公路工程双连拱隧道中隔墙施工技术要点研究

罗晓攀

（中交四航局第五工程有限公司，福州350007）

1 引言

近年来，随着我国山区高等级公路建设事业的发展，受山岭重丘区线形、伸缩性和隧址区工程地质条件的影响，公路隧道建设多采用双连拱隧道建设技术。 相较于分离式隧道的施工工艺，双连拱隧道的特点是施工效率高，施工成本低。 但在双连拱隧道施工中， 由于左、 右洞施工不同步及跨度大等因素，可能造成中间隔墙偏压变形，因此，中间隔墙的结构强度、稳定性等关键指标直接影响围堰的受力变化， 进而影响工程施工安全，如施工不当可能造成拱顶沉降、坍塌、中间隔墙开裂或渗水等问题[1]。 结合岙里对穿隧道工程，对公路工程双联隧道中的隔断施工技术要点进行深入研究， 为公路隧道工程建设提供有益的借鉴。

2 工程概况及地质条件

2.1 工程概况

岙里对隧道工程位于台州市黄岩区，为双向四车道连拱式隧道，隧道起止里程为K4+165～K4+510，长345 m，其中，明洞26 m，暗挖段319 m；采用新奥法原理施工。 隧道平面线形为直线、LS110、圆曲线半径R 为1 850，出口段左洞设-2%超高，单向坡，坡率为0.65%，净空为10.25 m×5.0 m，隧道进口洞门形式为削竹式，出口洞门形式为端墙式。 隧道左右线设中导墙。

根据工程设计，隧道左右洞身围岩等级为：Ⅲ级围岩120 m，占比34.78%；Ⅳ级围岩165 m，占比47.82%；Ⅴ级围岩60 m，占比为17.39%（明洞26 m，占比7.53%）。

2.2 地质条件

隧道工程穿越低山丘陵，地形变幅大，地表覆盖残坡积碎石土层，略密，土层厚度2.0～3.0 m，下伏基岩，为岩体节理裂隙有较好的完整性、力学性能好、发育良好的强性～微风化凝灰岩，岩土破碎～块状。进口K4+165～K4+202 区段表层分布有残坡积含碎石粉质黏土及含黏性土碎石，厚度在2.0～3.0 m，散体结构。围岩基本质量指标BQ＜250，节理裂隙发育，围岩自稳性差，综合判定为下伏强风化凝灰岩、中风化凝灰岩的Ⅴ级围岩；洞身K4+202～K4+247 段中风化微风化凝灰岩， 经节理裂隙发育较好，围岩自稳性差，BQ=263，综合判定为Ⅳ级围岩；经微风化凝灰岩岩段K4+247～K4+367，岩体完整，自稳性好，BQ=263，综合判定为Ⅳ级围岩；洞体K4+487～K4+510 段为陡坡地形，坡度35°～45°，残坡堆积有厚0.5～8.0 m 的碎石粉质黏土和表面土层分布的散体状结构、稳定性较差的含黏性土碎石，BQ＜250，综合判定为伏强风化凝灰岩、中风化凝灰岩、围岩自稳性较差的Ⅴ级围岩。

3 工程施工技术难点及对策

结合隧道工程岩土地质情况和工程施工技术方案， 隧道中隔墙施工面临施工技术难度大和施工安全等难点问题。

3.1 施工技术难度大及对策

岙里对连拱隧道开挖跨度大，中导洞、中隔墙施工时易产生偏压、变形等问题，导致中隔墙施工难度增大。 针对该问题，施工单位采取措施包括：加强超前地质预报，中导洞开挖时及时、准确记录围岩情况，为中隔墙施工提供参考；加强监控量测，及时发现围岩数据，将监测结果用于中隔墙施工；洞口偏压严重区域严格控制开挖至支护间隔，并加强监测，发现异常及时停止施工；中导洞和正洞开挖采用光面爆破，降低洞身开挖对围岩的扰动，中导洞开挖后及时浇筑中隔墙、回填中隔墙拱顶，并加强注浆质量控制。

3.2 施工安全难点及对策

该工程中， 隧道地质情况复杂多变， 围岩自稳性差，以Ⅳ、Ⅴ级围岩为主，隧道工序间相互影响大，左右洞不对称施工可能影响中隔墙结构施工安全。 工程中，施工单位采用侧面支撑加固中隔墙，防止中隔墙受力不均、不平衡而出现结构变形问题[2]。 侧面支撑布设于中导洞起拱线以下，工字钢与中隔墙接触部位采用橡胶垫阻隔， 降低工字钢支撑对中隔墙墙体的影响，并起到加固支撑的作用。

4 中隔墙施工技术要点

在中导洞施工时， 同步在拱顶位置设置2 排排距0.9 m、纵距0.5 m、入岩深度2.5 m、锚杆外露长度≥1.0 m 的Ⅳ、Ⅴ级围岩连接锚杆，并排布置。5 级围岩中导洞架设14 号工字钢拱架，每榀布设间距1.0 m。 中间分隔施工结束后，及时完成了初期支护封闭工作，为中间分隔施工提供了有利条件。

4.1 基础找平

中隔墙施工前，为满足中隔墙承载力性能要求，施工单位采用C15 细石混凝土找平，确保中隔墙基础承载力≥150 kPa，防止基础承载力不足造成模板变形。

4.2 测量放线

由于隧道结构较为复杂，为确保中隔墙施工精确，施工单位采用自洞外测量基准点引测至洞内， 并借助全站仪建立中隔墙平面、高程测量网，测量放出中隔墙中线、高程及位置尺寸。 现场测量后弹出控制线，详细记录各点位置并形成测量记录。 经测量复核无误后作为中隔墙施工依据。

4.3 绑扎钢筋

工程中，Ⅲ级围岩中隔墙采用素混凝土，Ⅳ级、Ⅴ级围岩中隔墙均为钢筋混凝土， 中隔墙采用HRB400 和HPB300 型钢筋绑扎。 由于该工程对钢筋绑扎质量要求高，施工单位在隧道附近场地集中存储、加工钢筋，并注意防潮、防水，避免钢筋锈蚀。 钢筋加工时，针对变形钢筋调直处理后方可切割下料。钢筋切割严格设计图纸要求切割，降低和减少钢筋浪费情况。

钢筋绑扎时，主筋采用φ22 mm@10 cm 钢筋布置，箍筋按φ22 mm@25 cm×20 cm 布置。主筋全部采用焊接连接方式，其余受力筋、箍筋采用绑扎连接的方式进行连接。 采用单面搭接电弧焊进行焊接连接，焊接长度≥10 d（d 为钢筋直径），接头数≤50%，同一截面的钢筋接头数≤50。 连接绑扎时，受力筋和箍筋均采用20#钢丝进行牢固绑扎，沿受力钢筋方向错开设置箍筋弯钩叠合处。 交点交错系于中间部位，但要保证结实的受力筋，不能有移位问题[3]。

中间隔断两侧的钢板在做完钢筋绑扎后，两侧预埋钢板。钢板尺寸为24(22)cm×1.4 cm，埋设深度为350 mm，钢板布设间距与初支钢拱架保持一致。 通过焊接钢筋将预埋钢板和中间隔断固定起来。 将预埋式钢筋的端部加工成连接固定在钢拱架上的M20 螺牙。

4.4 中隔墙台车就位与模板安装

该工程中，中隔墙模板（台车）由专业厂家加工制作定型钢模板。

台车就位后， 施工单位现场检查台车与钢筋间保护层厚度，经现场检查无误后固定台车，并在台车两侧模板间架设横梁，防止中隔墙混凝土浇筑时模板变形、晃动影响浇筑质量。模板安装就位后，现场检查复核模板拼缝、高程无误后方可浇筑[4]，确保模板安装平整、牢固，模板内清洁、无杂物，模板支撑牢固，能够满足混凝土现浇施工受力要求。

4.5 中隔墙现浇施工

在混凝土振捣时，采用插入式振捣棒振捣，在振捣运动中按照“先四周后中间，先两边后中间”的顺序逐点振捣，振捣行间距为300～400 mm，确保混凝土无漏振。 振捣棒伸入50～100 mm 深的低层混凝土中，使低层混凝土与上层混凝土得到良好的结合，从而达到振捣效果。 振捣棒振捣时采用行列式振捣法，禁止拖法振捣，各振捣点振捣至表面不再下沉、无显著气泡上升、表面泛浆后为止。 混凝土初凝后，将端头部位凿毛处理，露出粗骨料，清除混凝土表面浮浆与杂物，满足混凝土接茬要求。 混凝土浇筑完成后，施工单位按技术规范和工程设计要求落实养护管理措施，养护期≥7 d。

4.6 中隔墙拱顶回填

完成中间隔墙浇筑施工后，在借助墙顶部预埋φ42 mm×4 mm 注浆管，待中间隔墙顶部与围岩紧密接触，无空隙时，再注浆水泥浆。 施工单位在完成Ⅳ、Ⅴ级围岩中间隔层浇筑后，按照施工图设计要求，在中间隔层上方挂钢筋网后，为保证墙体顶部与中间隔层的接触密实，提高中间隔层与围岩的接合度，对中间隔层进行注浆回填。 Ⅲ级围岩中隔墙直接注浆回填。

4.7 中隔墙侧面支撑加固

工程中，为提高中隔墙结构稳定性，施工单位采用[14 工字钢作为横向支撑，支撑布设于中导洞起拱线以下位置。 为避免工字钢施工和支撑破坏工字钢结构完整性，施工单位在工字钢与中隔墙接触端采用橡胶垫阻隔。工字钢支撑沿隧道纵向布设间距为1.0 m，Ⅳ、Ⅴ级围岩中隔墙拱部在Ⅲ级围岩的基础上增设两排连接锚杆加固。锚杆入岩深度为2.5 m，纵向布设间距为50 cm，沿隧道纵轴方向左右洞对称布设（见图1）。 同时，为提高中隔墙稳定性，施工单位在施工现场布设备用横撑，视中隔墙受力和左右洞施工顺序增设横撑加固。

图1 中隔墙拱部加密连接锚杆示意图（单位：cm）

4.8 护拱段中隔墙

中导洞临时支撑拆除后，随即进行护拱段中隔墙施工。护拱段中隔墙采用台车立模分层浇筑混凝土施工方案，墙顶两侧预埋190 cm×25 cm×1cm 钢板，为护拱段顶部混凝土浇筑提供便利。 护拱段中隔墙配筋采用φ14 mm 钢筋横向绑扎，竖向主筋采用φ1 mm4@25 cm×20 mm。 中隔墙基础配筋采用φ22 mm@10 cm 钢筋牢固绑扎。

4.9 中隔墙成品保护

正洞爆破开挖施工时， 由于爆破施工可能对中隔墙结构造成冲击，进而影响中隔墙结构完整性、稳定性，施工单位爆破施工时采用“少装药、弱爆破”的爆破施工方式，以此降低爆破施工对中隔墙的扰动影响。

同时，为防止爆破碎石飞溅影响中隔墙结构外观质量，施工单位对爆破区域30 m 范围内中隔墙覆盖20 mm 厚炮被，中隔墙现浇施工时预埋炮被钩挂钢筋，便于炮被钩挂，以此达到保护中隔墙外观质量的目的。

5 结语

在山区公路隧道施工中，由于隧道岩层地质较为复杂，双连拱隧道中隔墙施工难度增大。 为确保中隔墙施工安全，防止因中导洞和左右洞施工不同步造成中隔墙偏压， 要求施工单位在中隔墙施工过程中采取支撑加固措施，Ⅳ、Ⅴ级围岩同步在中隔墙拱部位置设置两排连接锚杆支撑加固， Ⅴ级围岩中隔墙架设18 号工字钢拱架加固，提高左右洞不同步施工对中隔墙的影响。 施工过程中，加强中隔墙现浇施工、振捣施工、拱顶回填、成品保护等工序施工质量控制，确保中隔墙施工质量与施工安全。