固基修道
履方致遠
新疆G575項目《改進型二襯端頭在隧道二襯施工中的應用》在27篇合理化建議和技術成果中脫穎而出，榮獲合理化建議類一等獎.
一、研究背景
東天山隧道穿越三條斷層破碎帶，淺埋段受地表水補給，在暴雨時容易引發突水、突泥。深埋段位於地下水位以下，施工中，賦存在基巖中的裂隙水會出現滴水或線狀流水。這就要求東天山隧道有較高的防水標準，其中二襯環向橡膠止水帶是防水施工中的重要一環。在實際施工中，現場發現隧道二襯施工縫環向止水帶的施工比較麻煩，一般用鐵絲綁紮固定，在混凝土澆築的振搗力作用下容易彎曲變形，甚至倒伏，形成混凝土澆築的空隙，極易導致二襯出現滲水，一旦二襯出現滲漏水，對未來運營安全行車構成極大威脅，因此設計一種簡便的二襯施工縫環向止水帶安裝固定方法是有必要的。
二、項目概況
巴哈公路項目土建一標起點位於伊吾軍馬場西側，起點樁號為K0+000，終點樁號為K13+885，標段全長13.885km。東天山特長隧道起點位於松樹塘滑雪場西側，隧道全長11769.5m（左右線平均），採用分離式雙向四車道，單向行車。東天山特長隧道右線右側設置1#通風斜井、地下風機房及送、排風聯絡通道，其中1#斜井長2500m。
三、施工工藝流程及操作要點
隧道環向止水帶原設計施工方法為①擋頭模板上環向間距1m鑽Φ12mm的孔；②將加工成型的Φ10mm鋼筋由待澆築一側穿出，內側卡緊止水帶的一半，另一半止水帶平貼在擋頭模板上；③待二次襯砌混凝土澆築完畢並凝固後拆除擋頭模板，將靠近接縫處止水帶拉直，然後彎曲Φ10mm鋼筋另一端固定止水帶，澆築下一模二次襯砌。這不僅費時費力，還嚴重影響了止水帶的平整度，有可能造成混凝土凹陷，對保證接縫處的密實性非常不利。
隧道環向可伸縮止水帶固定模具完全解決了現有技術安裝中埋式止水帶複雜、止水帶偏位的工藝問題，能夠保證止水帶的安裝位置符合預控止水效果要求，保證在混凝土澆築過程中二襯環向止水帶保持順直、中置式止水帶位置準確，防水效果顯著，其操作過程化繁為簡、提升實體質量、提高施工工效。隧道可伸縮二襯端頭模板配合二襯臺車澆築水泥混凝土至施工縫處，將止水帶固定卡具放於背貼止水帶與中埋止水帶中間，旋轉螺杆，使卡具頂緊背貼止水帶與中埋止水帶，在二襯混凝土澆築過程中保持止水帶安裝順直，提高了二襯施工縫止水帶的防水效果。
環向可伸縮二襯端頭模板
（一）施工工藝流程
首先製作可伸縮二襯端頭模板，再安裝止水帶，最後安裝可伸縮二襯端頭模板，澆築混凝土，拆模。其工藝流程圖如下圖所示。
工藝流程圖
（二）製作可伸縮二襯端頭模板
隧道可伸縮二襯端頭模板，包括鋼板、槽鋼、鋼管絲杆和插鋼筋孔；鋼板的上下端焊接有槽鋼，螺旋伸縮絲杆安裝在鋼板的中部，其兩端與槽鋼進行連接，螺旋絲槓通過螺旋套管進行連接，套管中間設置旋轉固定孔，採用鋼釺子進行旋轉螺旋套管，以達到控制鋼板伸縮調整距離的目的。
為保證工人操作方便，保持其重量最小化，又要提高其強度，防止出現崩模的可能性，同時保證其弧度不影響二襯輪廓弧度；最終確定模具參數：
①槽鋼：長×高×寬=50×8×4.5（cm）
②螺旋套管：長L=20cm，直徑Φ=42mm、壁厚n=4mm，螺紋間距@=1.5mm
③鋼板寬度W=20cm，厚度n=0.6mm，卡板h=2.5cm
④螺旋絲槓：L=20cm，直徑Φ=34mm，螺紋間距@=1.5mm。
計算機模擬圖片
可伸縮二襯端頭模板圖片
（三）施工準備
校正模板臺車，確保模板臺車沒有變形，結構尺寸符合設計要求。預加工多功能端頭定型鋼模。
（四）安裝止水帶
二襯臺車就位後，旋轉內側鋼質端模固定中埋止水帶。
（五）隧道可伸縮二襯端頭模板
隧道可伸縮二襯端頭模板，包括鋼板、槽鋼、鋼管絲杆和插鋼筋孔；在中埋止水帶與背貼式止水帶中間安裝可伸縮二襯端頭模板，螺旋伸縮絲杆安裝在鋼板的中部，旋轉絲杆，使模具卡緊兩側止水帶。
利用槓桿原理加固可伸縮止水帶固定模具，即用鋼管插入在內側鋼質端模預留孔，抵緊邊牆，鋼質端模、止水帶模具與鋼管間用木楔塊楔緊。
使用傳統木模封端，從圖中未見到止水帶定位鋼筋穿出，中埋止水帶應是用鐵絲綁紮在木模上，拆模後翻出。
使用可伸縮的二襯模板封端，兩層模板間夾的為中埋止水帶，背貼止水帶用可調節模板頂在防水板上。
使用可伸縮二襯模板封端施工的止水帶，順直，中埋止水帶居中。
使用傳統木模封端施工的止水帶，拆模後中埋止水帶歪歪扭扭，且不居中，混凝土內的止水帶質量也得不到保證。
（六）澆築混凝土、拆模
模板安裝完成後，澆築二襯混凝土，待模築混凝土凝固後，拔出鋼管，拆除木楔、止水帶卡具，模築下一環混凝土。
四、創新點
01
模具製作簡單、操作方便、快捷，提高施工效率；
02
二襯端頭封堵效果嚴密，不漏將，拆模後二襯無掉塊、凹陷；
03
背貼式止水帶固定緊貼防水板；
04
中置式止水帶定位準確，線條順直，止水效果顯著。
五、效益分析
（一）經濟效益
傳統的二襯端頭封堵採用木模板固定方法是使用鐵絲綁紮固定中置式止水帶，施工、操作複雜且施工質量較差，防水效果不明顯，整個二襯封模及止水帶固定過程需要3個人3小時，工人勞動強度大，且質量得不到保障；推廣應用使用可伸縮二襯端頭模板固定止水帶僅需2人2小時即可完成安裝過程。模具一經推出，使用效果明顯，相比於傳統的木模板固定，能使止水帶在混凝土澆築過程中保持順直，端頭封堵嚴密，提高了工作效率，同時二襯端頭封堵施工比之前更便捷，施工質量也能得到保障，實際測算費用分析如下：
經濟效益分析表
從上表統計的時間來看，單循環施工人工費使用環向可伸縮止水帶固定模具固定止水帶比傳統的方法節省了156元。
一套可伸縮二襯端頭模板的費用為5000元每套，傳統木模材料費為2500元/m3（5×20×100cm），木模在使用過程中由於二襯厚度不同，需要鋸短，且在使用中由於外力會造成損壞。經現場統計，使用木模封端每模二襯約損耗800元木模。
綜上所訴，每板二襯節省費用956元，隧道主洞二襯長度約有9923米，共計節約費用790532元。
（二）技術效益
1、傳統木模封端施工中埋止水帶方法
①擋頭模板上環向間距1m鑽Φ12mm的孔；
②將加工成型的Φ10mm鋼筋由待澆築一側穿出，內側卡緊止水帶的一半，另一半止水帶平貼在擋頭模板上；
③待二次襯砌混凝土澆築完畢並凝固後拆除擋頭模板，將靠近接縫處止水帶拉直，然後彎曲Φ10mm鋼筋另一端固定止水帶，澆築下一模二次襯砌。
2、可伸縮端頭模板施工
可伸縮二襯端頭模板L型模板固定在二襯臺車上（二襯有鋼筋時翻轉），將中埋止水帶安放在內側L型模板上，根據二襯厚度調整內層可伸縮模板寬度，用鋼管卡緊。
在可伸縮二襯端頭模板施工方法避免了中埋止水帶另一半埋進混凝土，然後重新鑿出取直，既節省了施工時間有又保證了中埋止水帶質量，從而提高接縫的防水能力。內層使用可縮模板，既解決了混凝土澆築的漏漿問題，又保證了止水帶的平直度，且可伸縮模板製作方便、省錢，具有極大的施工便利性，值得推廣到其他隧道的端頭模板施工中。
六、實施效果及推廣情況
環向可伸縮止水帶固定模板，能很好的解決端頭止水帶止水效果差的問題，由於端頭模板在隧道徑向可伸縮，以二襯臺車固定端模板為基準旋轉螺旋套管，端頭模板的寬度做出相應的改變，使得防水板、背貼止水帶、可伸縮模板、中埋止水帶、臺車內側模板緊密擠壓在一起，提高了隧道接縫的密封性，實際應用效果明顯；該模具已獲得實用新型專利1項，局級工法一項，並已申請了發明專利1項，多個相鄰單位來我項目學習了該模具的應用，並進行了推廣。
實用新型專利
發明專利申請證明
2018年局級工法
通過可伸縮二襯端頭模板在隧道二襯施工中的推廣應用，新疆G575項目將以此次活動為契機，鼓勵員工敢創新、勇於創新、善於創新，進一步激發員工的工作熱情，探索更多新工藝，力爭贏得「魯班獎」。
來源丨新疆575項目