基于新型塑料模具的隧道电缆槽施工工法

-3-基于新型塑料模具的隧道电缆槽施工工法1.前言传统隧道电缆槽施工常采用定型化组合钢模板现场拼装逐段浇筑成型，但由于电缆槽断面较小，一次浇筑长度较长，加之隧道左右洞共四条电缆槽同时施工，所需钢模板投入量多、重量大，工人搬运费时费力，保养不易到位，现场堆放较为混乱，影响隧道内其他部位施工正常通行。对于长隧道和特长隧道，电缆槽施工一般采用定型化液压伸缩自行式电缆槽台车进行浇筑，浇筑台车采用整体门架式钢结构支撑，利用液压系统控制，实现沟槽模板的快速、准确定位，施工效率高。但对于中短隧道而言，经济效益不明显。需随着国家实力的增强和科学技术的逐步完善，我国对基础设施建设的要求也在不断提高，不仅要求工程质量和功能完善，而且倡导绿色环保，为此，对于中短隧道电缆槽施工，兴起一种轻质、环保的塑料模板，解决了隧道潮湿环境下储存不生锈的问题以及不变形、造价低，更易保养的行业难题。我公司在青海加西公路项目JX-2标台子乡隧道及马鞍山隧道施工电缆槽时应用了模块化拼装塑料模具进行试点总结，通过安装工艺、外观质量、成本核算等综合分析，总结形成一套成熟的《基于新型塑料模具的隧道电缆槽施工工法》。本工法具有投资低、施工效率高、工期短、人工少、拼装精度高等一系列优点，有着显著的经济效益和社会效益，具有广泛的推广和应用价值。2.工法特点2.1高效中短隧道电缆槽传统方法采用木竹模板、木方支撑结构，或采用定型化钢模板；长隧道及特长隧道传统采用移动模架台车配钢模板进行施工，散拼木模极易变形，模板错台、漏浆严重，钢模板质量重，安装费工费时，潮湿环境下极易锈蚀，表面不光洁，而且成本高，本工法采用高强度塑料模板施工电缆槽，使模板安装省时省工，因重量轻，模板二次使用时无需拆零散，模板再次安装快捷精准、安装周期更短、效率更高。2.2经济为确保砼外观质量，不建议采纳木模板施工技术，根据隧道电缆槽施工进度要求，通过钢模板、移动模架及高强度塑料模板进行经济对比，高强度塑料模板从材料费、人工费、机械台班费均有明显效益，同时高强度塑料模板不仅质量高而且损耗低，不消耗木材资源，绿色节能可回收；表面光洁、易于脱模保养，使用寿命长；重量轻，安装便捷，拆装无需机械辅助，现场可重复周转使用，同时远运运输费用更低，经济性较为显著。2.3美观高强塑料模板因无需拆零散，且自带锁扣，加固更牢固，整体光洁度更好，错漏缝极少，线型顺直，外观质量光洁平整。较散拼木模和小块钢模线型更加美观、外观更加平整光洁。3.适用范围本工法适用于中短隧道电缆槽施工。4.工艺原理隧道电缆槽使用高强度塑料模板进行施工，模板采用品质优良、耐久性好的新型ABS树脂塑料加厚模具材料，应用工业化流水线生产，加工精度高，成套模具及模板采用模数化、装配化的工具和体系。隧道电缆槽模板根据电缆槽施工图纸，将倒角、盖板台阶及槽壁分别在厂家加工成若干个单元模块，长度均为1.5m，通过自带插销和快插锁紧接头将两块单元模块组装拼接而成，接缝严密，整体性好。利用高强度塑料模板重量轻，模板拆除时，无需拆散，可将倒角单元、盖板台阶模块与槽壁平模一同连带拆除，且拆除长度根据拆除效果和人力强度分节拆除，一般按3m长度拆散。拆除的模板及时采用刮板和打磨机进行清除混凝土残渣，待洁净光亮后涂刷涂膜剂，按分类码放。5.施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程5.2操作要点5.2.1测量放线隧道内中线测量采用精密导线测量法。及时进行洞内控制网平差和中线调整，接续布设导线基线。隧道内高程测量采用水准测量。由洞外高程控制点传递，洞内每隔100m设立一对高程控制点，利用导线基线控制点作高程控制点，进行往返观测，观测限差和精度符合规定等级的精度。（1）洞内导线控制测量布设洞内导线基线，直线段边长≥120m。导线点采用钢钉在仰拱与边墙部为作为标识，钉帽作为高程点，一桩两用。洞内导线测量按Ⅰ级导线精度要求实施，测角中误差≤±5秒，导线全长闭合差≤1/14000。（2）洞内高程控制测量洞内水准点与导线点设在一起，用Ⅱ等水准测量方法和仪器施测，不符值、闭合差限差≤±8√Lmm。（3）日常施工测量洞内日常施工测量由技术部测量中心负责，利用洞内导线控制点设置施工导线，施工导线边长30～50m。洞内施工用的高程点，根据洞内已设高程控制点加密，并闭合到高程控制点上，及时向施工作业面传递中线、高程。（4）电缆槽测量方法为保证结构尺寸符合设计要求且保证隧道路面净宽尺寸，电缆槽放样使用全站仪在二衬边墙位置放出电缆槽标高基准点，即下图A点位置，再放样出电缆槽平面定位基准点，即下图B点。每10m一点，隧道曲线处按5m进行加密测设；在安设模板时采用铅锤线进行校准，使用水准仪作最后校准，确保C点与A点标高一致。内模安装时根据尺量确保结构尺寸。为了确保隧道路面净宽尺寸不小于设计要求，BC点电缆槽放样时较设计尺寸左偏3～5mm。最后对放样结果以交底形式向施工员和班组长进行现场交底明确。电缆槽放样示意图5.2.2凿毛两侧矮边墙与电缆槽结合面、沟槽身与底座结合面进行凿毛处理，以保证电缆槽壁与矮边墙粘接牢固，不产生裂缝或脱落。凿毛采用风镐或合金凿毛花锤人工将既有混凝土结合面凿毛，凿毛采取整体凿毛，凿毛至露出新鲜混凝土为止，凿毛深度通常在5～10mm以表面露出三分之一粗骨料为宜。混凝土表面凿毛时，不得破坏石子等粗骨料，而且不能造成混凝土中的钢筋损坏，以免影响到混凝土的强度。混凝土表面凿毛完成后，及时将凿毛处的灰尘杂质清理干净，并用清水冲洗干净，确保凿毛处表面混凝土湿润等。为了加强联结，局部电缆槽壁较薄的部位（二衬边墙部位）插植φ8钢筋，植筋深度10cm。结合面凿毛植筋5.2.3钢筋制安（1）钢材进场检查钢筋的性能必须符合现行国家技术标准，具有出厂质量证明书和试验报告单。进场检验合格后待用。（2）钢筋加工钢筋原材要分类堆放于钢筋加工棚，钢筋加工由钢筋加工棚内统一加工，然后由板车将钢筋半成品转运至现场。除锈：钢筋除锈可通过钢筋冷拉或钢筋调直机调直过程中完成；少量的钢筋除锈，采用电动除锈机进行除锈，钢筋局部除锈采取人工用钢丝刷或砂轮方法进行。调直：对局部曲折、弯曲或成盘的钢筋采用钢筋调直机加以调直，经调直后的钢筋不得有局部弯曲、死弯、小波浪形，其表面伤痕不应使钢筋截面减小5%。切割：根据配料表要求长度采用钢筋切断机进行切割。弯曲成型：钢筋的弯曲成型用钢筋弯曲机进行，钢筋弯曲后，弯曲处内皮收缩、外皮延伸、轴线长度不变，弯曲处形成圆弧，弯起后尺寸不大于下料尺寸，应考虑弯曲调整值；弯起钢筋的中间部位弯折处的弯曲直径D不小于钢筋直径的5倍。箍筋的末端应作弯钩，弯钩形式应符合设计要求。箍筋调整，即为弯钩增加长度和弯曲调整值两项之差或和，根据箍筋量外包尺寸或内包尺寸而定。（3）钢筋绑扎安装钢筋绑扎前，对仰拱与边墙凿毛部位混凝土渣吹净，必要时进行冲洗。钢筋绑扎根据设计图纸尺寸要求准确放出钢筋位置，两点挂线绑扎。电缆槽配筋由纵横向钢筋组成，为保证电缆槽壁混凝土净保护层厚度满足设计图纸规定的要求。在槽壁钢筋与模板之间设置强度为C35的圆形垫块，垫块按梅花型布置，每平米不得少于4个，以保证混凝土保护层的厚度。电缆槽钢筋净保护层厚度为5cm，垫块相互错开，分散布置。主筋为“L”形竖向钢筋，水平筋为φ8盘圆钢筋，下料长度为11m，钢筋均采用绑扎连接，水平搭接长度不小于35d。钢筋绑扎时，校核钢筋间距，纵横钢筋互相垂直，且每隔一交叉点采用细铁丝“8”字形绑扎，绑扎不得缺扣或漏绑，绑扎后的所有扎丝头一律得向电缆槽内倒。电缆槽仅在靠外侧侧壁处（隧道沥青路面一侧）配有钢筋，如下图所示。由于钢筋为单层L形钢筋，不宜定位和固定，因此在安装钢筋时，需在仰拱填充砼面上进行钻眼植定位筋，以保证钢筋在施工过程中稳定。使用φ8钢筋作为定位筋时纵向间距1.5m布置，埋置深度不小于10cm，外露长度取15cm，外露部分与φ16“L”形钢筋进行两点绑扎固定。槽壁钢筋根据垫块和模板进行固定，确保钢筋竖直。5.2.4模板组拼安装模板材质选用ABS树脂类高强度塑料，模板根据电缆槽施工图纸尺寸大小，在厂家进行分块分段定做，每块长度为1.5m。模板分左侧内外模和右侧内外模，模板运输至现场后先进行试拼，对毛边不平整位置进行打磨光洁，试拼无误后对每块模板按“左-内A1、左-内A2、左-外A”进行编号，每次拆模后依然按照内外编号分类码放。左侧模板分块及编号示意图右侧模板分块及编号示意图钢筋验收合格后安装模板，根据测量放样基准点计算内外模板安装位置，确认无误后进行挂线，依挂线位置安设模板，模板安装过程中使用铅垂线不仅控制线型，而且采用水准仪始终复测校准模板顶高程；模板复测安装与加固同时进行。模板加固采用自带锁紧装置密封联结一体，横纵钢管作背楞，使用花篮螺栓拉杆和墙体预埋拉环将外模背楞钢管进行拉结固定，内模采用“”形自制钢管进行对顶，槽壁内侧两模板设置短直钢筋头进行对顶，短直钢筋与模板间设砂浆垫块，以防钢筋损坏模板和出现露筋现象。模板安装长度以二衬模筑混凝土长度为宜，即安装长度为10.5m，需要7节模板。电缆槽底设计有一集水沟，集水沟采用50mm×50mm方钢立模浇筑成型，方钢支撑采用砂浆垫块调整位置进支撑，与槽壁钢筋点焊进行固定。砼施工时分底板和槽壁两次浇筑，底板浇筑时严格控制高程，待底板混凝土终凝后再安装内模浇筑槽壁砼。5.2.5混凝土浇筑电缆槽槽身混凝土采用C35，由自建拌合站供应，混凝土运输车运送至现场，施工采用两次浇筑成型，底板浇筑时严格控制高程，待底板混凝土终凝后安装内模浇筑槽壁砼。因隧道二次衬砌混凝土两沉降缝距离为10.5m，故每次施工电缆槽时浇筑7节模板长度（每节为1.5m），保证二衬、仰拱、电缆槽沉降缝在同一环线。电缆槽施工时可分段跳仓施工，沉降缝之间利用沥青麻絮填塞，表面涂刷沥青进行防水。混凝土浇筑采用混凝土罐车+混凝土输送料斗的方法进行浇筑，混凝土浇筑顺序按照槽底、槽壁的顺序分两次施工，槽底混凝土浇筑从一端向另一端循序进行，并及时整平、收浆，待槽底混凝土终凝后，浇筑槽壁混凝土。两槽壁混凝土分层对称浇筑，考虑槽壁厚度15cm，分层厚度按40～45cm分两层连续斜面浇筑一次成型。为避免槽端混凝土产生蜂窝等不密实现象，改从另一端向相反方向放料，在距端头4～5m处合拢，浇筑中不得任意中断。槽壁混凝土浇筑时，采用同步对称灌筑槽身混凝土，防止混凝土面高低悬殊，造成内模偏移或其它后果。混凝土灌筑入模时下料要均匀，注意与振捣相配合，混凝土不准集中一处下料，以免因混凝土分层厚度太大振捣困难，使槽身混凝土产生蜂窝麻面等缺陷。混凝土浇筑时采用小型振捣棒或φ25钢筋人工插捣密实，使混凝土停止下陷，不再冒出气泡，混凝土表面呈现平坦、泛浆为止。振捣或插捣时，严禁碰撞钢筋和模板，包括内部对顶支撑钢筋。浇筑槽壁混凝土时，用木棒轻轻敲击模板，使附着在模板上的气泡冒出，保证混凝土外观质量平整、无气泡和蜂窝麻面现象产生。5.2.6拆模、养护根据同养试块回弹强度确定拆模时间，一般混凝土抗压强度达到2.5MPa，且能保证其表面及棱角不致因拆模而受损时方可拆除模板。为方便模板再次拼装快捷，减少模板错台漏缝，模板拆除时，无需拆散，可将倒角单元、盖板台阶模块与槽壁平模一同连带拆除，且拆除长度根据拆除效果和人力强度分节拆除，一般将10.5m长度整体模板拆成4.5和6m两段模板。模板拆除时先拆内外部支撑及花篮螺栓，根据槽壁外模、内模顺序依次从一端向另一端逐片拆除。拆除时注意不得用撬棍或扳手硬拉硬拽，采用橡皮锤轻轻向下捶打模板边缘，使模板与混凝土分离。拆除的模板及时采用刮板清除混凝土残渣，对于无法清除的混凝土痕迹，采用水和草酸按比例1：20混合液浸泡12h，人工刷净后用清水冲洗干净，按编号分类码放。模板拆除后采用雾炮机进行喷雾湿润养护，必要时覆塑料薄膜（一般隧道内空气较湿润，视情况覆膜），养护不少于7d。5.2.7隧道电缆槽盖板安装电缆槽盖板采用SMC新型复合材料模压成型工艺生产制造的成品盖板，运输至隧道现场进行人工安装。材料进场后进行相关检测试验，合格后投入使用，当槽壁混凝土强度达到80%后方可进行人工逐一将拼凑安装。模板安装时首先对盖板槽部位以及电缆槽内残渣、杂物清理干净，从隧道进口一端向出口一端循序安装，安装时盖板间拼缝宽度按1cm设置，间隔5m设置一块带开启缝盖板，盖板尺寸如下图所示。为了确保盖板安装平整及防止安装后翘起晃动，在盖板安装台阶处采用高标号砂浆进行找平，确保盖板安装线型直顺、拼缝宽度均匀一致，盖板与槽壁对齐平整。6.材料与设备6.1主要材料序号材料类别规格型号数量使用部位1钢筋φ811.7T电缆槽槽身钢筋2φ1637.5T电缆槽槽身钢筋3φ10（长15cm）0.38T辅助短钢筋进行支撑模板用4混凝土C35867m³电缆槽槽体混凝土5模板ABS树脂高强度加厚塑料模板42m电缆槽模板6.2工具设备序号工具设备名称型号规格数量用途1ABS树脂塑料模板9个单元，每单元长度为1.5m42m电缆槽模板2Φ48钢管1m44根电缆槽外模板竖肋加固3Φ48钢管6m32根电缆槽外模板横肋加固4花篮螺栓Φ24M27高强度花兰螺栓44个电缆槽外模板竖肋拉结紧固5工字形焊接钢管宽55cm/50cm44个电缆槽内模板对顶加固6自动浇筑一体化振动台6㎡1台电缆槽盖板浇筑振动7滚轴托箱叉车K35合力叉车1台电缆槽盖板厂内移运8PVC塑料模具7850cm、7350cm各100套电缆槽盖板模具9喷淋养护设备1000㎡1套电缆槽盖板混凝土养护10随车吊10t1台电缆槽盖板运输吊放7.质量控制7.1质量控制依据《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2017）《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2015）《工程测量规范》（GB50026—2007）7.2质量控制要点7.2.1测量放线准确建立隧道进口和出口相连的高精度的平面控制网和高程控制网，用全站仪精确放出施工桩号的隧道中心线，并放出横向法线方向以确保尺寸测量方向。全站仪测量应设置第二后视作为复核，以防止导线点有挠动时造成错误。为确保电缆槽线型直顺、结构尺寸准确，放样时使用全站仪，精确放出电缆槽外壁平面基准线和电缆槽高程基准线，使用铅垂仪和水准仪校准模板竖直度和高程。7.2.2凿毛隧道电缆槽与二衬边墙接触部位以及与仰拱填充层接触面均进行凿毛处理，凿毛采用合金花锤人工凿毛，凿毛要轻微细致，深度控制在5～10mm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，露出75%粗骨料即可。凿毛过程中控制对粗骨料的破损，施工完成后对其冲洗确保凿毛表面干净无浮浆无积水，严禁凿毛时对钢筋的扰动和破坏。已经完成的凿毛部位防止残渣和木屑等杂物进入或附着。7.2.3钢筋工程（1）原材控制钢筋原材进场必须按照规范要求进行验收，钢筋品牌、规格型号等必须符合设计要求。对进场钢筋进行现场建设单位、监理单位、施工单位见证取样，待复试报告合格后下发材料使用许可证。（2）钢筋加工钢筋加工制作时，要将钢筋加工表与设计图纸复核，检查下料表是否有错误和遗漏，对每种钢筋要按下料表检查是否达到要求，经过这两道检查后，再按下料表放出实样，试制合格后方可成批制作，加工好的钢筋要挂设验收牌且堆放整齐有序。钢筋表面应洁净，粘着的泥土、浮锈使用前必须清理干净。钢筋调直，采用数控调直机进行调直，经调直后的钢筋不得有局部弯曲、死弯、小波浪形，其表面伤痕不应使钢筋截面减小5%。钢筋弯钩形式有三种，分别为半圆弯钩、直弯钩及斜弯钩。钢筋弯曲后，弯曲处内皮收缩、外皮延伸、轴线长度不变，弯曲处形成圆弧，弯起后尺寸不大于下料尺寸，应考虑弯曲调整值。弯起钢筋的中间部位弯折处的弯曲直径D不小于钢筋直径的5倍。箍筋的末端应作弯钩，弯钩形式应符合设计要求。箍筋调整，即为弯钩增加长度和弯曲调整值两项之差或和，根据箍筋量外包尺寸或内包尺寸而定。（3）钢筋安装钢筋焊接的操作人员必须持证上岗，焊接接头要经过试验合格后，才允许正式作业，在一批焊接中，进行随即抽样检查，不合格时进行逐根检查。钢筋绑扎前先认真熟悉图纸，检查配料表与图纸、设计是否有出入，仔细检查成品尺寸、弯钩是否与下料表相符。核对无误后方可进行绑扎。钢筋安装时严格按照设计图纸及规范要求进行施工，为确保钢筋的纵横间距及线性，每根纵横钢筋上进行划线标识，通过挂线安装确保钢筋线性直顺。纵横钢筋绑扎采用细扎丝梅花绑扎，隔一绑一。钢筋安装时注意选择规格准确的保护层垫块，等间距均匀布置，确保钢筋保护层厚度满足设计要求。钢筋安装质量偏差控制项目允许偏差（mm）检验方法钢筋间距±10钢尺量两端，中间各一点，取偏差绝对值最大处钢筋保护层厚度±5尺量检查钢筋绑扎完毕后，要经过监理工程师验收合格后，方可浇注混凝土。7.2.4模板工程模板要经过结构设计，保证有足够的强度和刚度；加工塑料模板时要严格按技术规范施工，实行三级验收程序。塑料模板在混凝土浇筑前要涂脱模剂，并注意控制高差、平整度、轴线位置、尺寸、垂直度等技术要求。7.2.5混凝土工程根据混凝土的强度要求准确计算出混凝土的配合比，申报监理工程师审批，监理工程师同意后方可使用，使用过程中，要严格按照配合比执行。派专人（试验人员）到搅拌站监督检查配合比执行情况以及原材料、坍落度、试件取样、称量衡器检查校准及拌合时间是否与要求相符。混凝土运抵现场后，必须经过坍落度试验，符合要求后才能浇注，若坍落度损失过大，试验人员可根据实际情况征得监工程师的同意后适量加入水泥浆，确保混凝土的水灰比不变，并要搅拌均匀后方可浇注。浇筑混凝土，全部模板和钢筋要清洗干净，不得有杂物，模板若有缝隙应嵌填密实，并经监理工程师检查批准后方可开始浇筑，混凝土的浇筑方法，必须经监理工程师的批准。混凝土浇筑作业应连续进行，如因故发生中断，其中断时间应小于前次混凝土的初凝时间或能重塑时间，超过中断时间，应采取相应措施处理，并立即向监理工程师汇报。混凝土振捣时，振捣器的插入或拔出时的速度要慢，振捣点均匀，在振捣器不能达到的地方应铺以插铲式