隧道仰拱填充快速施工技术

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1、双线隧道仰拱填充快速施工技术及配套设备的研制1引言为了确保铁路隧道施工安全，铁道部对仰拱与掌子面的距离要求越来越严格，《铁路隧道工程施工安全技术规程》(TB10304-2009)规定：III级围岩中仰拱与掌子面的距离不得超过90m,IV级围岩不得超过50m,V级及以上围岩不得超过40m.铁道部《关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定的通知》(铁建设[2010]120号)文件规定:隧道开挖后初期支护应及时施作并封闭成环，IV、V、VI级围岩仰拱封闭位置距离掌子面不得大于35m,IV级围岩二次衬砌与掌子而距离不大于90m；V、VI级围岩

2、二衬与掌子面距离不大于70m。在当前隧道施工中，常因没有理想的配套设备和施工工艺，仰拱施工的质量和进度难以保障，成木也较高。进而影响了防水系统、二衬等后继工序的结构衔接质量和进度，隧道仰拱成为隧道施工中控制性工序。在现有的隧道仰拱施工中，通常采用多开仰拱工作面和增加一次仰拱施工长度来提高仰拱施工进度。然而，多开工作面，往往造成安全步距无法满足上述强制性耍求、而且施工组织困难，文明施工差。一次施工仰拱过长，栈桥难以做到双车道，施工干扰加大，需要的循环吋间更长，进度仍然无法满足开挖要求。本文介绍的油竹山隧道仰拱快速施工法施工技术，改变了传统的隧道仰拱施工理念

3、，只需设置一个仰拱工作面，即可实现每天浇注…组仰拱及填充混凝土的目标，且可根据开挖进度设置相应长度的模架来满足进度要求，彻底解决了隧道仰拱施工进度落后于开挖进度并制约二衬等后继工序的难题。2工程设计概况贵广铁路油**隧道全长9896米，起讫里程DK80+795〜DK90+691,进口段位于贵州省贵定县昌明镇，出口段位于都匀市甘塘镇，为I级高风险隧道。隧道围岩以III级为主，少量IV级、V级。洞身地质以白云岩和灰岩为主，施工风险主要包括岩溶、突水、突泥和大型暗河等。本隧道设计为双线隧道，隧道净空R二641cm,仰拱两边为弧长l=240cm,半径R=225c

4、m的圆弧，中部为弧长1二950cm,半径R=1477cm的圆弧。仰拱与拱墙分界高度为内轨顶面上10cm,即仰拱面最高与最低处高羌为2.0m（如图2-l）o根据规范要求，仰拱混凝土要一次性整体浇筑，不留施工缝，仰拱与填充混凝土分开浇筑。在填充混凝土中预留中心水沟宽110cm,深123cm的沟图2T仰拱设计图（单位：cm）0隧道中线J4槽。3现有仰拱施工方法的利弊分析现有的隧道仰拱施工通常采用非整体设计的简易支架配合小模板或整体模板组成仰拱模板，应用效果对比分析如下:^项目方案工程质量施工进度施工成本安全距离的保证能力采用率小模板差慢一次性投入小，但加固钢筋

5、用量大，总体使用成本高差较高整体模板一般一般，模板安装拆除需要挖掘机配合一般较低表3-1仰拱模板方案分析表以上两种不同的仰拱模板方案都存在着一些不足，如采用率较高的小模板方案的施工质量难以保障，且要消耗大量的定位加固钢筋；较整体模板方案能较好地保障施工质量，但因重量较重，现场安装移动需要挖掘机等吊装机械配合，往往受吊装机械作业时间的制约而停窝工，使用工效相对较低，这也是该方案采用率低的关键。4仰拱快速施工法的设计快速施工法主要由五部分组成：仰拱模架、中心沟模架、端头梁、栈桥和走行设备。以端头梁为界，快速施工法把仰拱填充施工分为两个工作区,即隧底开挖、出磧

6、、清底为第一工作区，仰拱模板安装、拆除和混凝土浇筑为第二工作区，二者以流水作业的方式组织施工。根据油竹山隧道工程实际情况，每个工作面设计为6延米，以满足月进尺180米的进度要求。图4・1移动模架效果图4.1快速施工设备各部分主要作用仰拱模架：满足仰拱混凝土一次性整体浇筑完成的要求；中心沟模架：满足填充施工中预留中心水沟的要求；端头梁：满足定位并固定仰拱模架、中心沟模架，安设仰拱填充端头模板和中埋式止水带。同时，在隧底开挖出穗时，作为栈桥的临时支撑，满足混凝土罐车上栈桥浇筑仰拱混凝土的作业要求，是快速施工法的核心部分。栈桥：满足在仰拱填充施工中洞内的交通耍

7、求，同时作为仰拱模架、中心沟模架、端头梁整体移动的行走吊梁。走行设备：自制与栈桥配套的轨道吊车，配备2台8t的绞车为动力，以栈桥为吊梁，使模架系统向前移动。4.2快速施工设备各部分的设计仰拱模架：因仰拱中部弧形半径大，坡度比较平缓，可不设模板，混凝土通过自然摊铺的方法从中间向两边浇筑，混凝土浇至仰拱模板下沿时，混图4・2仰拱模板示意图凝土改由仰拱两侧的顶部入模，使仰拱混凝土一次浇筑完成。经现场试验证明：混凝土坍落度在120〜140mm的情况下，从仰拱与二衬边墙设计施工缝处向下设置3.5米长的弧形模板，即可很好的满足仰拱混凝土的施工耍求（图4-2）。仰拱模

8、架设计为左右两幅，分别由刚性骨架和模板组成。刚性骨架设置在仰拱外露部分（不被填充