大跨度浅埋双联拱隧道中隔墙施工技术探析

杨浩，张建，杨杰，王小强

（中国建筑第七工程局有限公司，河南 郑州 450000）

0 前言

在我国经济高速发展的当下，大跨度浅埋双联拱隧道在解决城市交通压力、控制建筑红线等方面有着得天独厚的优势。在大跨度浅埋双联拱隧道施工环节中，中隔墙的施工既是隧道主洞开挖的前置工序，同时也是保证施工整体质量的关键工序。所以对大跨度浅埋双联拱隧道中隔墙施工的特点及施工技术进行合理分析是保证大跨度浅埋双联拱隧道施工质量和安全的有效途径。

1 大跨度浅埋双联拱隧道中隔墙的特点

大跨度浅埋双联拱隧道根据地质情况以及覆土厚度等因素的制约，导致中隔墙的尺寸、结构形式均受到限制。鉴于此原因，大跨度浅埋双联拱隧道中隔墙具有以下几个特点。

1.1 结构形式偏心受压

为便于隧道后期的排水和注浆施工，中隔墙普遍采取的是非对称结构的形式，在顶部土体的作用下，将形成偏心受压的结构受力形式。

1.2 中隔墙施做空间受限

中导洞作为措施型结构，通常设计断面均较小，导致开挖后施工中隔墙的操作空间严重受限，部分空间无法满足机械化施工的空间条件，导致对应区域仅靠人力进行操作施工。

2 工程概况

某项目为园区内南北向城市主干路，标准路幅宽度为47m，道路等级为城市主干路，设计速度为60km/h，双向六车道，路面为沥青混凝土路面，道路设计范围含隧道一座。暗挖段隧道中隔墙采用复合式结构，墙高7.28m，底宽4.24m，为曲墙结构。为利于排水和衬砌后部注浆，采用左高右低非对称结构。为防止施工中主洞拱部水平推力对中墙结构产生的不利影响，墙底部设置有φ 22砂浆锚杆。为确保防水体系完整，中隔墙与二衬之间设置有防水卷材。两侧主洞结构变形缝和中隔墙结构变形缝应设置在同一位置。

3 施工难点

受大跨度浅埋双联拱二次衬砌结构形式限制，中隔墙两侧轮廓均为内凹线性，在施工过程中曲面线性难以保证，稍有疏忽将造成侵占二次衬砌结构空间，影响隧道整体施工质量等问题。

局部狭窄空间内操作施工，造成施工现场环境局促、施工效率降低等不利于施工质量及工期的因素，不利于隧道正常施工。

4 施工工艺

4.1 底部锚杆施工

中隔墙钢筋绑扎前对中隔墙底部进行锚杆施工，锚杆规格为φ22@50cm*60cm，长度为300cm。锚杆埋入基底2.5m，预留 0.5m 埋入中隔墙内。锚杆按照设计间距、排距，方向尽量垂直结构面，用高压风将孔内岩屑吹干净。锚杆杆体插入孔内长度应满足设计要求，杆体位于孔位中央，用浆泵将孔内注满砂浆。

锚杆质量控制及要求：

①杆体直径要均匀、一致，无严重锈蚀、弯折；

②抗拉强度试验应满足规范要求；

③按设计要求定出位置，孔位允许偏差为±150mm；

④钻孔应与围岩壁面垂直；

⑤锚杆孔的深度应大于锚杆长度的10cm；

⑥锚杆插入长度不得小于设计长度的95%，且应位于孔的中心。

锚杆检测要求：锚杆施工好后，待砂浆达到龄期后进行随机抽样检查，按作业分区在每300根锚杆中抽查三根进行拉拔力实验或按照工程师的要求随机抽样检查。

实验方法：在砂浆锚杆养护3、7、28天后，安装张拉设备，按砂浆龄期选取拉拔力，拉力方向与锚杆轴线一致逐级张拉，当拉拔力达到规定值时，立即停止加载并结束试验。

4.2 中隔墙钢筋绑扎

钢筋按设计要求在洞外统一加工，运输到施工现场安装绑扎。钢筋绑扎完成后，按中线标高进行钢筋轮廓尺寸检查，检查合格后在钢筋外轮廓上挂设5cm厚的保护层垫块，确保钢筋保护层厚度。其中环向主筋采用机械连接，纵向钢筋采用搭接。箍筋采用半圆弯钩，纵向钢筋采用直弯钩锚固形式，锚固长度不得小于30d直弯钩长度。同时应注意钢筋接头相互错开，满足同一断面不超过50%的要求。

钢筋绑扎时应注意设置保障钢筋整体稳定的措施。防止钢筋绑扎过程中发生钢筋坍塌、变形等情况发生。

4.3 钢板等预埋件埋设

钢筋绑扎时，在适当位置预留纵向排水盲管的安装位置，确保中隔墙施工完成后隧道防水可形成闭合的防水体系，保证隧道防水施工质量。同时在中隔墙腰部提前预埋钢板，方便后续正洞开挖时水平钢支撑的连接。

预埋件的加工采用标准化加工厂定尺加工，首块预埋件加工完成后，对预埋件进行场内验收工作。首块预埋件结构尺寸验收无误后，方可进行预埋件的正常加工生产工作。

4.4 中隔墙模板安装

考虑到中隔墙施工时操作空间受限，且难于加固。中隔墙模板采用整体式行走台车，台车两侧模板面板上预留振捣孔以及附着式振捣器以满足施工振捣要求，确保后期混凝土浇筑质量。模板台车采用液压油泵支撑面板，以便于后期模板的拆除。同时，台车底部设置行走牵引系统，确保拆模后台车顺利移位至下一施工段。

4.5 混凝土浇筑及拆模养护

中隔墙混凝土的浇筑采用泵送混凝土整体浇筑，以保证中隔墙的密实。浇筑前对模板、钢筋和预埋件进行检查，将模板内的杂物、积水和钢筋上的污垢清理干净；浇筑时提前检查混凝土的均匀性和坍落度，混凝土分层浇筑厚度不超过30cm，采用插入式振动器自模板天窗位置振捣密实，同时辅以附着式振捣器进行辅助振捣。混凝土强度达标后，进行拆模处理，通过提前预留的注浆孔对拱顶浇筑空洞部分注浆填充。

4.6 监控量测

4.6.1 变形点设置

①埋设

在工程影响范围以外且便于长期保存的稳定位置埋设沉降基准点和平面及垂直位移基准点。

②观测

沉降位移基准网采用DS05精密水准仪，配合铟钢条码尺，按二等几何水准方法进行测量；平面位移、垂直位移基准网采用DS-101AC全站仪，平面按二等，垂直按三等方法进行测量。

作业时，按固定路线进行往测一次观测，采用其技术要求及各种限差应符合以下规定：

视线长度 ≤50（m）

前后视距差 ≤1.5（m）

前后视距累积差 ≤5.0（m）

视线高度 ≥0.55（m）

往返较差或环线闭合差 ≤1.0√n（mm）

检测已测测段高差之差 ≤1.5√n（mm）

n为测站数，L、R为测段长度，以公里为单位。

平面基准网使用拓普康DS-101AC全站仪测量，水平角按方向法观测4测回，高程基准点垂直角对向观测4测回，距离往返观测4测回，仪器高、觇标高在测站上测前、测后各量测一次取中数，气象元素在测站上测定，并将全站仪加、乘常数一起置入仪器，由仪器自动改正。

边角网测量的技术要求：

平面基准网中各项限差应满足以下要求：

平均边长 ≤300m

测边中误差 ±3.0mm

测角中误差 ±1.5″

最弱边精度 1:100000

电磁破测距三角高程测量中三角高程闭合差限差为≤±4√L，复测已测边高差之差为≤±6√D（其中，L为三角形闭合环长度，D为测距边长，单位为km）。垂直角观测各项限差应满足表8中技术要求执行，距离测量应满足表9中技术要求执行。

根据《建筑变形测量规范》（JGJ 8-2016）3.3.6条规定，基准点的首期（零期）测量应连续进行两次独立测量。当相应两次观测数据的较差不大于极限误差时，取其算术平均值作为初始值。

③复测

基准网在施工过程中每3个月复测一次，点位稳定后每6个月复测一次。测量方法与首次测量一致。

④基准网的平差计算

手薄经内业检查后，将经温度、气压改正后的观测边长进行加、乘常数，两差改正。然后取往、返平均值。采用南方平差易软件进行内业平差计算。

⑤基准网的联测

由控制点为起算点，将坐标联测到基准点。联测时观测水平角左、右角各一测回，垂直角往、返测各两测回，距离往返测各一测回，边长均进行各项改正。4.6.2变形点测量

①首次测量

根据《建筑变形测量规范》（JGJ 8-2016）规定，监测项目的初始值应在作业实施前测定，应取至少2次独立的观测值的平均数作为初始值。

②过程测量

监测点观测采用极坐标法和水准法进行观测；初次测量时在测站上以较远的基准点作为后视点，对其余各点（包含基准点及监测点）依次进行学习观测，形成自动化测量初始文件。以后各次监测以初始文件制定的观测顺序按设定观测频率进行自动化监测。

③观测数据处理

利用测站点对各监测点的观测数据计算各监测的即时坐标。

平面位移观测点的作业按《规程》中二等精度相关技术要求执行，垂直位移按三等精度相关技术要求执行。作业时水平角观测左右角各两测回，垂直角、边长测量均按基准网建立时测量要求进行。各项限差均满足基准网限差的有关规定。

④沉降监测点观测

沉降监测点采用几何水准方法进行测量。作业时，按固定路线进行往返测或单程双测站法观测，采用其技术要求及各种限差应符合以下规定：

视线长度 ≤50（m）

前后视距差 ≤1.5（m）

前后视距累积差 ≤5.0（m）

视线高度 ≥0.55（m）

往返较差或环线闭合差 ≤1.0√n（mm）

检测已测测段高差之差 ≤1.5√n（mm）

n为测站数，L、R为测段长度，以公里为单位

⑤隧道内空收敛及拱顶沉降监测点观测。

隧道内空收敛采用GLS-3型钢尺收敛计进行观测，拱顶沉降采用日本拓普康DS-101AC全站仪测量代替水准测量。该GLS-3型钢尺收敛计由百分表、钢尺、恒力弹簧、挂钩，调节螺母等纯机械构件组件，结构简单，性能稳定可靠，操作方便不锈钢测尺，体积小，重量轻，便于携带；单人操作，测量迅速，读数简便，可满足衬砌结构收敛位移测量需求。

5 结语

目前，市政工程中大跨度浅埋双联拱隧道需求日益增长，做好双联拱隧道中中隔墙的施工是保障隧道质量、安全以及工期的重要施工技术。通过合理的施工工艺技术，确保大跨度浅埋双联拱隧道施工的顺利完成。