公路隧道中央水沟整体式组合钢模一次性浇筑施工工艺

齐虎 QI Hu

（中交一公局第二工程有限公司，苏州 215000）

0 引言

随着我国各类基础设施项目建设速度的不断加快，隧道建设逐步由传统的手工建设转变为机械化建设。“机械化减人、自动化换人”的隧道施工理念逐渐推崇。在过去，隧道中央水沟施工一般都是采用小块钢模或者木模或者竹胶板的形式进行拼接组合施工，这种传统的施工工艺存在较多不足之处，比如时间长、用工量大、支撑耗时、线性弯曲不直、整体外观不好、质量难以控制等，特别是混凝土的外观具有大面积的蜂窝表面。为了解决这些质量通病问题，简化操作流程，缩短施工时间，提高质量标准化和施工进度。隧道中央水沟采用整体式组合钢模板进行整幅一次浇筑施工已成为发展的必然趋势。

1 依托工程概况

本项目主要工程量为隧道工程，隧道工程占线路总长的68.76%。设置为20272m（单洞长）/5座（其中特长隧道13982m/2座，中长隧道3025m/1座，长隧道3265m/2座），施工隧道为双线隧道，本项目有仰拱段（明洞段、SA5、SA5a、SA5b、SA5c、SA5d、SA5e、SA4a、SA4b、）设置中央水沟，隧道外形横断的高度为90cm，下口宽80cm，上口宽度为90cm，中央水沟与仰拱左右幅整体式一次性浇筑而成。

2 中央水沟整体式组合钢模板整幅一次浇筑施工技术研究内容

2.1 技术特点

①工艺新、可操作性强、适用范围广。

图1 隧道中央排水沟横断面构造图

②施工质量高：从混凝土的施工前的前后场准备、混凝土拌和、运输和浇筑入模板、放置和脱模都是机械一体化流水作业，极大提升了施工现场的作业速度。中心水沟整体式组合钢模板一次浇筑，施工质量更易于控制，且模板采用整体钢模设计，模板刚度强度大，整体稳定性较好，可有效避免了施工过程中出现“跑模、涨模、扭曲”等现象，从根源上避免了出现纱线、蜂窝麻面、烂根、线型不顺畅等混凝土质量通病现象。最终浇筑后的中央水沟纵向线性顺直，无弯曲折线等情况发生。

③该工艺施工劳动强度低、周期短，需要投入的作业人数少。在以往的隧道中央水沟施工中，传统的施工方法较多是采用小块钢模或者木模或者竹胶板的形式进行拼接组合施工，整体性差，模板安装及加固支撑、模板拆除耗时较长，每次施工模板均采用人工搬用，施工效率较低，每循环施工周期约8小时。采用整体式组合钢模板施工，模板吊装方便，就位、拆模时直接用装载机或者挖机起吊便可轻松定位、拆除；不需再拼装、拆除大小模板，所以施工非常快捷，每循环的施工周期仅需要4小时，大大的提高了作业功效，减少了模板拼装及固定的辅助作业时间。

④操作自动化程度高，操作简单，整个施工现场不受损坏，环境整洁。施工效率高。由于高度的机械化施工和易用性，它还降低了我们的人力劳动强度，减少了人力投入。

⑤节能环保。移动模板易于拆卸，可循环使用并回收利用。

⑥结构紧凑、机动性好、能满足各种围岩中央水沟的施工需求，作业范围极广。

2.2 该工法的适用范围

适用于任何隧道中央水沟左右幅混凝土整体式浇筑施工，隧道沟槽中央水沟整体式组合模板的尺寸可根据设沟槽断面的总体布置图大小调整设计、加工。

2.3 工艺原理

以往原始中央水沟模板加固采用钢筋支撑，焊接繁琐，且加固效果不稳定，浇筑后成型的中央水沟整体线性控制非常差，蛇形状非常明显。

为了减少相应的质量通病，提高功效，根据设计图纸的相关尺寸，结合施工的实际情况，我项目自主设计的这种用于隧道仰拱中央水沟浇筑的整体式钢模装置，不仅从功效上大大提高了施工的效率，而且有效的节约了以往常规采用钢筋支撑小块模板进行浇筑的相关辅助材料用量，只需通过小型起吊设备简易吊装定位便可轻松完成模板安装、就位作业。

图2 隧道沟槽横断面总体布置图

2.4 施工工艺

施工过程一般包括，施工准备（放样及基地清理）、整体式组合钢模板就位、定位卡安装、浇筑仰拱混凝土、浇筑仰拱填充层混凝土、脱模养护、纵向排水管安装、防水土工布包裹及级配碎石回填，转场施工下一循环等。

隧道中央水沟整体式组合钢模板整幅一次浇筑施工工艺流程及模板设计，见图3、图4。

图3 中央水沟整体式组合钢模板整幅一次浇筑施工工艺流程图

图4 整体式组合钢模板设计图（单位cm）

3 施工过程的质量、安全保障措施

3.1 质量控制措施

①为了防止模板和定位卡的结构变形，必须保证这些部件的刚性，并且不能低于设计要求。

②严格进行现场测量数据双复核制，确保交接给一线的测量放线数据是准确无误的。

③模板在使用前需要进行清洁。

④本段水沟浇筑前，要严格按照“自检、互检、交接检”三的检制度，确保此段水沟的尺寸、预埋件的位置准确无误。

⑤积极推行“工序验收浇筑令”制度：实行现场各工序技质部及现场技术员联合检查验收的形式，工序完成后先有技术员进行自检、并提前报技质部安排人员进行互检，合格后填写混凝土浇筑令并附工序自检的照片（照片要有现场监理、工序验收展板、施工部位等信息）上传“混凝土浇注群”，若发现无浇筑令拌合站私自开盘的，将对拌合站、试验室等相关管理人员进行连带处罚，通过多层监督管理确保工序验收到位，整体提升工程的实体质量。

采用“浇捣令”的形式压实基层各项质量管理制度的落实，强化三检制，提升过程质量管控水平，拌合站开盘的前提是技术员上报浇捣令，浇捣令必须具备过程中重点工序检查照片以及工序转化前置条件的完成情况照片和下道工序的准备情况。

⑥应保证混凝土的材料质量。

⑦混凝土浇筑完要进行养护，混凝土能够达到拆模强度要求才可以进行拆模，然后可以将整个模板移动到下一个施工现场，以进行下一组操作。

⑧封闭端头模板加固牢固，浇筑混凝土，人工拿振捣器振捣密实。分层厚度不大于30cm，仰拱填充抛片石要清洗干净，抛石比例不大于25%。石头不应靠近整体模板，以避免碰撞偏差。

3.2 安全保障措施

施工中严格遵守有关施工安全规章制度、标准、操作规程，重点作好以下安全工作：

①仰拱施工段车辆限速10km/h，并设置安全标示标牌。施工栈桥两端搭接长度不小于150cm。栈桥两侧需设置防护栏杆。

②吊放及架设整体式组合仰拱模板施工时，设专人指挥洞内过往施工车辆及作业人员。

③洞内交叉作业，出渣时，隧底严禁滞留仰拱作业人员，派专人指挥作业。

④所有左右人员必须按规定佩戴好个人劳动防护用品。

⑤施工时，仰拱栈桥要搭设牢固（目前基本上采用的整体式液压栈桥），浇筑混凝土时，非卸车人员要避让至安全地点。

⑥所有特征设备的操作人员必须经过专门的培训，培训合格后，方可上岗作业。

⑦积极落实班前10分钟班前教育，包括安全注意事项，质量要求，施工任务等相关要求。

4 效益分析

中央水沟整体式组合钢模板整幅一次浇筑施工技术，其施工质量有保证、操作更简便、工作效率更高、工费成本大大降低。以沙湾隧道仰拱施工为例，一模仰拱整体式中央水沟2个杂工0.5小时能完成1组（装模、加固），与传统施工方法相比较可节约工时约5小时。中央水沟采用该施工方法，不仅有效提高了结构的整体质量，减轻了人员劳动强度，而且大大的减少了成本支出，取得了良好的经济社会效益。

中央水沟整体式组合钢模板模板安装时间仅10分钟，双侧定位10分钟，加固仅需要20分钟，其模板加固基本靠模架本身，因此只需要安装端头定位筋，确定纵向轴线方向，模板表面清理刷油需10分钟，全部仅需要0.5个小时。而传统拼装式模板要施工相同长度，模板拼装、定位、加固约3小时。因此节省施工时间约2.5个小时，大大提高了施工功效，并且主要利用机械作业，因此劳动强度大大降低。

①本套中央水沟整体式钢模板共计使用4mm钢板750.46kg，I16工字钢1633.11kg，合计公用材料2383.6kg。通过使用整体性中央水沟模板，每模（6m计）仰拱浇筑可相应的节省以往原始中央水沟模板加固采用钢筋支撑的用钢量约219.4kg，本项目有仰拱段（明洞段、SA5、SA5a、SA5b、SA5c、SA5d、SA5e、SA4a、SA4b、）隧道长度为4993m（832模），5条隧道共计投入10套此整体式组合钢模板，最终可节省加固钢材约158.7t。另外整体式组合钢模板隧道施工完成后还可以回收利用，间接经济效益约80万元。

②以往仰拱中央水沟模板加固采用钢筋支撑，焊接繁琐，且加固效果不稳定采用中央水沟整体性模板，只需吊装定位轻松完成模板安装。每模仰拱中央水沟模板加固可减少耗时约2.5小时/循环、减少人工数2人/循环。全线共节约人工580人工，工时3245小时，间接经济效益约11.6万元。

表1 施工采用设备一览表

表2 省时省工对比表

表3 经济效益计算表

5 总结

目前仰拱中央水沟均采用整体式组合钢模板进行整幅一次浇筑施工，中央水沟整体式浇筑实现了常态化，使得仰拱浇筑速度更快，且现场检验各方面都符合设计要求，施工操作更为简化，隧道洞内的文明施工和现场保持整洁清爽，浇筑后的水沟外形整齐美观，整体工程耗时、工程质量和文明施工等方面都有了明显的提高，取得良好成效，真正形成标准化、机械化施工的要求。

仰拱中央水沟均采用整体式组合钢模板进行整幅一次浇筑施工，显著改善了传统模式的不足之处，降低了人工成本，提高了工效，提高中央沟的整体施工质量，取得了较好的效果，它为隧道中央沟的整体施工带来了极大的经济效益和社会效益，积累了丰富的经验和总结。本施工工艺的成功应用为其他同类工程施工提供了参考和借鉴，具有良好的社会推广价值。