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互偿式隧道通风工程管道基础施工工艺研究

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  摘    要:咸旬高速公路雷家坡互偿式隧道通风工程利用烟囱效应原理、负压抽风原理,结合太阳能的利用,通过安设相应的通风设施,使洞内气体自然流动,并与洞外气体进行交换,达到置换洞中气体、提高洞内空气质量的目的,可以改变使用机械通风的现状,以节约能源,保护环境。该工程运用的施工技术和方法效果明显,技术先进,值得在以后的施工中进一步推广使用。
  关键词: 隧道;通风工程;施工技术
  1  引言
  随着我国东部沿海及平原等人口密集区域的交通饱和,越来越多的公路铁路施工将转入广袤的西部及山区,届时隧道施工并洞内良好的通风环境将是一项不可或缺的硬性指标,目前,我国长、大隧道在施工和运营期间大多数采用机械通风的方式来改变隧道内空气的化学组成和气候条件,使之满足人员工作、车辆运行的卫生和安全要求。由于长大公路隧道在建设及运营过程中,机械通风设备满负荷运转,将直接导致通风所需电力庞大,且噪声较大,为了节省施工费用、运营费用和较低噪音,很多时候通风分机以较低档位运行,或者是间歇性开启,使得隧道内空气质量难以满足规范要求,通风方案的优劣及通风运营效果的好坏,将严重危害到施工人员和司乘人员的身心健康。通过对“互偿式隧道通风工程管道基础施工工艺研究”,为今后同类隧道通风设计施工提供更多的技术保障,从而产生巨大的社会经济效益。
  2  工程概况
  咸旬高速雷家坡1#隧道位于泾阳县口镇杨赵村北,为分离式隧道,左线长2111.4m,右线长2097m;隧道最大坡度为1.56%,隧道设计行车速度为80km/h;在原设计中隧道通风采用机械通风,通风方式为全纵向式射流通风,CO的设计浓度为250PPm,烟尘允许浓度为0.007-1。为了实现节约能源,保护环境的理念,雷家坡1#隧道通风工程主要利用烟囱效应原理、负压抽风原理,结合太阳能的利用,通过安设相应的通风设施,就可以使洞内气体自然流动,并与洞外气体进行交换,达到置换洞中气体、提高洞内空气质量的目的,可以改变使用机械通风的现状,以节约能源,保护环境。
  3  管道基础施工
  3.1  管道基础类型
  管道基础主要包括检查箱基础、气体加热管道基础、聚光墙基础以及山顶烟囱等基础组成。
  3.2  管道基础主要几何尺寸
  (1)检查箱基础长9.0m,宽1.8m,高0.6m。预埋件主要为钢板和螺纹钢,用于安装检查箱。
  (2)加热管道基础长9.2m,底宽0.5m、顶宽0.3m。共22道。预埋件主要为钢板和螺纹钢,用于管道支架的连接。
  (3)聚光墙及基础,聚光墙基础为长12.0m,宽3.95m,高1m,聚光墙为弧形,高8m,宽度为10m,厚度为0.3m,预埋件主要为预埋钢板和螺纹钢,用于安装检查箱。
  (4)山顶烟囱基础长7.5m,宽7.5m,高3m,预埋件有预埋钢板、螺纹钢和φ800钢管,用于塔体支架、风管安装。
  注:基础均为C30钢筋混凝土,基础均与岩面连接,植入深度為30cm。
  3.3  管道基础施工工艺
  基础施工的工艺流程为:基础位置放样→钻眼爆破→钢筋安装→模板安装→混凝土浇筑。
  (1)按照设计图纸对通风工程基础位置进行准确放样,沿设计轮廓线均匀布置炮眼,眼口距设计轮廓线约0.1m~0.2m,便于钻眼施工。
  根据设计高程和实测高程对基底采用人工配合冲击钻,进行开挖。基底高程以达到基础底部位于一个平面,避免基础出现因混凝土厚度不一、受力不均而出现的裂缝或者断裂,个别突起及难于清除部分,可适当保留,避免对基岩面造成二次扰动或超挖。
  (2)植筋时采用冲击钻成孔,根据设计钢筋的直径大小、植筋深度选择钻头,钻头直径大于钢筋直径3mm~6mm,成孔深度大于设计深度5mm~10mm;钻孔前把结构物表面的水、油等液体清理干净,以防止污染孔洞。
  成孔后首先用压缩空气把孔内粉尘清除一遍,同时把结构物表面的粉尘也清除掉,然后用专用电动毛刷把孔壁上的浮尘刷掉,最后再用压缩空气清除一遍;水、油等液体会破坏植筋结构胶的强度,因此必须对孔壁进行干燥处理;清孔及其它准备工作都完成后,给孔内注入大于2/3孔深的结构胶,轻轻植入钢筋确保注胶饱满无空隙,并采用适当的方法防止植筋胶流出;钢筋植入应尽量缓慢一边植入一边转动确保钢筋植入孔底,钢筋植入完成后,将多余的结构胶刮去,在结构胶强度形成以前防止钢筋被扰动或被水、油等侵蚀。
  (3)基础内钢筋骨架与与基岩之间的连接施工时,植筋的埋设深度为30cm,间距为40cm,按梅花形错开布置。并将植筋和基础钢筋进行绑扎或焊接,避免出现基础钢筋骨架倾倒、位移现象。
  (4)支模,浇筑混凝土。模板采用定型钢模板,模板安装采用碗扣式钢管支承,确保模板稳固牢靠、接缝严密,不漏浆;对个别基底不平整部分,在模板底部采用砂浆进行找平、封闭。模板与混凝土的接触面应清理干净,并涂刷隔离剂,保证结构物外露面光洁美观、线条流畅。浇筑混凝土前,模板内积水、杂物须清理干净。浇筑混凝土时,从斜坡面下端逐一连续向上端浇筑。混凝土振捣采用插入式振捣棒,对每一振动部位,必须振动到该部位混凝土停止下沉、不再冒出气泡,表面呈现平坦、泛浆为止,混凝土浇筑完毕后,对混凝土裸露面及时进行修整、抹平,待定浆后再抹第二遍压光,并采用土工布进行覆盖,养生。养护开始前,覆盖物不得直接和混凝土面接触。
  3.4  管道基础施工要点
  (1)烟囱基础开挖尺寸为7.5m×7.5m×3m,施工时,将圆法兰与风管进行焊接,浇筑砼固定地脚螺栓时,对丝口部分涂黄油。四个独立支架混凝土浇筑时和观景台同时浇筑。
  (2)混凝土浇筑过程中对圆法兰及烟囱支架定位板采用土工布或塑料薄膜进行包裹保护,待混凝土凝固前将其上混凝土用抹子刮除干净。
  (3)基础顶面允许偏差:±2mm,中心尺寸以定位板中心为准。柱间距允许偏差:±2mm,砼体凝固点为100%,方可进行塔体安装。
  (4)聚光墙施工时,聚光墙高度较高(高8m,宽度为10m,厚度为0.3m),为防止跑模、漏浆等情况发生,宜采取分节浇筑,其间断时间应小于前层混凝土的初凝时间,并且采用方木、碗扣式钢管对模板进行加固,注意通风管预留孔的预留。
  3.5  管道基础施工注意事项
  (1)所用的水泥、砂子、碎石、钢筋等原材料必须符合施工规范和有关规定。
  (2)浇筑混凝土前,应仔细复查预埋构件的埋设情况,防止因预埋件移位而对后续的安装施工造成不便或返工。
  (3)由于基础施工位于斜面山坡上,支模要特别注意对模板的加固,要防止跑模、漏浆的发生。浇筑混凝土时应根据当日所需混凝土用量,合理计划,配备所需人员和设备,采取分段浇筑。
  (4)混凝土振捣密实后,表面再用木抹子搓平2-3次。已浇筑完的混凝土层,应在12h左右浇水养护。
  4  结语
  该工程于2013年5月开工,2014年12月顺利建成,通过对气体加热管道基础、烟囱等基础施工中的基槽爆破、基岩植筋、混凝土浇筑等的施工证明此技术是安全可靠的,可以改变使用机械通风的现状,以节约能源,保护环境。原设计中隧道远期通风方式采用φ1120型可逆射流风机,共12台,电机功率为30Kw,节省月电费约一万元。在施工工期、经济效益等诸多方面有着显著特征及优势。
  参考文献:
  [1] 西安公路研究院.雷家坡Ⅰ号隧道通风工程施工图设计,2013.
  [2] 中交二公局第六工程有限公司.雷家坡Ⅰ号隧道施工方案,2013.
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