頂隔板在長大隧道的運用研究范文

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1頂隔板與二次襯砌的連接設計

根據雙峰隧道的實際情況，頂隔板與二次襯砌的連接采用套筒方案，其設計為:二次襯砌與普通斷面外形一致，在二次襯砌兩側拱腰通長設置暗梁，襯砌預埋鋼筋一端與暗梁鋼筋籠主筋焊接，一端通過預埋于襯砌內的直螺紋套筒與頂隔板鋼筋相連，直螺紋套筒采用45號優質炭素鋼，直螺紋接頭采用墩粗直螺紋接頭通過特制的直螺紋和直螺紋套筒齒合形成的接頭。直螺紋套筒緊貼模板臺車，待二襯澆筑完成施工頂隔板時，將頂隔板連接鋼筋擰入直螺紋套筒，使頂隔板形成與二次襯砌牢固的連接。在施工條件和施工進度的允許情況下，頂隔板與二次襯砌的連接亦可采用牛腿連接的方式，浙江諸永高速括蒼山隧道即采用這種形式，效果良好。

2頂隔板的防火設計

頂隔板采用聚丙烯纖維混凝土，以防止混凝土在大火情況下的爆裂，擴大斷面內的拉桿表面噴鋅及鋼結構防火涂料。

3頂隔板的密封性及防水設計

頂隔板接縫主要是施工過程中產生的施工縫或變形縫，要求頂隔板的橫向施工縫間距最大不宜超過12m，變形縫設置應與主洞二次襯砌的變形縫一致，施工縫接縫處設置遇水膨脹止水橡膠帶，表面沿接縫設置耐久性能良好的密封膠，變形縫處設置帶鋼筋卡的E5型橋式橡膠止水帶，表面沿接縫設置耐久性能良好的密封膠。

4頂隔板的施工

頂隔板的施工包括兩大部分，一是二次襯砌施工，二是頂隔板施工。

4．1工藝流程

4．1．1二次襯砌施工預埋鋼筋墩粗及直螺紋套筒預制→預制暗梁及支架→暗梁、支架焊接預埋及調整和定位→臺車定位澆筑混凝土。

4．1．2二次襯砌與頂隔板連接施工對直螺紋套筒清孔并標定套筒位置→頂隔板連接鋼筋墩粗并與套筒連接→對接頭連接鋼筋進行拉拔試驗。

4．1．3頂隔板施工預制頂隔板鋼筋籠→吊裝頂隔板鋼筋籠就位后與頂隔板連接鋼筋焊接拼裝→頂隔板模板臺車定位澆筑混凝土。

4．2二次襯砌施工

4．2．1二次襯砌臺車改裝頂隔板段襯砌和正常段襯砌比較，需在拱腰位置預埋暗梁鋼筋籠，故施工頂隔板段二次襯砌時需對二襯臺車進行部分改裝，對二襯臺車暗梁預埋位置打孔，以雙峰隧道為例，按以下步驟進行。(1)確定圓心。把臺車移動到能夠完全支撐的空間，先對臺車的一端作如圖1所示調整，由于A點距臺車底模板1．578m，B點距臺車底模板1．748m，用施工線連接AB兩點。再從臺車頂(中點)拉鋼尺5．6m與AB線交于一點O，則O點為臺車的圓心。調整臺車以5．6m半徑支撐到位。(2)檢查臺車是否完全支撐到位。先從C處施工縫向圓心拉鋼尺量距離OC，通過升降液壓油缸使L=R=5．6m為此，同理測量OD、OA、OB點，使OA=OB=OC=OD=R=5．6m。調整好臺車之后用水準儀測量使A、B、O三個點在同一視線高上。(3)精確定位套筒的位置。如圖1所示，只須精確定位第一排套筒和第三排套筒位置。從圓心向上3．665m高為第一排套筒，再向上3．976m高為第三排套筒。套筒定位方法:用水準儀按設計標高上下移動鋼尺觀察讀數，使讀數為3．665m時，則該點是第一排套筒的位置，同理定位第三排套筒的位置。每排套筒高度用電焊焊接2個水平水泥釘。對臺車的另一端作以上調整，精確另一端的第一排套筒和第三排套筒位置。然后用施工線連接兩端用一排套筒的2個水泥釘，在施工線上預先隔2m做一個標記，施工線上的標記就是在臺車上打孔的位置(省去在臺車上用鋼卷尺量距離)。(4)臺車打孔要求。嚴格按照施工線上的標記并把標記引在臺車上，以該標記為圓心，半徑為2cm畫圓打孔。打孔時用氧焊從襯砌面向臺車圓心方向施工。(5)便于套筒的精確定位，在臺車的左右兩側第一排套筒高度位置焊接一根長度20鋼筋，并且與臺車長度相等作為套筒定位鋼筋。

4．2．2暗梁鋼筋籠的加工暗梁鋼筋籠在隧道外鋼構件預制場按設計要求分段預制后，將預埋鋼筋的一端擰上直螺紋套筒，然后將套筒連接鋼筋和預埋暗梁鋼筋主筋搭接雙面焊接于暗梁鋼筋籠上。預埋鋼筋與暗梁鋼筋籠焊接不得少于3處。要求套筒有3．5cm伸出暗梁鋼筋內弧面，保證暗梁鋼筋籠有一定的混凝土保護層，用雙層400g/m2的土工布和鐵絲把套筒口包扎住并在套筒內涂油，防止澆筑二襯混凝土的過程中水泥漿進入套筒內。

4．2．3暗梁鋼筋籠的吊裝和直螺紋套筒定位為使套筒能夠按設計要求精確定位，從施工安全和現場實際施工條件考慮，采用暗梁、襯砌臺車同時施工定位，從而提高套筒定位精度。具體措施如下:(1)安裝定滑輪和卷揚機。在臺車的3號窗口左右兩側各安裝3個定滑輪，在臺車大梁中線上安裝3個小型卷揚機，3個卷揚機組成一個并聯電路用一個電源開關來同時控制，要求卷揚機、定滑輪的中心在同一個橫斷面上，保證工作時鋼絲繩不會從滑輪脫落。安裝完畢后先進行試吊，工作時確保多臺卷揚機能同步機械運動，在確保整套系統安全、可靠后方可進行鋼筋籠的吊裝。(2)暗梁鋼筋籠的吊裝。先把兩側鋼筋籠平放在待澆筑二襯段小邊墻上，然后把臺車移動到待施工二襯段，把暗梁鋼筋籠與從窗口放下來的鋼絲繩栓牢固，注意在鋼絲繩與暗梁栓牢固之后必須保證卷揚機轉動軸與暗梁鋼筋籠之間多條鋼絲繩的長度相等，確保暗梁鋼筋籠作整體平行的向上運動。當暗梁鋼筋籠提升高度超過設計高度后，使卷揚機反向運動，當鋼筋籠下降到定位鋼筋上時不能再下降了，第一排套筒達到設計高度時，卷揚機停止工作。在臺車上已打好孔的位置通過擰入螺栓，使暗梁鋼筋籠與臺車模板緊貼，精確定位套筒的位置。

4．2．4臺車定位和支架焊接暗梁鋼筋籠安裝完畢后，把臺車移動到上一模襯砌混凝土端頭，臺車模板與上循環襯砌混凝土搭接5cm。按設計標高和中線定位臺車，并完成上一模暗梁預埋伸長段與此模暗梁的焊接。把預制好的格柵支架按照設計里程和暗梁以及小邊墻預埋支腿分別進行焊接和鋼板螺栓連接，以此保證暗梁鋼筋籠的整體剛性。臺車就位后復測拱頂標高和左右兩側第一排套筒的標高，符合設計標高后再加固臺車待澆筑二次襯砌混凝土。

4．2．5二襯混凝土澆筑采用自行式全斷面液壓鋼模臺車、泵送混凝土灌筑，襯砌臺車長12m;非正常斷面的特殊二次襯砌，采用自行式組合液壓鋼模臺車，擋頭模板采用自制式鋼模和木模。在澆筑混凝土的過程中，臺車的左右兩側對稱灌筑混凝土，防止鋼模臺車偏移。混凝土澆筑過程中用插入式振動棒搗固，每灌筑50cm厚度人工振搗一次。考慮到臺車的剛度，在澆筑混凝土時速度控制在7．5m3/h。人工搗固過程中，振動棒遵守快進慢出的原則，混凝土表面有水泥漿溢出時停止振搗。當混凝土灌筑高度超過暗梁鋼筋籠1m位置時，必須倒換混凝土輸送管，從第三排窗口的3個窗口分別灌筑混凝土，當混凝土高度覆蓋暗梁鋼筋籠高度時，開啟平板式振動器振動10s后，停止20min使混凝土達到初凝狀態后，再繼續灌筑混凝土。

4．2．6脫模、鑿出套筒當混凝土強度達到70%后，拆除套筒與模板臺車間的連接螺栓，脫模移動臺車。在臺車端頭工作平臺的兩側，利用土工布的吸水性，注意觀察有套筒的地方存在潮濕的現象，鑿出套筒并對與頂隔板接觸混凝土面進行鑿毛處理。

4．3頂隔板施工頂隔板采用頂隔板臺車進行滑模施工，其主要工藝可按以下工序進行。

4．3．1頂隔板鋼筋的綁扎和安裝頂隔板與拱頂襯砌之間空間比較狹小，正常段拱頂最大凈空1．36m，加寬段拱頂最大凈空2．35m，施工人員在臺車上進行鋼筋綁扎有較大困難，在施工中可盡量預先將頂隔板鋼筋加工成鋼筋籠進行吊裝，在吊裝前應先將頂隔板內的連接鋼筋擰入直螺紋套筒，將加工好的鋼筋籠放置于保護層墊塊上，調整至設計位置，并與擰入直螺紋套筒的連接鋼筋進行焊接。

4．3．2頂隔板的澆筑采用泵送混凝土入模，插入式振搗棒配合附著式振搗器振搗混凝土，使其密實，在混凝土齡期內進行噴水養護。

4．3．3脫模收面頂隔板的脫模時間影響著施工進度，故把握好脫模時間成為關鍵，待一模澆筑完成后，須對頂隔板上表面采用水泥抹光處理，其表面的光潔度及平整度對通風效果有很大影響。由于頂隔板上部空間的限制，應安排專人負責，以保證質量。

5暗梁、頂隔板施工注意事項

5．1材料加工的控制

5．1．1套筒剝肋鋼筋接頭和墩粗鋼筋接頭直螺紋套筒均需采用標準型設計尺寸，直螺紋套筒的內螺紋尺寸及螺紋中徑公差均應滿足相關規范規定，套筒在安裝以及預埋澆筑混凝土的過程中均應加以保護，以免混入雜物和損傷絲口。

5．1．2連接鋼筋暗梁與頂隔板的連接鋼筋采用HRB335級鋼筋，公稱直徑20mm，采用墩粗鋼筋或剝肋滾軋鋼筋，鋼筋接頭等級為Ⅰ級，鋼筋接頭絲頭的有效螺紋長度應不小于3．5cm，鋼筋下料時應采用機械切割，不得采用熱加工方法切割，鋼筋端面應平整與鋼筋軸線垂直，切割面不得有馬蹄形及扭曲，鋼筋絲頭中徑、牙形角應符合直螺紋套筒連接的要求，絲頭有效螺紋中徑的圓柱度誤差不得超過0．2mm，絲頭鋼筋在裝卸的時候應在絲頭上戴上保護帽，防止絲頭損壞。墩粗鋼筋墩粗頭的基圓直徑應大于絲頭螺紋外徑，墩粗頭長度應大于3．5cm，墩粗頭不得有與鋼筋軸線垂直的橫向裂縫，不合格的墩粗頭應切去重新墩粗。

5．2接頭連接施工的控制在二次襯砌澆筑過程中，應防止雜物及水泥漿液等進入套筒，在進行頂隔板連接鋼筋連接時，確保被連接鋼筋與套筒規格一致，并保證絲頭和連接套筒內的螺紋干凈、無損，鋼筋連接時使用工作扳手旋轉鋼筋，使絲頭在中央位置頂緊。對于墩粗鋼筋，接頭鋼筋連接完成后，套筒每端不得有完整絲口外露。對施工過程中每批進場的鋼筋按設計頻率進行接頭拉拔檢驗，且應符合相關規范要求。

5．3頂隔板微膨脹混凝土試驗頂隔板采用的微膨脹混凝土主要用于補償混凝土的收縮，減少頂隔板與二次襯砌之間可能產生的裂縫，需根據頂隔板的配筋率、表面比、砂石材料的特性等做專門配合比試驗，以達到補償效果。

5．4鋼筋焊接及連接工藝的控制頂隔板及暗梁施工中裝配式的焊接和連接工藝眾多，應加強對焊接及連接接頭的質量檢查，提高鋼筋焊接和機械連接的工藝水平。

5．5頂隔板表面抹光及平整度的控制頂隔板表面的光潔度及平整度對通風效果有很大的影響，應嚴格按設計標準進行控制，避免出現混凝土表面的壓光度不好以及混凝土表面存在蜂窩、麻面、起砂和裂縫等缺陷，其平整度即頂隔板接縫處兩模之間的高差不超過1cm，對存在高差處應抹平順接。

5．6脫模時間脫模時間影響著施工進度，但不應為盲目趕工而加快脫模時間，應該在保證頂隔板混凝土結構質量的前提下，采取經濟合理的脫模方案。

6結論

對于特長隧道設置頂隔板，利用頂隔板、聯絡通道、豎井以及地下風機房構成的整套隧道通風排煙系統在技術上是可行的，在隧道發生火災等情況時可起到關鍵性的作用，同樣，頂隔板在施工過程中方案的合理性以及關鍵部位的控制亦是整體工程成敗的關鍵，其經濟性也是值得我們探討的。

作者：李愛玲單位：中鐵二十一局集團第三工程有限公司