，无需对每个预埋件单独放样定位，只需计算确认台车模板参考线在衬砌轮廓图中的位置，并通过AutoCAD标注功能获得参考线与预埋件控制点之间相对数据即可完成所有预埋件定位。

3.2 质量控制要点

①预埋件施工严格按照设计图纸进行配备预埋件组件，不得少件或漏件。②严格按照设计图纸尺寸施做预埋件，确保成型后的预埋件满足设计要求。③施工定位时要复核定位数据及尺寸，确保预埋件定位准确无误。④做好预埋件加固工作，保证加固牢固稳定，避免出现浇筑过程中预埋件移位问题。⑤拆模后做好衬砌养护工作，保证衬砌施工满足设计强度。

4 结论

①为解决在鸿图特长隧道中预埋件施工效率低、施工质量差等问题，提出高速公路预埋件快速施工技术，通过预埋件的快速精准定位，有效的解决了预埋件施工难题。②利用AutoCAD制图技术，按照1:1比例还原施工工况，保证了隧道预埋件施工精确度。③该技术适用于隧道预埋件、预留洞室的定位施工，同时可为类似模注混凝土需借助模板定位的施工提供借鉴，与通常定位方法受局限较多相比，该技术可以准确定位台车范围内所有位置的预埋件点，包括管线长度等均可通过计算确定，施工质量受控，满足设计及验收标准的要求。④通过预埋件施工工艺的研究，避免了机电工程施工期间预埋件整改所发生的大额费用[6]，特别针对特长隧道，预埋件数量大，实施效果尤为突出，对公路隧道预埋件施工有一定指导作用。