明挖隧道暗埋段主体结构施工技术探讨

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【摘要】本文基于明挖隧道暗埋段主体结构施工重要性展开分析，结合钢筋工程施工技术、模板工程施工技术、混凝土浇筑施工技术、主体防水施工技术等技术应用要点，通过研究完善现场施工制度、加强材料质量管理、组建高水平施工队伍、做好全过程质量管控、做好施工监测工作等措施，其目的在于加快明挖隧道施工进度，提高明挖隧道工程施工质量。

【关键词】隧道工程;模板工程;钢筋工程

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.08.071

引言：

隧道工程作为公路交通网的重要组成，具备施工复杂度高、施工周期长等特征，属于施工过程中的重难点项目。在明挖隧道暗埋段主体结构的施工期间，会使用到许多施工技术，如钢筋工程施工技术、模板工程施工技术等，通过梳理主体结构施工技术应用时的注意事项，不仅可以积累可靠的工程施工经验，而且对于加快工程作业进度，促进建筑行业经济可持续发展有着积极的意义。

1、明挖隧道暗埋段主体结构施工重要性

从实际施工情况来看，在明挖隧道暗埋段主体结构施工期间，具备了以下应用价值：1）在隧道工程施工期间，主体结构属于隧道重要的支撑结构，其稳固性直接影响到隧道工程的安全性。做好主体结构施工技术管理，可以确保各节点施工质量，从而提高工程整体施工质量，满足工程作业规范要求。2）为后续作业活动的开展奠定基础，在隧道工程作业期间，会先进行主体结构施工，随后再展开其他结构的施工。这也需要在实际作业中，加强主体结构施工过程管理，期间也需要做好人力资源、物力资源、财力资源的合理整理，以此来加快隧道工程分支结构的作业进度，提高隧道工程的作业质量。

2、明挖隧道暗埋段主体结构施工技术要点

2.1钢筋工程施工技术

2.1.1钢筋材料选择

在钢筋工程施工过程中首要任务便是做好钢筋材料的选择工作，从实际应用情况来看，应注意以下几点：1）对于每一批钢筋材料，在正式进场之前需要做好基础检查工作，内容涉及检查出厂合格证、材料质量证明书等，同时也需要遵守“先试验后使用”原则来对钢筋材料质量进行验收。在整体验收过程中需要参考ISO9001标准来进行检查，等待检查结果合规后再进行使用。2）基于隧道工程项目的基础特点，做好施工材料各参数的选择工作，内容涉及类型、尺寸等，由于隧道工程的施工复杂度较高，使用到的钢筋材料种类较多，这也需要提前做好分类工作，并且按要求做好配筋结构和尺寸设计，同时在应用前也需要再次做好全面检查工作，待满足要求后再进行后续作业。

2.1.2钢筋材料绑扎

完成钢筋材料的选择后，进入到材料绑扎环节，在实际作业中也需注意以下几点：1）做好绑扎方式的选择工作，一般情况下，对于φ16mm以下的钢筋材料多选择搭接焊接的方式进行处理，接头预先预制成折线，使焊好后的钢筋轴线重合，以保证受力。期间也会搭设φ48mm钢管脚手架进行侧墙及中隔墙主钢筋定位，待钢筋成型后撤除不需保留的脚手架。对于φ16mm以上的钢筋材料，会利用冷压连接的方式进行处理，以确保处理结果的合理性与可靠性。2）钢筋接头位置相互错开，错开长度非焊接接头不小于搭接长度，焊接接头长度不小于35d，且不小于500mm;所有钢筋接头留置于结构受力较小的部位。钢筋在同一截面上的数量不得超过以下规定的比例：搭接接头受拉区25%，受压区50%，焊接接头受拉区50%。Ⅰ级钢采用E43焊条，Ⅱ级钢采用E50焊条，单面焊10d，双面焊5d，两端各加1cm焊口，焊高不少于0.3d。对于小直径钢筋采用绑扎搭接法，搭接长度不得小于40d。

2.2模板工程施工技术

2.2.1支架体系组成

在隧道工程主体结构施工过程中，需要做好支架体系的筛选工作。底板及底板面向上处侧墙的外侧利用侧墙施工的单排I12.6工字钢桁架支撑体系，内侧倒角采用与底板钢筋焊接的对拉杆体系加固。敞开段侧墙的内、外侧均采用单排、纵向间距60cm的I12. 6工字钢桁架支撑体系，两对应桁架采用对拉钢筋进行加固。有肋外侧模板采用不同的特殊尺寸，无肋及内侧模板长采用3.0m。外侧墙采用无连接的单排I12. 6工字钢桁架支撑体系;内支撑采用φ48mm×3.5m满堂钢管扣件支架加纵、横、剪刀支撑，满堂钢管扣件脚手支架，四边与中间每隔四排支架立杆设置一道纵向剪刀撑，由底至顶连续设置，两端与中间每隔四排立杆从顶层开始每隔二步设置一道水平剪刀撑。为确保明挖隧道工程环境的安全性，需要将钢筋脚手架步距控制在1.0m，排距需控制在1.0-1.5m，而纵向间距也需控制在60cm-90cm，以提高整体结构的稳定性。同时考虑到隧道工程需要铺设的模板面积较大，多使用1.5m×6mm组合模板，而且钢管脚手架中还增设可调顶托和底座，以提高模板体系的稳定性。

2.2.2模板工程安装

进入到模板工程安装环节后，应注意以下几点：1）根据支架设计方案中的相关内容，按要求做好测量放线工作，根据测量放线结果来进行立杆底座的安装，随后将立杆结构固定在底座上方，为了避免横截情况的出现，也会使用到不同长度的立杆来进行交叉布置，提高整个模板支撑体系的稳定性。2）在对立杆进行安装时，也需要提前设置扫地横杆，以此来将立杆结构连接在一起，提高立杆结构的稳定性。并且在双层横杆完成组装之后，也需要依次进行直度、纵向直線度、横杆水平度、接头位置的检查，确定各参数均满足要求后进入下一模板安装环节。3）在侧墙模板工程安装该过程中，需要先进行外侧模板安装，随后再对内侧模板进行安装，等待监理工程师完成钢筋结构与预埋件质量检查后，再进行中隔墙侧模、顶部模板安装。需要注意的是，在顶板垂直支撑体系的安装中，需要使用φ48mm×3.5m满堂钢管扣件脚手架进行支撑，完成这些安装工作后，再进行底模板安装，使用拉线找平法进行检查，待满足要求后进入到下一施工环节。

2.3混凝土浇筑施工技术

2.3.1混凝土拌和

该技术在应用中，首要任务便是做好混凝土材料质量审查，检查不合格的材料不允许进入场地。为了确保隧道工程主体结构的耐久性、防水性、耐腐蚀性、稳固性，多使用C45以上的防水耐腐蚀混凝土，混凝土类型为商品混凝土。在混凝土拌和时，需要按要求在搅拌机中依次加入石子、水泥、砂子、外加剂，材料添加量误差不超过1%。在拌和时先将材料干拌1min，随后在搅拌过程中分三次添加拌和用水，整个过程搅拌时间为2min。而且在混凝土搅拌过程中，也需要对所有材料的品种、规格和用量进行检查，待满足要求后再进行运输。

2.3.2混凝土运输

在隧道工程主体结构施工时，会使用商品混凝土进行作业，而运输载体为搅拌车，利用搅拌车的持续运动，来避免拌和料离析、材料塌落度不足、含气量过度损失等问题。同时也需要对运输时间进行控制，通常情况下，夏季混凝土运输时的时间间隔应控制在60min 以内，冬季混凝土运输时的时间间隔应控制在80min 以内，混凝土的初凝时间应控制在6-8h。等待混凝土运输到浇筑点后，需要先委派专人对于混凝土离析状态和塌落度损失情况进行检查，如果出现离析情况较严重的情况，那么在浇筑前需要对其进行二次搅拌后再使用。对于材料塌落度损失较大的情况，则通过向其中添加减水剂进行二次搅拌的方式进行控制，从而提高待浇筑混凝土质量的合规性。

2.3.3混凝土浇筑

在混凝土浇筑过程中，需根据浇筑位置的不同来匹配相应的浇筑方法，具体作业要点如下：1）在底板浇筑活动中，会使用多台混凝土输送泵来进行混凝土输送，同时在浇筑过程需要采用分层浇筑的方式进行施工，等待混凝土从倒角模板外溢出后，开始纵向浇筑墙体间底板，在此过程中应遵循“斜向分层、一个坡度、薄层浇筑、循序渐进、一次到位”的原则展开，以提高浇筑结果的整体性。2）中墙结构浇筑时，考虑到浇筑高度较大，也会采用分层浇筑的方法进行施工，分层浇筑的厚度会控制在30cm，浇筑间隔在45min以内，避免浇筑分层情况的出现。3）展开侧墙或顶板结构浇筑时，会按照对称水平分层浇筑的方式完成侧墙浇筑，一直浇筑到顶板高度。而中隔墙部位会采用同等方式浇筑到倒角位置，沿着此方向浇筑到顶板位置。在顶板浇筑中会遵循由两侧向中间的方向进行分层浇筑，直到完成顶板所有部位的浇筑。

2.3.4振捣与养护

完成上述浇筑活动后，进入到振捣与养护阶段，具体实践中应注意以下内容：第一，考虑到隧道工程围岩稳定性较差，因此会选择高频插入式振捣器来完成振捣工作，在振捣过程中，其插入深度在50～100mm，等待混凝土开始泛浆且不冒气泡后转移到下一振捣区域。振捣器的移动半径不超过有效振动半径的1.5倍，对于振捣器无法到达的角落，会使用插针进行振捣，确保振捣结果的可靠性。第二，振捣工作完成后1.5-24h，不允许再对其振动，同时在混凝土表面收浆之后开始养护作业。一般会在混凝土表面覆盖土工布，同时早晚进行一次洒水，在条件允许的情况下，对底板或顶板的养护会采用蓄水养护，养护周期不少于14d，待强度达到要求后可对其进行拆模处理。

2.4主体防水施工技术

2.4.1结构自防水

在隧道工程的施工中，结构自防水技术属于主要的防水手段。通常情况下，主体结构的抗滲等级不低于S8，而混凝土砼的坍落度也需要控制在2cm以内，而结构入模时的温度也需要管控在25℃左右，对于夏季温度较高的施工环境，可以使用冰水来降温模板，并且选择早晨或傍晚温度较低时进行混凝土浇筑，搭配可靠的养护措施，提高混凝土成型结果的可靠性。另外，在混凝土拌和时也会使用膨胀剂、抗裂剂来进一步改善混凝土性能，使其严密性、防水性得到不断提升。

2.4.2结构附加防水层

在隧道工程主体结构的施工中，也会选择在结构外附加防水层，以此来进一步提高结构防水性能。目前使用较多的附加防水层材料为BAC防水卷材，在进行铺设时也需注意以下内容：第一，基层需提前做好处理，基面需满足干净、平整、稳固等要求，同时基层的阴阳角也需保持顺直，并且维持圆弧形的状态，其中阴角最小半径应控制在100mm左右，而阳角的最小半径应控制在20mm，为后续防水层铺设工作的展开奠定基础。第二，在对其进行铺设时也需要做好防水层固定处理，多使用垫圈、绳扣将防水层吊挂在固定点处，相互间的间距控制在1.0-1.2m，防水层之间接缝采用焊接的方式进行处理。焊缝的搭接宽度应超过100mm，可采用“双焊缝热融黏结工艺+真空加压”的方式进行处理，确保防水层的完整性与耐久性。

2.4.3特殊部位防水处理

进行特殊部位防水处理时，应注意以下几点：（1）在对横向/纵向施工缝进行处理时，会使用橡胶止水带进行处理，在正式处理中需要先将施工缝表面进行凿毛，将表面清理干净后，将橡胶止水条填充到施工缝当中。缝隙的接头处需要使用搭接法进行处理，相互间搭接宽度应超过100mm，借此来提高施工缝的防水性。（2）进行变形缝处理时，会使用中埋式止水带和背贴式止水带。前者在应用中会借助扁钢夹将止水带固定在结构钢筋位置处，同时利用挡头板来完成止水带定位，使其可以稳定在既定位置，提高结构的稳固性。后者在应用中则会利用不透水焊接的方式将其和防水板关联在一起，以此来提高结构整体性与防水性。

3、提高主体结构施工质量的措施

3.1完善现场施工制度

通过完善现场施工制度，可以为主体结构施工活动的展开提供参考，减少不合规行为的出现。隧道工程主体结构施工过程，会有许多施工团队参与到其中，不同施工单位遵循的施工制度存在一些差异，为确保整个施工活动的有序展开，需要对这些施工制度进行整理，协调各施工单位之间的关系，建立统一的现场管理制度。制度完成后也需及时做好宣传工作，使所有施工单位可以遵循统一规范展开工作，避免施工矛盾问题的出现。另外，现场施工制度也需根据实际情况做好制度内容调整，提高施工制度的指导价值，满足现场管理要求。

3.2加强材料质量管理

通过加强材料质量管理，能够为后续作业活动的展开奠定基础，确保作业结果的可靠性。在具体实践中，第一，需做好作业现场基础环境的整理工作，内容涉及水文条件、地质条件、气候条件、地层分布等，以此来确定施工时所用材料参数，拟定可靠的材料采购计划。第二，按要求采购的施工材料，需要在进场前进行再次校核，并且建立可靠的抽检制度和临检制度，以此来确保主体结构施工期间使用材料的统一性，确保主体结构作业质量的可靠性。

3.3组建高水平施工队伍

通过组建高水平施工队伍，可以减少人为失误带来的负面影响，加快主体结构的施工进度。从实践情况来看应注意以下几点：第一，在前期做好评估体系的建设工作，评价指标包括综合实力、企业信誉度、专业能力等，从而筛选出高水平的施工团队作为工程参建队伍，为后续施工活动的展开奠定基础。第二，在施工活动的开展过程中，也需要做好队伍成员的培训工作，搭配着绩效考核制度、测试评价制度，来有序提升队伍成员综合能力，以此來加快施工活动的开展进度。

3.4做好全过程质量管控

通过做好全过程质量管控，能够及时发现存在的施工问题，采取措施对其进行处理，以确保主体结构最终的作业质量。隧道工程主体结构工程涉及到多个子项目，不同子项目在施工时的质量规范要求存在一些差异，这也要求质检团队提前拟定可靠的质量管控计划，对于整个施工过程进行监督，期间可利用信息技术、BIM技术来加快信息整理速度，也为下阶段质量管理计划的调整提供有效参考。

3.5做好施工监测工作

通过做好施工监测工作，可以准确识别隧道主体结构施工时的隐患问题，提高隧道工程施工环境的安全性。在实际应用中，需要在合适位置布设监测点，控制好监测点数量，借助GPS技术实时采集监测数据，并利用计算机软件来整理监测数据，以此来准确识别施工时的变形问题、不均衡沉降问题，及时采取措施进行处理，以营造安全的主体结构作业环境。

结语：

综上所述，完善现场施工制度，可以为主体结构施工活动的展开提供参考，加强材料质量管理，能够为后续作业活动的展开奠定基础，组建高水平施工队伍，可以减少人为失误带来的负面影响，做好全过程质量管控，能够及时发现存在的施工问题，做好施工监测工作，可以准确识别隧道主体结构施工时的隐患问题。通过梳理主体结构施工技术的相关内容，并拟定恰当措施来提高主体结构施工质量，对于提升主体结构耐久性、延长隧道工程使用寿命有着积极的意义。

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