公路隧道电缆沟侧墙混凝土施工技术研究.pdf

科技与创新Science and Technology&Innovation1762023 年 第 20 期文章编号：2095-6835（2023）20-0176-03公路隧道电缆沟侧墙混凝土施工技术研究乔春光（中国水利水电第三工程局有限公司，陕西 西安 710000）摘要：以新疆维吾尔自治区克孜勒苏柯尔克孜自治州 G219 线阿合奇县至八盘水磨公路建设项目设计施工总承包工程为背景，研究了公路隧道路侧电缆沟施工技术，主要介绍了电缆沟侧墙施工设计、施工工艺、混凝土入仓方法，并阐述了“一种隧道电缆沟侧墙混凝土入料装置”的实用性，可供类似隧道工程施工借鉴。关键词：公路隧道；电缆沟侧墙；入料装置；技术研究中图分类号：U455文献标志码：ADOI：10.15913/ki.kjycx.2023.20.054随着社会经济和生产的发展，高速公路大量出现，出于对行车安全的考虑，在道路穿越山区时，过去盘山绕行的方案多改为隧道方案。目前在国内公路隧道中用以敷设电信电缆的设施进行电缆沟施工，其内侧壁大多与隧道拱墙台车一体成型，剩余外侧墙单独衬砌成型，但传统的施工方法存在施工效率慢、设备利用率低等缺点。本文以新疆克孜勒苏柯尔克孜自治州 G219 线的公路隧道施工为依托进行研究，以传统施工存在的问题为导向，通过提出及分析问题，制定、实施及评价对策的方法进行研究，总结出了可供类似工程施工借鉴的施工工艺方法。1工程简介1.1工程概况G219 线阿合奇县至八盘水磨公路建设项目位于新疆维吾尔自治区克孜勒苏柯尔克孜自治州阿合奇县和哈拉峻乡境内，路线全长 254.88 km，其中中国水利水电第三工程局有限公司承建起止桩号为K257+539K283+371，线路长度 27.18 km，该段路面宽 10 m，设计时速 60 km/h，区间包含大桥 13 座、小桥 1 座、涵洞 49 道、路基及路面 27.18 km、隧道1 座。阿特约勒隧道为本项目唯一一条隧道，里程桩号为 K274+800K276+722，共计 1 922 m，其中级围岩 1 320 m、级围岩 602 m。1.2主要技术指标道路等级为二级公路；隧道设计速度为 60 km/h；隧道建筑限界为净宽 10 m、净高 5 m；设计荷载为公路级；隧道路面横坡为双向坡 1.5%（直线段），超高2%；隧道设计纵坡为 2.5%；隧道防水等级为二级，二次衬砌混凝土抗渗等级不小于 P8。2现场施工条件2.1水文气象阿合奇县境内属于温带高原干旱气候，其主要特征是：昼夜温差大，降水不均，四季不甚分明，冷暖季则明显。年平均气温 6.2，平均最高气温 13.3，平均最低 0.4。年降水量为 187.4 mm（30 年平均值），最高年份可达 359 mm（1982 年），最小年份只有89.1 mm（1957 年）。降雪量在河谷地不足 20 mm，约占全年总降水量的 11%。阿合奇县为多风地区，全年达 23 d。2.2地形地貌隧道区属低中山区地貌。地势总体东北高，西南低，隧址区最高点地面高程约 3 052.671 m，最低点约2 823.388 m，相对高差约 229.283 m。山体相对高度为50230 m，总体坡度 975，局部呈陡坎状。山体岩性主要为石炭系以及二叠系的砂岩、石灰岩等。该段隧道穿越地层主要为强风化中风化石英砂岩、灰岩，岩体较完整，节理裂隙较发育，围岩稳定性好，基岩裂隙水欠发育。3隧道路侧电缆沟设计阿特约勒隧道交通方式为单洞对向双车道，采用复合式衬砌，马蹄形断面，隧道路面宽度 7.5 m，两侧设置 60 cm65 cm 矩形电缆沟。隧道拱墙采用一体式液压衬砌台车衬砌施工1，完成拱墙衬砌后，剩余电缆沟侧墙混凝土再进行二次浇筑。台车衬砌断面如图 1 所示，电缆沟侧墙混凝土断面如图 2 所示。4隧道路侧电缆沟施工面临的困难隧道电缆沟侧墙混凝土设计厚度为 15 cm，因其内侧预留 5 cm 宽电缆沟盖板平台，外侧设置 5 cm 倒圆角，导致侧墙混凝土模板成型后仅剩余5 cm宽入料口，Science and Technology&Innovation科技与创新2023 年 第 20 期177混凝土入料口极为狭窄，且电缆沟混凝土延米工程仅为 0.12 m3，施工极为困难。电缆沟侧墙双侧共计 3 844 m，每 12 m 为 1 段，共计 332 段，施工分段多，但混凝土施工方量小，为减少施工频次，加快施工速度，提高施工质量，亟需找到一种高效的施工方法改变此种困境。因混凝土入料口仅为 5 cm，混凝土罐车及其他设备均无法直接入料至电缆沟侧墙，若选择人工方式入料则需先将混凝土从罐车卸落至人工手推车中，再通过人工铲入电缆沟侧墙中，显然此种施工工艺人员投入大、施工效率慢、设备利用率低，且混凝土浇筑速度慢、混凝土长时间待料容易导致其初凝，必将造成电缆沟侧墙混凝土质量差，从施工质量、进度、成本等各方面考虑，均不满足项目管理目标要求。图 1台车衬砌断面图图 2电缆沟侧墙混凝土断面图5隧道路侧电缆沟侧墙施工四新技术应用面对上述施工特点及难点，采取了以下解决措施：根据电缆沟侧墙体型尺寸定制定型钢模；采取“一种隧道电缆沟侧墙混凝土入料装置”2进行混凝土入料。通过以上措施可完美解决施工过程中所遇到的问题。混凝土入料装置介绍：隧道电缆沟施工中采用的入料装置“一种隧道电缆沟侧墙混凝土入料装置”。该装置基于本项目施工进行研发，其使用状态如图 3 所示。1电缆沟侧墙模板结构；2环形集料槽；3、8、9装置移动体系；4、5、6、7、10、12、13装置支撑体系；11、14装置入料斗体系；1510 m混凝土罐车。图 3 混凝土入料装置使用状态6施工工艺及施工方法通过电缆沟侧墙施工技术的应用，隧道电缆沟侧墙混凝土施工工艺流程总体如下：电缆沟侧墙基底混凝土凿毛钢筋制安模板加固校核入料装置就位混凝土罐车就位卸料至入料装置集料槽侧墙内混凝土振捣混凝土罐车及入料装置同时移位至下一个待浇区伸缩缝板现插完成一个循环电缆沟侧墙混凝土浇筑。隧道拱墙混凝土施工完成后可根据施工进度计划安排，在滞后拱墙混凝土 35 仓开始进行施工，或待拱墙混凝土全部施工完成后统一进行施工。为减少隧道内施工交叉作业面，降低交叉作业带来的安全风险，考虑该施工工艺施工进度快，建议选择后面所述的时间段进行隧道电缆沟侧墙混凝土施工。6.1电缆沟侧墙基底处理施工隧道电缆沟侧墙混凝土施工前应先采用电镐将其基底混凝土进行凿毛处理3，凿毛要轻微细致，深度控制在 1 cm 即可达到要求效果，同时把混凝土表面浮浆及松软层全部剔除掉，大部分露出粗骨料，骨料外露75%即可，注意不能把骨料剔松散，基底处理完成后采用清水冲洗干净。6.2钢筋制安与模板支立施工钢筋进场检验合格后方可进行钢筋下料、绑扎及焊接，钢筋加工成型要严格按照钢筋混凝土结构施工质量验收规范和设计要求执行，钢筋焊接采用单模板台车已完拱墙混凝土已完仰拱混凝土电缆沟侧墙入料口已完填充混凝土剩余电缆沟侧墙混凝土15 cm10 cm5 cm科技与创新Science and Technology&Innovation1782023 年 第 20 期面搭接焊，焊接时应对钢筋预弯，保证焊接钢筋在同一轴线上，焊接长度不小于 10d（钢筋直径）且应大于10 cm，焊接完成后应及时敲掉表面焊渣，确保焊缝饱满、无夹渣情况。钢筋制安完成立即开始定制模板的立模工作，以本项目为例，混凝土采用 10 m3混凝土罐车进行运输，实际罐车载运量约为 8.7 m3，经计算可完成约 72 m 电缆沟侧墙浇筑，模板支立可按照每循环（6 仓）72 m进行施工。立模前再次检查模板是否光洁、脱模剂涂刷是否均匀，立模时采用机械配合人工进行，并应严格按照设计位置支立，进行模板支立完成后应再次复核电缆沟形体尺寸，以确保线形平顺美观。6.3混凝土入仓及振捣施工混凝土施工前再次检查基底是否干净、钢筋绑扎是否牢固、电缆沟侧墙形体尺寸是否满足设计要求。混凝土到场后检查混凝土塌落度确保在 160200 mm之间，混凝土入仓采用专用的入料装置施工，即将入料装置停靠在电缆沟侧墙与混凝土罐车中间，将混凝土罐车喂料斗转至该装置正上方，直接卸料至装置集料槽中，通过入料装置将混凝土料投喂至仓号内。接下来的混凝土罐车及入料装置共同移动并向仓号内喂料，直至混凝土完全充满电缆沟侧墙。根据电缆沟侧墙高度，混凝土分层放料、分层振捣，采用直径 30 mm 的振捣棒进行混凝土振捣。振捣时确保垂直插入，插入时要快，拔出时要慢，以免在混凝土中留下空隙，每次插入振捣的时间为 2030 s，并以混凝土不再显著下沉，不出现气泡，开始泛浆时为准。振捣时振捣器应插入下层混凝土 10 cm，以加强上下层混凝土的结合。振捣插入前后间距一般为30 cm，防止漏振。振捣时不得碰到模板、钢筋及预埋件，混凝土振捣时，应同时用木锤轻击模板，在钢筋密集处和模板边角处，应配合使用铁钎捣实。当混凝土罐车及入料装置共同移位时应多观察路况，保证罐车及入料装置同步进行且不触碰已加固完成的模板。6.4混凝土拆模及养生施工混凝土强度达到 2.5 MPa 时开始模板拆除工作4，模板拆除时按照后支先拆、先支后拆的顺序进行施工，拆模作业时严禁采用机械硬拉硬拽，避免造成模板变形或损坏。模板拆除完成后应及时清理模板上附着的混凝土等污渍并涂刷脱模剂。模板拆除完成后及时覆盖湿润的土工布，并在养生期内始终保持土工布湿润，一般间隔 45 h 在土工布上洒一次水。6.5主要安全文明施工措施抓好安全培训和安全技术交底工作，交底做到横向到边、横向到底，杜绝违章作业。应建立施工机械操作人员机组责任制，并依据有关规定持证上岗，禁止无证人员操作。施工现场用电线路、用电设施的安装和使用必须符合安装规范和安全操作规定，严禁任意拉线接电，施工现场的夜间照明、危险场所的照明以及手持灯具的电压必须符合安全用电的要求。7结束语综上所述，在新疆克州 G219 公路项目阿特约勒隧道电缆沟侧墙施工中，以解决施工难点为导向，通过对传统工艺的改进、创新，节省了大量的人力、物力，缩短了工期，研发出的“一种隧道电缆沟侧墙混凝土入料装置”，操作简单、入料效率高，不仅特别适用于隧道电缆沟侧墙施工，还可用于类似小入料口结构混凝土施工，适用性强，经济效益明显，可为后续类似项目提供良好的借鉴。参考文献：1王星，张国良，杨迪，等.隧道二衬边墙及电缆沟内沟帮整体浇筑施工技术J.云南水力发电，2021，37（4）：55-57.2王洪宇，焦吉坤，乔春光，等.一种隧道电缆沟侧墙混凝土入料装置：CN202222749532.8P.2022-12-23.3覃靖，谢安然.一体式电缆沟台车在隧道施工中的应用J.西部交通科技，2021（7）：104-106.4张洪存，刘伟杰，林晓莉.简述公路隧道混凝土衬砌施工J.黑龙江交通科技，2004（12）：41-42.作者简介：乔春光（1990），男，河南开封人，本科，工程师，研究方向为公路工程技术。（编辑：张超）（上接第 175 页）5杨靖.基于超星学习通的混合式教学模式在腹部评估实训教学中的应用J.中国新通信，2021，23（17）：227-228.作者简介：谭劲轩（1995），男，湖南湘乡人，本科，助教，研究方向为康复职业教育及康复临床。（编辑：严丽琴）