[高速铁路隧道整体式仰拱移动模架施工技术]高速铁路隧道工程施工技术规程
时间：2019-04-02 03:10:54 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：文章以成渝客运专线四方碑隧道的仰拱施工为例，探讨采用整体式仰拱移动模架施工高标准高速铁路隧道仰拱的方法和配套技术，确保工程质量，提高工程效率，给其它类似工程提供参考和借鉴。
关键词:铁路隧道;整体式仰拱移动模架;施工技术
Abstract: taking into chongqing passenger dedicated line the four winds of the arch tunnel construction supine tablet as an example, this paper discusses adopt and Yang arch movable formwork high-speed railway tunnel construction high up the methods and supporting technology arch, ensure the engineering quality, improve the efficiency of the project, to the similar projects for reference.
Keywords: railway tunnel; Integral Yang arch movable formwork; Construction technology
中图分类号：U45文献标识码：A 文章编号：
1工程概况
新建铁路成渝客运专线全长308.59公里，设计最高时速350公里每小时，是西南第一条高速铁路。四方碑隧道位于四川省内江市境内，隧道起止里程为DK140+582.567～DK141+310，全长727.433m，围岩等级为Ⅳ、Ⅴ级，地质情况复杂，该隧道为架梁通道上的首个隧道，工期较紧。
2仰拱移动模架适用性及优势
高速铁路隧道施工不仅对仰拱至掌子面安全距离有严格的要求，而且为满足客运专线排水及受力要求，要求仰拱开挖完成后必须及时封闭，仰拱和仰拱填充混凝土施工分开浇筑，且仰拱必须一次性浇筑。本项目采用整体式仰拱移动模架，不仅解决了仰拱一次性浇筑及仰拱浇筑缝的问题，保证了工程质量，而且在很大程度上降低了施工人员的劳动强度，提高施工效率，节约了施工成本。
图2-1仰拱结构及仰拱施工示意图
3整体式仰拱移动模架施工工艺
3.1整体式仰拱移动模架结构及设计原理
整体式仰拱移动模架分为五大系统：（1）端头梁系统；（2）栈桥系统；（3）中心水沟模板系统；（4）行走系统；（5）模板系统，如图3-1，各系统的组要结构及作用如下：
图3-1整体式仰拱移动模架效果图
（1）端头梁系统
端头梁系统的作用是将模板系统、栈桥系统及行走系统连接为一个整体，起到仰拱端头侧模加固及水沟、栈桥在端头梁上行走的作用。端头梁系统由主梁、横梁、竖肋、横肋、支架、三角支架组成，主梁、横梁、竖肋、横肋均采用工20b型钢，梁间连接及加固采用槽12加强连接。
图3-2整体式仰拱移动模架示意图
（2）栈桥系统
栈桥系统共设置4个栈桥，每个栈桥全长19m，宽1.2m，用于行走施工用车辆如挖掘机、自卸汽车（最大载重量30t）等。单个栈桥主梁采用5根工36C组成，圆弧肋采用5根工20b组成，主梁与圆弧肋之间支撑连接采用14mm厚Q235B钢板加工成方盒，间距1m，面板采用4m厚花纹板。
（3）中心水沟模板系统
中心水沟模板用于浇筑仰拱填充时的水沟模板，全长8.4m，高0.7m。竖肋采用工18，间距1m，端头板采用槽18b，面板采用6mm厚Q235B钢板。
（4）行走系统
行走系统设置在端头梁主梁的横梁上，用于栈桥的移动，行走系统主要由轮轴压板和卡板组成。
（5）模板系统
模板系统有两块曲面模板及桁架组成。曲面模板和桁架采用绞耳连接，可以向内侧转动。曲面模板
面板采用6mm厚Q235B钢板，主肋采用槽10，间距25cm，肋间用10mm厚Q235B钢板设置加劲板，间距1m，背部支撑采用端头梁桁架结构。
图3-3模板系统示意图
3.2整体式仰拱移动模架施工流程
整体式仰拱移动模架施工工艺流程如下：隧底开挖及清理→架立钢拱架→仰拱喷射混凝土→混凝土养护→纵环向盲管安装、防水板铺设、纵向止水带安装→绑扎衬砌钢筋→移动模架就位、立挡头模板、安装环向止水带→浇筑仰拱混凝土→混凝土养护→仰拱模板前移就位→中心水沟模板架设→仰拱填充混凝土施工→混凝土养护。
3.3整体式仰拱移动模架工作顺序
整体式仰拱移动模架的一个施工循环分为三个作业区段，如图3-4：
图3-4整体式仰拱移动模架施工顺序示意图
（1）一、二作业区段开挖至隧底标高，进行仰拱喷射混凝土施工。
（2）一作业区段进行仰拱钢筋绑扎和防排水设施施工，施工完成后将整体式仰拱移动模架移动至一、二作业区段，对仰拱模板进行加固，然后浇筑一作业区段仰拱混凝土；在进行第一作业区段混凝土浇筑同时，可进行第二作业区段仰拱钢筋绑扎及防排水安装和第三作业区段仰拱开挖。
（3）第一作业区段仰拱施工完成后，将仰拱模板前移至第二作业区段。在第一作业区段安装水沟模板，浇筑仰拱填充混凝土；第三作业区段进行开挖及喷射混凝土施工。
（4）栈桥前移至下一个区段。浇筑第二作业区段仰拱混凝土，同时进行第三作业区段钢筋绑扎和防排水设施施工；进行下一个区段仰拱开挖。
（5）第二作业区段仰拱施工完成后，将仰拱模板前移至第三作业区段。在第二作业区段安装水沟模板，浇筑仰拱填充混凝土。
4整体式仰拱移动模架施工工法关键
4.1整体式仰拱移动模架的移动与加固
仰拱曲面模板、栈桥是通过端头梁和行走系统连接成为一个整体，因整体结构较重，移动时需要采用挖掘机或装载机进行配合。当栈桥前移，在端头梁上行走时，端头梁的支腿必须落在已成型的初喷混凝土上，支腿高度可以适当调节，确保端头梁能承受栈桥的重量；当曲面模板和端头梁通过行走系统在栈桥上前移时，栈桥垫块必须落在已施工的仰拱填充或未开挖的岩面上，栈桥落地前要用测量提前对栈桥垫块的落地点的方位和高程进行放样，以保证仰拱曲面模板能顺利地移动和准确地定位。
仰拱模板由两块曲面模板通过绞耳连接，可通过背部绞车及支撑向内侧转动，方便模板拆除和移动。在仰拱浇筑前要注意通过背部支撑对两块曲面模板进行加固，防止曲面模板在浇筑时产生变形。在仰拱曲面模板定位后，要通过端头梁调节系统将栈桥和仰拱曲面模板分离，防止因栈桥上行走重型机械造成仰拱曲面模板变形或移动。
4.2混凝土的浇筑和振捣要点
仰拱混凝土通过拖泵泵入，浇筑顺序为先浇筑中部无模板处混凝土，再浇筑两侧曲面混凝土，浇筑曲面混凝土时应注意调节混凝土坍落度，防止混凝土在曲面模板底部翻浆。为了防止曲面位置振捣不密实，在曲面模板上安装附着式振捣器，插入式振捣器由上部插入，振捣完毕后，开启附着式振捣器。混凝土浇筑应连续进行，分层浇筑。混凝土浇筑分层厚度（指捣实后厚度）宜为振捣器作用部分长度的1.25倍，但最大摊铺厚度不宜大于600mm。在新浇筑完成的下层混凝土上再浇筑新混凝土时，应在下层混凝土初凝或能重塑前浇筑完成上层混凝土浇筑。混凝土浇筑时应注意止水带的保护和定位，确保止水带的外露长度和位置符合设计要求。
4.3整体式仰拱移动模架施工工法特点
1、整体式钢模能节省立模时间，曲面采用绞耳连接，拆模简便，通过行走系统能在栈桥上整体移动，大大的提高了施工功效。
2、曲面模板采用整体钢模，且通过端头梁桁架连接加固，坚固耐用，能保证仰拱线型顺直，满足设计要求。
5、实践应用
四方碑隧道在采用传统仰拱施工方法施工仰拱过程中，很难完全满足高速铁路的设计及规范要求，施工难度较大。主要原因是仰拱设计结构形式为弧形，为了按照设计尺寸浇筑仰拱，必须采用人工铲运或用挖掘机铲运混凝土成型，以这样的传统方式施工，对混凝土的塌落度及和易性要求很高，投入的施工人员较多，且很难满足外观尺寸要求，给混凝土施工带来了很大的难度。
四方碑隧道通过采用整体式仰拱移动模架这一新工艺后，由于该施工工艺的特点和其独特的优越性，使得仰拱施工过程中各技术指标均符合设计及规范要求，以四方碑隧道仰拱施工DK141+260- DK141+251段采用传统施工方式施工和DK141+240—DK141+220段采用整体式仰拱移动模架工艺施工进行技术指标对比，见下表：
传统施工方法和整体式仰拱移动模架施工对比表
对比项目 施工效果 对比结果
6、结论
四方碑隧道采用成渝公司试验的新设备整体式仰拱移动模架进行仰拱施工后，解决了仰拱浇筑缝问题，在施工质量、进度、成本及施工功效上都得到了很大的提高，最直接的体现为缩短工期24天。目前，我们正在梨儿园隧道施工中进一步研究该设备的施工工法，对设备改进提出相关改进意见，在下一步的施工过程中也将进一步优化、改进和总结。
参考文献：
（1）四川中铁勤宏钢结构有限公司.CRECGG-1型隧道仰拱快速施工设备设计图纸；
（2）《高速铁路技术》增刊.川新出增字（2011）012号；
（3）高速铁路隧道工程施工技术指南.铁建设（2010）241号。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
