自行式移動(dòng)棧橋在公路隧道仰拱施工中的應(yīng)用

羅宏濤

【摘 要】近年來，公路建設(shè)發(fā)展迅猛，深埋、長大山嶺隧道日漸增多。隧道穿越地層的復(fù)雜程度加劇、建設(shè)難度更大，傳統(tǒng)的以人工為主的施工方式已滿足不了現(xiàn)代化建設(shè)的需求，機(jī)械化施工成為隧道施工的發(fā)展方向，公路隧道仰拱做為襯砌結(jié)構(gòu)的重要組成部位，傳統(tǒng)仰拱施工時(shí)，通常采用半幅開挖或搭設(shè)簡易鋼棧橋全幅開挖施工，施工周期長，安全隱患多，工程質(zhì)量難以保證。因此如何提高仰拱施工質(zhì)量，保證仰拱與二襯快速成環(huán)封閉，是確保隧道整體施工質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)難題之一。本文結(jié)合自行式移動(dòng)棧橋在隧道仰拱施工中的應(yīng)用情況，具體闡述了自行式移動(dòng)棧橋隧道施工中的重要作用。

【關(guān)鍵詞】自行式移動(dòng)棧橋 機(jī)械化 仰拱施工

十堰至天水國家高速公路甘肅段徽縣（大石碑）至天水公路土建工程項(xiàng)目多座隧道仰拱施工中，通過采用自行式移動(dòng)式棧橋，全斷面一次開挖最大可達(dá)12m，減少開挖擾動(dòng)次數(shù)，每循環(huán)仰拱施做時(shí)間可控制在48h以內(nèi)，大幅提高了仰拱施工速度；根據(jù)仰拱的幾何尺寸，自主設(shè)計(jì)制作定型模板，仰拱端模板鋼筋定位孔，控制了不同層距鋼筋的定位，鋼筋綁扎“弧形點(diǎn)位高程控制法”控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了綁扎成型骨架與仰拱同曲率；有效解決了仰拱施工進(jìn)度慢、與二襯成環(huán)效果差等問題，保證了隧道工程的整體質(zhì)量。

1 工程概況

十堰至天水國家高速公路甘肅段徽縣（大石碑）至天水公路土建工程項(xiàng)目小川隧道為上、下行分離的四車道高速公路長隧道，隧址位于隴南市成縣小川鎮(zhèn)王家溝，隧址區(qū)最高峰為昆侖山，隧道單洞長7802m。隧道進(jìn)出口洞門均采用削竹式。隧道最大埋深183m，隧道右線進(jìn)口端位于半徑1200m平曲線上，左線出口端位于半徑1000m平曲線上；設(shè)計(jì)時(shí)速80km/h。

2 施工工藝原理

自行式移動(dòng)棧橋安裝時(shí)，應(yīng)用8T吊車在洞外完成，在各類定型模板安裝時(shí)嚴(yán)格控制其精確定位和穩(wěn)定性。棧橋移動(dòng)由電氣控制系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、前后引橋部分組成，采用電-液控制，配備頂升、平移油缸，安裝牽引鏈條，通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置連接控制系統(tǒng)，帶動(dòng)棧橋前、后、左、右自動(dòng)移動(dòng)，整個(gè)棧橋就位無需人工和機(jī)械鋪軌，操控簡單，前引橋搭設(shè)在未開挖下臺(tái)階圍巖上，操作系統(tǒng)及后引橋搭設(shè)在已拆模的回填混凝土上；實(shí)現(xiàn)了仰拱全斷面一次開挖最大可達(dá)12m，減少開挖擾動(dòng)次數(shù)，每循環(huán)仰拱施做時(shí)間可控制在48h以內(nèi)。

3 操作要點(diǎn)

3.1棧橋安裝校核

采用8T吊車配合4名工人在洞外完成棧橋的安裝、調(diào)試，經(jīng)安全檢測(cè)后投入使用。引橋采用Q345鋼板制作，棧橋自重及上部荷載均勻傳遞到8個(gè)底座上，每塊底座再將載荷通過30個(gè)高彈性橡膠墊及15個(gè)墊板傳遞到混凝土表面上，每條軌道設(shè)有的66個(gè)高彈性橡膠墊及墊板將棧橋重量傳遞到混泥土上，以保證混泥土受力均勻。這樣即使?jié)沧⒒炷嗤敛粔蚱秸材鼙ＷC受力均勻，受力面積增大至1.5m2，設(shè)計(jì)通過荷載50T，對(duì)長引橋部分按“安全系數(shù)法”進(jìn)行受力驗(yàn)算，校核以簡支梁為模型，通過彎矩疊加法進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)混凝土達(dá)到脫模強(qiáng)度后便可移動(dòng)棧橋并以此進(jìn)行下循環(huán)仰拱施工，從而解決掌子面與仰拱施工之間的平行作業(yè)問題。

3.2棧橋就位

在長引橋上設(shè)置有小車軌道，小車通過承重輪在軌道上行走，小車上設(shè)置有驅(qū)動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)裝置通過牽引鏈條帶動(dòng)小車移動(dòng)；棧橋前引橋搭設(shè)部位采用挖掘機(jī)整平夯實(shí)，整平有效寬度比棧橋左右各寬出1m，搭設(shè)長度不小于1.5m，架設(shè)棧橋（通過棧橋橫移和前移），將棧橋移動(dòng)至需澆注混凝土的隧道前且處于正中位置，放下棧橋前后引橋；搭設(shè)后由挖掘機(jī)試通行，預(yù)壓穩(wěn)固后方可通行。前引橋下方進(jìn)行隧道底部清碴、扎鋼筋等襯砌作業(yè)。棧橋移動(dòng)靈活、方便、安全，既保證了施工機(jī)械的正常通行，又為仰拱及回填施工提供了足夠的作業(yè)空間。

3.3仰拱底板開挖及清理

在仰拱開挖之前，每4m對(duì)開挖段進(jìn)行測(cè)量放樣，以此控制開挖深度。軟巖采用破碎錘配合挖掘機(jī)進(jìn)行開挖，硬巖采用松動(dòng)爆破，少量欠挖部位采用破碎錘進(jìn)行破除，對(duì)底板虛渣進(jìn)行清理后復(fù)測(cè)基底高程，確?；浊蕽M足設(shè)計(jì)要求。

3.4仰拱鋼筋綁扎、模板及混凝土施工

（1）仰拱鋼筋安裝。仰拱基坑驗(yàn)收后進(jìn)行鋼筋作業(yè)。嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行仰拱鋼筋預(yù)彎加工，獲得有效彎曲半徑，仰拱鋼筋安裝采用“弧形點(diǎn)位高程控制法”施工。即，在基坑的中心、1/4及拱腳處固定5排Φ22定位鋼筋，縱向排距1m，通過高程測(cè)量，在每根定位鋼筋上標(biāo)記綁扎部位，采用定位卡控制，自下而上、先環(huán)向后縱向依次綁扎鋼筋，確保綁扎成型的鋼筋骨架與仰拱同曲率。

（2）仰拱定型模板安裝及混凝土澆筑。鋼筋作業(yè)完成后，進(jìn)行模板安裝。首先安裝兩側(cè)弧形邊模，每4m測(cè)量放樣，確定平面位置及頂面高程符合要求，并支撐牢固；然后安裝仰拱端頭模板，縱向連接鋼筋從端模預(yù)留孔中穿出，縱向鋼筋搭接長度不小于30d（d為鋼筋直徑），模板與圍巖之間的縫隙用高標(biāo)號(hào)砂漿填塞。仰拱混凝土集中拌和，用混凝土運(yùn)輸車統(tǒng)一運(yùn)輸至工作面，澆筑時(shí)采用插入式振搗器進(jìn)行振搗，確保混凝土密實(shí)，混凝土澆筑至仰拱兩側(cè)頂部時(shí)安裝接茬鋼筋及止水帶。

（3）混凝土質(zhì)量控制?；炷了迷牧线M(jìn)場(chǎng)后，進(jìn)行坍落度試驗(yàn)，經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)合格后方可使用。嚴(yán)格按規(guī)范要求分層、連續(xù)澆筑，一次完成，確保振搗均勻、密實(shí)，不漏振也不過振，真正使混凝土施工做到“內(nèi)實(shí)外美”。及時(shí)灑水養(yǎng)生，灑水頻率以混凝土表面經(jīng)常處于濕潤狀態(tài)為準(zhǔn)，連續(xù)養(yǎng)護(hù)7d以上。

4 結(jié)語

采用自行式移動(dòng)仰拱棧橋不僅解決了仰拱施工與掌子面平行作業(yè)間臨時(shí)交通之間的干擾，減少了機(jī)械設(shè)備的使用，降低了機(jī)械設(shè)備消耗，節(jié)約油耗，降低了粉塵污染，改善了隧道內(nèi)施工作業(yè)環(huán)境，減少了施工人員職業(yè)健康危害，保護(hù)了施工人員的身心健康，還大大縮短了每循環(huán)的作業(yè)時(shí)長，仰拱施工在實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化、自動(dòng)化的基礎(chǔ)上，月進(jìn)度最高可達(dá)180m，仰拱未超出允許范圍，保證掌子面施工順利進(jìn)行，為同類隧道仰拱施工積累了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。