弧形鋼模板在鐵路隧道仰拱施工中的應(yīng)用

程柏鋒

（中鐵二十四局集團(tuán)福建鐵路建設(shè)有限公司　福建　福州　350000）

弧形鋼模板在鐵路隧道仰拱施工中的應(yīng)用

程柏鋒

（中鐵二十四局集團(tuán)福建鐵路建設(shè)有限公司福建福州350000）

在推進(jìn)隧道標(biāo)準(zhǔn)化施工中，仰拱鋼筋制安、環(huán)縱向止水帶安裝、仰拱端模及背模和混凝土澆筑是重中之重。本文結(jié)合具體工程案例，就弧形鋼模板施工工藝涉及到的施作基本過程進(jìn)行了介紹，更不乏對(duì)相關(guān)技巧的說明。

弧形鋼模板；鐵路隧道；仰拱施工

引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，高鐵基礎(chǔ)建設(shè)得到了大力發(fā)展，隧道施工在不良地質(zhì)條件下的技術(shù)也在得到不斷的提升。現(xiàn)如今隧道施工遍地開花，然而施工質(zhì)量參差不齊，質(zhì)量安全事故時(shí)有發(fā)生，如何克服施工中的地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)，提高隧道施工整體質(zhì)量，唯有進(jìn)行科學(xué)管理和實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化施工。

1　工程概況

海門隧道為雙線隧道，設(shè)計(jì)速度目標(biāo)值200km/h，線間距為4.874～4.40～4.504m，采用有砟軌道碎石道床，軌道結(jié)構(gòu)高度766mm。全長(zhǎng)1125m，隧道進(jìn)出口里程分別為：DK58+280、DK59+ 405，隧道明暗分界里程分別為DK58+378、DK59+381。其中DK58+299～+345為Ⅴ級(jí)半路塹單壓式明洞，DK58+345～+378、DK59+381～+386為Ⅴ級(jí)路塹偏壓式明洞。

2　工程地質(zhì)特征

隧道進(jìn)口段橫坡較為陡峻，地表出露Qel+dl粉質(zhì)黏土，灰黃色，硬塑，局部含較多風(fēng)化碎塊，局部下伏Qel+dl碎石土，稍濕，中密，層厚2～4m；下伏基巖為白堊系下統(tǒng)石帽山群凝灰?guī)r，凝灰結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，全風(fēng)化～弱風(fēng)化。全風(fēng)化，灰黃色，巖心呈砂土狀；強(qiáng)風(fēng)化，灰色，巖體較破碎；弱風(fēng)化，青灰色，巖體較破碎。地下水主要為基巖裂隙水，不發(fā)育。

隧道出口段，地表出露Qel+dl粉質(zhì)黏土，灰黃色，硬塑，局部含較多風(fēng)化碎塊；溝谷地段出露Qel+dl粉質(zhì)黏土，灰色，軟塑，層厚2～4m；下伏基巖為白堊系下統(tǒng)石帽山群凝灰?guī)r，凝灰結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，全風(fēng)化～弱風(fēng)化。全風(fēng)化，灰黃色，巖心呈砂土狀；強(qiáng)風(fēng)化，灰色，巖體較破碎；弱風(fēng)化，青灰色，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體較破碎。DK59+230～+290段節(jié)理密集帶，節(jié)理裂隙發(fā)育，地下水主要為基巖裂隙水，較發(fā)育。預(yù)測(cè)單位長(zhǎng)度正常漏水量1.08m3/（d·m），為強(qiáng)富水區(qū)。

3　弧形鋼模板在鐵路隧道仰拱施工中的應(yīng)用

土質(zhì)挖方到基地標(biāo)高后清理浮土，試驗(yàn)室派人在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行地基承載力試驗(yàn)，與設(shè)計(jì)圖紙核對(duì)，地基承載力達(dá)到設(shè)計(jì)要求，對(duì)基地進(jìn)行夯實(shí)，準(zhǔn)備進(jìn)行下道工序；如地基承載力不夠，報(bào)業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計(jì)單位變更設(shè)計(jì)，可采取漿片、混凝土換填等處理措施。

3.1仰拱施工

明洞洞身襯砌前先作仰拱，核查地基承載力，仰拱施工時(shí)，注意預(yù)留排水管道位置。為了便于施工及提高工后感觀質(zhì)量，隧道仰拱填充及找平層合計(jì)預(yù)留35cm厚作業(yè)層，既可保證橫向?qū)艿脑O(shè)置要求，也可保證過軌鋼管的埋設(shè)深度要求，兼保證工后路面的平整度。同時(shí)由于側(cè)溝電纜槽及中心水溝的混凝土標(biāo)號(hào)不同于仰拱填充層的混凝土標(biāo)號(hào)，施工時(shí)采用槽鋼支架模板預(yù)留側(cè)溝電纜槽的位置，采用鋼模板支護(hù)預(yù)留中心水溝位置，溝底高程除應(yīng)滿足溝底施工層厚度要求外，其坡度還應(yīng)滿足設(shè)計(jì)坡度。

3.2仰拱鋼筋加工及安裝施工工藝

仰拱鋼筋在鋼筋加工場(chǎng)加工，采用擠壓套筒機(jī)械連接，加工時(shí)注意按照規(guī)范要求錯(cuò)開鋼筋接頭位置，保證接頭錯(cuò)位長(zhǎng)度，鋼筋存放在鋼筋棚內(nèi)或用防水布包嚴(yán)，防止銹蝕。仰拱鋼筋加工采用自制鋼筋彎筋機(jī)進(jìn)行加工，自制彎筋各分部可自行設(shè)計(jì)制作，要求操作方便，安全可行。按照設(shè)計(jì)圖紙對(duì)鋼筋進(jìn)行下料。注意需確保同一區(qū)段內(nèi)的鋼筋接頭數(shù)量滿足驗(yàn)標(biāo)要求：綁扎接頭在構(gòu)件的受拉區(qū)不得大于25%。鋼筋預(yù)彎加工首先按設(shè)計(jì)圖確定預(yù)彎半徑進(jìn)行鋼筋預(yù)彎加工，然后根據(jù)驗(yàn)標(biāo)要求：受拉熱軋帶肋鋼筋的末端應(yīng)采用直角形彎鉤，其彎曲直徑不得小于鋼筋直徑的5倍（HRB335）或7倍（HRB400），鉤端應(yīng)留有不小于鋼筋直徑3倍（HRB335）或5倍（HRB400）的直線段，直角形彎鉤的方向應(yīng)徑向?qū)潱怪庇谳S線。鋼筋預(yù)彎加工時(shí)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員需跟班作業(yè)，檢查鋼筋預(yù)彎的弧長(zhǎng)、半徑以及直角形彎鉤是否符合設(shè)計(jì)和驗(yàn)標(biāo)要求。

仰拱鋼筋加工后運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)綁扎，綁扎前對(duì)鋼筋的位置進(jìn)行放樣；綁扎過程中嚴(yán)格控制鋼筋位置、間距、保護(hù)層厚度、套筒擠壓連接質(zhì)量、鋼筋綁扎點(diǎn)數(shù)量。仰拱鋼筋綁扎完成經(jīng)驗(yàn)收合格后進(jìn)行下道工序。按照“五線”上墻標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)要求，把鋼筋搭接上層線、鋼筋搭接下層線測(cè)量定位后，用紅油漆標(biāo)識(shí)到墻上。鋼筋安裝控制要點(diǎn)：鋼筋排距和間距（特別是邊墻露出部分）、邊墻露出部分鋼筋直角形彎鉤的方向應(yīng)是否與隧道軸線平行、鋼筋保護(hù)層厚度。根據(jù)鋼筋安裝控制要點(diǎn)進(jìn)行鋼筋安裝定位放樣，內(nèi)層鋼筋及外層鋼筋位置設(shè)置控制點(diǎn)和鋼筋定位架：縱向上在仰拱兩側(cè)端頭處各設(shè)置一個(gè)；環(huán)向上于隧道中線、施工仰拱填充頂面處及兩半徑變化處設(shè)置。以鋼筋定位架控制鋼筋的排距和間距。安裝完成后，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員檢查每組鋼筋起彎點(diǎn)位置是否在設(shè)計(jì)位置處，尺量排距、保護(hù)層厚度，檢查鋼筋預(yù)留長(zhǎng)度及綁扎接頭是否符合設(shè)計(jì)，確保鋼筋安裝質(zhì)量。

3.3仰拱模板

仰拱施工模板采用弧形鋼模施工，其弧度應(yīng)符合設(shè)計(jì)輪廓線，弧度半徑考慮施工誤差放大5cm，模板高度按設(shè)計(jì)縱向施工縫位置設(shè)定。仰拱端頭模板按設(shè)計(jì)弧度及仰拱拱圈厚度采用鋼模施工，在正中位置預(yù)留止水帶安裝位置，保證止水帶安裝圓順。縱向施工縫止水帶應(yīng)與環(huán)向施工縫的止水帶密貼搭接。施工中應(yīng)注意仰拱模板的加固牢靠，避免跑模、爆模。

仰拱弧形背模采用3mm厚的鋼板和6#角鋼按隧道仰拱弧形尺寸加工成1m或1.5m一塊，每塊模板弧長(zhǎng)1.68m（如圖1）。模板之間用φ12螺栓進(jìn)行拼裝連接。根據(jù)仰拱頂面標(biāo)高定位架放置弧形背模，縱向用螺栓連接好，背模加固采用拉桿（φ22鋼筋）焊接到預(yù)埋于仰拱初支中的豎向定位鋼筋上固定。拉桿縱向間距1m，同一斷面上在背模底面和頂面處設(shè)置，背模與端模用螺栓固定。

圖1　仰拱模板

3.4仰拱澆注

仰拱每?？v向長(zhǎng)度應(yīng)結(jié)合模板臺(tái)車長(zhǎng)度和圖紙對(duì)沉降縫、變形縫的要求確定。施工中主要控制結(jié)構(gòu)尺寸仰拱頂面高程和曲率符合設(shè)計(jì)要求、混凝土配比及混凝土振搗。仰拱澆筑混凝土?xí)r應(yīng)從中間向兩側(cè)分別進(jìn)行。澆筑邊墻混凝土?xí)r，注意澆筑混凝土數(shù)量，避免掩埋鋼邊止水帶。加強(qiáng)振搗，確保仰拱混凝土密實(shí)，完成后及時(shí)收面。仰拱填充混凝土不得與仰拱混凝土同時(shí)澆筑，待仰拱混凝土強(qiáng)度達(dá)到5MPa后才能進(jìn)行填充混凝土澆筑，仰拱填充混凝土澆筑前應(yīng)清除仰拱表面的雜物和積水。仰拱堵頭模板采用4mm厚的鋼板和8#角鐵進(jìn)行加工，模板之間用φ16螺栓連接。中心水溝采用倒梯形整體模板，采用4mm鋼板和10#角鐵加工成1.0m或1.5m一節(jié)，模板之間用φ16螺栓連接。仰拱填充的高程和橫向坡度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，表面應(yīng)平順，確保流水暢通、不積水。

3.5仰拱回填

仰拱完成后進(jìn)行仰拱回填，仰拱回填注意控制頂面高程，避免澆注過高影響橫向?qū)芗斑^軌鋼管的埋設(shè)。

4　結(jié)束語

項(xiàng)目部在采用仰拱標(biāo)準(zhǔn)化施工工藝之后工程質(zhì)量得到了較大改善，以前的仰拱混凝土澆筑、仰拱鋼筋預(yù)留筋和鋼筋保護(hù)層厚度、仰拱止水帶定位等問題得到了治理，整體質(zhì)量驗(yàn)收得到了業(yè)主、監(jiān)理和公司的一致好評(píng)。

[1]靳躍進(jìn).鐵路隧道仰拱施工控制[J].山西建筑，2009（06）.

[2]梁建中.淺埋黃土隧道洞口段施工技術(shù)探討[J].山西建筑，2012，38（9）：193～195.

[3]《高速鐵路隧道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》（TB10753-2010）[S].

U455.91

A

1673-0038（2015）19-0219-02

2015-4-10

程柏鋒（1976-），男，工程師，本科，主要從事鐵路工程施工建設(shè)管理工作。