铁路隧道仰拱施工技术与设备现状 (2)

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1、铁路隧道仰拱施工技术与设备现状高菊如罗建春王书科涂文轩（中铁西南科学研究院有限公司，四川成都，610031）摘要本文综合叙述了国内外铁路隧道仰拱施工技术与设备的现状，分析了国内外仰拱施工技术与设备存在的问题，针对我国铁路隧道仰拱施工新要求，提出了铁路隧道仰拱施工技术和设备发展方向。关键词铁路隧道；仰拱；施工技术；施工设备仰拱是隧道结构的主要组成部分之一，是隧道结构的基础。一方面在隧道施工中设置仰拱，可使支护结构形成封闭的结构体系，提高整体受力性能，控制隧道周收敛位移及围岩体塑性变形的发展。另一方面在

2、隧道使用过程中，仰拱可将隧道上部的地层压力通过隧道边墙结构或将路面上的荷载有效的传递到地下，而且还可有效地抵抗隧道下部地层传来的反力。据有关资料统计，铁路隧道病害往往发生在其底部，如隧底下沉或上鼓、道床翻浆冒泥、宽混凝土枕裂损等等，进而影响线路的稳定和安全运输。随着我国铁路隧道（尤其是客运专线铁路隧道和高速铁路隧道）大量修建，高速、重载的特点将对隧道基底的结构和质量提出了更高的要求。然而，隧道施工中传统的隧道仰拱施工技术与设备都存在着一系列的不足，无法满足铁路隧道对仰拱施工的新要求。因此，对铁路隧道

3、仰拱施工技术与设备的研究和探索具有非常重要的现实意义。1国内外铁路隧道仰拱施工技术与设备现状传统的隧道施工中仰拱施工通常都是在隧道开挖完毕后进行的，与隧道开挖运输工序间存在着严重的相互干扰，要解决这种干扰问题，国内外的隧道施工人员采用了很多方法。根据大量的调研统计，主要有：仰拱分幅施工法、仰拱栈桥施工法、平行导坑运输的仰拱施工法、支墩施工法、仰拱预制施工法、仰拱顺序施工法等六种施工方法。（1）仰拱分幅施工法采用该方法时将隧道仰拱分成两半幅施作，当其中半幅进行施工时，另外半幅作为掘进运输通道，等一侧施

4、工完成后换另一侧进行施工，二者交叉进行。仰拱大都采用人工摊铺，所使用的机械设备也是一般的混凝土浇注、振捣设备，没有专用的仰拱施工设备。仰拱分幅施工法施工如图1所示。例如西合线的黄沙岭隧道仰拱就是采用分幅施工法施作的。仰拱施工时先将运输轨道拨至隧道一侧；采用小型挖掘机和风镐等对隧道另一侧进行清底、浇筑仰拱和填充，养护该侧浇筑好的混凝土达到一定强度后即完成了该侧的仰拱施工；然后将轨道拨回到已完成施工的仰拱填充上，再在另一侧按相同方法进行仰拱施工。1.仰拱；2.填充；3.仰拱施工侧；4.交通运输侧；5.中

5、间施工缝；6.隧底碴石图1仰拱分幅施工法示意图（2）仰拱栈桥施工法采用该方法施工时先在隧道底部的碴石上架设仰拱栈桥，保证运输不中断，接着清理干净栈桥下的碴石，然后进行仰供和填充的混凝土浇筑；等混凝土达到一定强度后即可移动仰供栈桥至下一个施工位置，此时栈桥一端搭于隧底的碴石上，另一端搭于仰拱填充上，开始进行下一个循环的仰供施工。采用该方法施工，在仰拱施工的同时栈桥上能通过运输车辆，解决了底部仰拱施工与运输车辆通行的干扰问题。在实际施工中仰拱栈桥施工法又可以分成：连续栈桥法和间断栈桥法。连续栈桥法施工如

6、图2所示。1.前坡轨梁；2.前支撑；3.中间梁；4.运输车辆；5.后支撑；6.后坡轨梁；7.仰拱图2连续栈桥施工法示意图采用连续栈桥法时使用的设备为专用的仰拱栈桥。例如：地处大别山中部的合武客运专线金寨隧道就是采用连续栈桥法施做仰拱的。隧道全长10766m，共设进出口及斜井4个工作面，洞身采用钻爆法开挖，架设移动栈桥来解决洞内出碴进料与仰拱施工之间的干扰问题，运输车辆在栈桥上行驶，在栈桥下进行仰拱、填充施工作业。中铁十八局在中国第一条海底隧道——厦门翔安海底隧道中也采用连续仰拱栈桥施作仰拱，自行设计

7、加工制作的仰拱栈桥于2006年2月进洞，形成了“CRD法四部开挖→拆除中隔壁→施工仰拱→铺设防水板→绑扎二衬钢筋→浇筑二衬混凝土”的流水作业线。2008年10月15日中国水电六局有限公司在京沪高速铁路西渴马一号隧道使用了移动式仰拱栈桥，该仰拱栈桥自带行走设施，栈桥上各种车辆设备能正常通行不影响掌子面施工，桥下可同时进行隧道的仰拱初期支护、钢筋绑扎、仰拱、填充施工及混凝土养护等，与普通的仰拱栈桥相比，长32m移动式仰拱栈桥具有安全性突出、提高施工工效等优点。台湾林口高速铁路隧道，全长6482.5m，隧

8、道仰拱施工过程中也采用了仰拱栈桥施工。所谓间断栈桥法就是采用多组简易栈桥（也称作过轨梁）进行仰拱施工，采用该方法有利于提高仰拱施工进度。如图3所示，先在隧道底部的碴石上间隔架设几组简易栈桥来解决仰拱施工与运输的干扰问题，然后依次完成每组栈桥下的清底、仰拱浇筑、填充浇筑等工作，等栈桥下的仰拱及填充达到一定强度后，移动栈桥至仰拱、填充未施工段，进行下一个循环的仰拱施工。一般单组简易栈桥每月可以完成30m左右的仰拱施工，如果采用4组简易栈桥每月的仰拱施工进度可以达到120m