铁路客专隧道简易仰拱移动模架施工技术

第３１卷第２期　隧道建设　Ｔｕｎｎｅｌ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｖｏｌ＿３ｌ　Ｎｏ．２　Ａｐｒ．　２０１１　２０１１年４月　铁路客专隧道简易仰拱移动模架施工技术　冯国春，邓志刚　（中铁隧道集团四处有限公司，南宁５３０００７）　摘要：为加快施工进度，节约成本，在总结常规隧道仰拱施工技术的基础上，设计出一套简易仰拱移动模架装置，并以贵广铁路大　寨隧道进口的仰拱施工为例，探讨采取简易仰拱移动模架快速、高效地服务于高标准铁路客运专线隧道施工。经实践证明，使用简　易仰拱移动模架施工比常规方法更优越、合理、快速，并且带来了巨大的经济效益。　关键词：客运专线；铁路隧道；仰拱；移动模架；混凝土捣固；防变形技术　中图分类号：Ｕ　４５５．３　９　文献标志码：Ｂ　文章编号：１６７２—７４１Ｘ（２０１１）０２—０２６２—０３　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｆｏｒ　Ｃａｓｔｉｎｇ　ｏｆ　Ｉｎｖｅｒｔｓ　ｏｆ　Ｔｕｎｎｅｌｓ　ｏｎ　Ｐａｓｓｅｎｇｅｒ—ｄｅｄｉｃａｔｅｄ　Ｒａｉｌｗａｙｓ　ｂｙ　ｍｅａｉｉｓ　ｏｆ　Ｓｍｉｐｌｅ　Ｍｏｖａｂｌｅ　Ｆｏｒｍｗｏｒｋ　Ｔｒｏｌｌｅｙｓ　ＦＥＮＧ　Ｇｕｏｃｈｕｎ，ＤＥＮＧ　Ｚｈｉｇａｎｇ　（Ｔｈｅ　４ｔｈ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．０厂Ｃｈｉｎａ　Ｒａｉｌｗａｙ　Ｔｕｎｎｅｌ　Ｇｒｏｕｐ，Ｎａｎｎｉｎｇ　５３０００７，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ　ｓｉｍｐｌｅ　ｍｏｖａｂｌｅ　ｆｏｒｍｗｏｒｋ　ｔｒｏｌｌｅｙ　ｉｓ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｃａｓｔｉｎｇ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｉｎｖｅｒｔｓ　ｏｆ　ｔｕｎｎｅｌｓ　ｏｎ　ｐａｓｓｅｎｇｅｒ—ｄｅｄｉｃａｔｅｄ　ｒａｉｌｗａｙｓ，ｏｎ　ｂａｓｉｓ　ｏｆ　ｓｕｍｍａｒｉｚｉｎｇ　ｔｈｅ　ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ　ｉｎｖｅｒｔ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，ＳＯ　ａｓ　ｔｏ　ｓｐｅｅｄ　ｕｐ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｒｅｄｕｃｅ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｃｏｓｔ，ｗｉｔｈ　ｔｈＣ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｉｎｖｅｒｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｎｔｒａｎｃｅ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｄａｚｈａｉ　ｔｕｎｎｅｌ　ｏｎ　Ｇｕｉｙａｎｇ—　Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　Ｒａｉｌｗａｙ　ａｓ　ａｎ　ｅｘａｍｐｌｅ．Ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｕｎｎｅｌｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｈｉｇｈ—ｓｔａｎｄａｒｄ　ｐａｓｓｅｎｇｅｒ—ｄｅｄｉｃａｔｅｄ　ｒａｉｌｗａｙｓ　ｃａｎ　ｂｅ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｄｕｅ　ｔｏ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｉｍｐｌｅ　ｍｏｖａｂｌｅ　ｆｏｒｍｗｏｒｋ　ｔｒｏｌｌｅｙｓ．Ｔｈｅ　ｐｒａｃｔｉｃｅ　ｓｈｏｗｓ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｓｉｍｐｌｅ　ｍｏｖａｂｌｅ　ｉｎｖｅｒｔ　ｆｏｒｍｗｏｒｋ　ｔｒｏｌｌｅｙｓ　ａｒｅ　ｓｕｐｅｒｉｏｒ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ　ｆｏｒｍｗｏｒｋ　ｔｒｏｌｌｅｙｓ　ａｎｄ　ｈａｖｅ　ｒｅｓｕｌｔｅｄ　ｉｎ　ｒａｐｉｄ　ｃｏｎ－　ｓｔｒｕｅｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｇｏｏｄ　ｅｃｏｎｏｍｉｃ　ｂｅｎｅｆｉｔｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｐａｓｓｅｎｇｅｒ—ｄｅｄｉｃａｔｅｄ　ｒａｉｌｗａｙ；ｔｕｎｎｅｌ；ｉｎｖｅｒｔ；ｍｏｖａｂｌｅ　ｆｏｒｍｗｏｒｋ　ｔｒｏｌｌｅｙ；ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｃｏｍｐａｃｔｉｎｇ；ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｏ　引言　边墙基础分段全幅施工，一次成形，不留纵向施工缝，　随着我国高速铁路客专修建的快速发展，施工技　从而使施工工艺达到设计要求；另一方面将加快施工　术不断成熟，铁路隧道施工的标准要求越来越高，特别　进度，节约成本。　是对隧道防排水施工与隧道仰拱施工的要求不断提　１工程概况　高，仰拱全幅施工，全幅灌注，仰拱与填充分开浇筑。　贵广铁路大寨隧道位于贵州省三都县境内，隧道　在早前的铁路和公路隧道仰拱施工中，隧道二次衬砌　全长８　９７５　ｍ，施工段（１　２８６　ｍ）主要以灰岩夹泥质灰岩　分为仰拱、边墙基础和拱墙３部分施工，而且部分隧道　为主，节理发育，岩体较破碎，围岩以Ⅳ，Ｖ级为主，存在　仰拱为半幅施工，仰拱和边墙基础是分开浇筑的¨－ｓ　３。　６条断层带，地质条件极其恶劣，安全与工期风险压力　在中国目前机械化程度不是特别高的情况下，采取常　均较大。　规方法（组合模板＂　）施工高标准客专隧道仰拱，困难　极大，而且施工周期长，成本很难控制；同时，由于隧道　２仰拱施工总体方案　结构长期处在列车动荷载作用及地下水侵蚀的影响　隧道围岩以Ⅳ，Ｖ级为主，施工对仰拱与二次衬砌　下，极易受到破坏，并引起基底沉陷、道床翻浆冒泥等　的步距有严格的要求，为了确保仰拱施工离掌子面距　病害，影响运营安全，所以客运专线铁路对隧道底部的　离满足要求，同时仰拱施工最大限度不影响施工，仰拱　强度要求更高，对仰拱、地板等结构物的质量要求也更　施工采用间隔施工，２个工作面作业。由于地质条件　高。本文主要考虑采用简易仰拱移动模架，将仰拱和　差，要求缩短仰拱施工时间，仰拱开挖完成后必须及时　收稿日期：２０１０—１２—１３；修回日期：２０１１一叭一２７　作者简介：冯国春（１９８５一），男，甘肃酒泉人，２００６年毕业于长安大学土木工程专业，本科，助理工程师，现从事技术管理工作。　第２期　冯国春，等：　铁路客专隧道简易仰拱移动模架施上技术　２６３　封闭，仰拱和仰拱填充混凝土施工严格分开浇筑，而且　仰拱必须按设计位置整幅施工；为此在没有采用机械　化配套的隧道施工情况下，采用自加工简易仰拱移动模　架配套简易仰拱双栈桥施工隧道仰拱，确保了施工质　量，并在一定程度上提高了施工进度、节约了施工成本。　３　简易整体式移动模架仰拱施工　３．１　施工工艺流程　施工工艺流程：栈桥架设一隧底开挖及清理一架　立钢拱架一仰拱喷射混凝土一混凝土养护～纵、环向　盲管安装、防水板铺设、纵向止水带安装一绑扎衬砌钢　筋一移动模架就位、立挡头模、安设环向止水带一浇筑　仰拱衬砌混凝土一混凝土养护一中心水沟支座架设一　中心水沟固定一立仰拱填充模板～仰拱填充混凝土施　工一混凝土养护。　３．２整体式仰拱移动模架构成及设计原理　仰拱移动模架主要由主模架、曲面模板、模板就位　装置等组成，见图１；各主要组成部件的作用见表１。　（ａ）平面图　（ｂ）立面图　充　（ｃ）侧视　图中各序号的含义见表１。　图１仰拱移动模架　Ｆｉｇ．１　Ｍｏｖａｂｌｅ　ｆｏｒｍｗｏｒｋ　ｔｒｏｌｌｅｙ　ｆｏｒ　ｉｎｖｅｒｔ　ｃａｓｔｉｎｇ　３．２．１　模板支架　模板支架宽１．２　ｍ，长１７　ｍ，高１．５　ｍ。模板支架　由主梁、支腿、横向固定丝杆装置３部分组成。纵向主　梁采用２块Ｉ　３２ａ型钢，支腿采用Ｉ　２０ｂ型钢，纵向主　梁与曲面模板之间由伸缩丝杆链接。模板支架是整个　移动模架的支撑系统框架，能够承受模架和部分外来　竖向荷载。　表’１　简易移动模架结构表　Ｔａｂｌｅ　１　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｓｉｍｐｌｅ　ｍｏｖａｂｌｅ　ｆｏｒｍｗｏｒｋ　ｔｒｏｌｌｅｙ　熊　圈　⑧　横向伸缩丝杆　伸缩丝杆是用来支　撑、调节模板位置，承　⑨曼堡支撑就位竖向伸缩丝杆　装置　向　。　受灌注混凝土时产生　的压力和浮力；葫芦　⑩　竖向伸缩丝仟　吊是用来脱模提升曲　面模板　３．２．２曲面模板　曲面模板长１２　ｍ，弧长２　ｍ。曲面模板由曲面模　融　板、混凝土振捣窗、附着式振捣器３部分组成。曲面模　板为１００　ｃｍ　ｘ２００　ｃｎｌ小板，最后按照顺序拼装成１　２００　ｃｉｎ×２００　ｃｍ的整体式模板；混凝土振捣窗设置在曲面　模板中部，两边１　ｍ处各设置１个，中问设置２个，共　设置４个窗口；附着式振捣器设置在４个窗口的中间，　呈梅花形布置。曲面模板是浇筑混凝土成型用的模　型，要求其能保证结构形状尺寸准确，且有足够的强　度、刚度和稳定性。其构造见图２。　浮　振捣器　图２曲面模板构造图　Ｆｉｇ．２　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｃｕｒｖｅｄ　ｆｏｒｍｗｏｒｋｓ　３．２．３模板支撑就位装置　模板支撑就位装置由竖向伸缩丝杆、横向伸缩丝　杆、葫芦吊３部分组成。横向伸缩丝杆根据不同部位　有３种长度。横向伸缩丝杆包括丝杆和套筒，竖向伸　缩丝杆包括丝杆和旋转手柄。伸缩丝杆用来支撑、调　节模板位置，承受灌注混凝土时产生的压力和浮力。　葫芦吊用来脱模提升曲面模板。横向、竖向丝杆构造　见图３。　３．３　简易仰拱移动模架施工关键技术　３．３．１移动模架加工　仰拱移动模架为自加工，曲面模板为委外定做，最　后总体拼装。　窿道建谨　旋转手柄　第３１卷　由于仰拱移动模架纵向比较长，实际上会出现模　板变形，在操作中采用伸缩丝杆来抵消其变形。拆模　后在提升曲面模板时，在模架１２ｉｎ范围内安装４个葫　柄　芦吊，同时提升，从而保证曲面模板不变形。　在施工过程中要始终对模架进行检查，发现问题　图３横向、竖向丝杆构造图　Ｆｉｇ．３　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ　ａｎｄ　ｖｅｒｔｉｃａｌ　ａｎｃｈｏｒｓ　及时处理。施工完毕后对模架上的混凝土及杂物进行　３．３．２移动模架就位与加固　在移动模架就位之前，首先根据测量组的放样位　置，采用挖掘机和人工对支座处进行整平处理；然后采　清理，然后松开所有伸缩丝杆和倒链，保证模架呈自然　状态，并对其进行校正。　３．３．５仰拱整幅施工防干扰技术　用挖掘机直接把钢筋混凝土支座就位在处理好的基础　上；然后采用挖掘机或装载机把移动模架吊装至钢筋　混凝土支座上；最后施工班组根据测量组的交底，采用　伸缩丝杆对移动模架进行精确就位。　仰拱移动模架精确就位后，首先对支架进行加固，　在支座处采用冲击钻打眼，用膨胀螺栓对支架底座进　行加固；同时，工人对丝杆进行调整将曲面模板就位至　测量组技术交底的设计位置。曲面模板上下部利用下　台阶和仰拱初期支护时预留的加固钢筋，用直径１２　ｍｍ或直径１４ｍｍ的钢筋进行斜拉加固（设１．５　ｍ／道　斜拉加固筋），上下交错布置（可同时进行仰拱端头模　板、综合接地和防排水安装，施工方法与传统方法一　样）。　３．３．３混凝土施工仰拱曲墙部位捣固技术　仰拱移动模架在加工时，为了防止曲面位置振捣　不密实，提前在曲面模板的的中部预留了振捣窗口和　安装了附着式振捣器。　为了使混凝土振捣密实，混凝土必须分层浇筑，每　次浇筑厚度见表２。　表２混凝土的浇筑厚度　Ｔａｂｌｅ　２　Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ　ｏｆ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｃａｓｔｉｎｇ　ｏｆ　ｅａｃｈ　ｌａｙｅｒ　以插入式振捣为主，插入式振捣器移动间距不能　大于作用半径的１．５倍，且插入下层混凝土深度为５Ｏ～　１００　ｍＥ，与侧模间距为５０～１００　ｍｍ。每个振点振捣时　间宜为２０～３０　Ｓ，振捣到混凝土表面出现灰浆和光泽，　使混凝土达到均匀为止，防止过振或漏振。抽出振捣　棒时要缓慢些，不得留有孔隙。不得用振捣棒放在拌　和物内平托和驱赶混凝土，也不得碰撞模板、钢筋及预　埋件。插入式振捣完毕后，分别开启附着式振捣器。　３．３．４移动模板防变形技术　模架设计过程中，必须进行严格的刚度和挠度的　验算，根据验算结果选用相应的材料进行模架加工。　仰拱浇筑时，采用双幅简易栈桥，可避免仰拱施工　与其他工序之间相互干扰，仰拱栈桥与仰拱移动模架　严格分离。根据项目的实际特点，要求与开挖面的设　备配置和施工进度相适应，投入适量的栈桥。　３．４仰拱移动模架施工特点　１）简便，可操作性强。　２）仰拱两侧曲墙部采用自制模板能保证线形顺　畅，施工质量能够得到很好的控制，满足设计及验收标　准的要求。　３）仰拱移动模架，可以缩短关模时间，节省大量　关模用钢材。　４）采用多套仰拱栈桥，配套仰拱移动模架，多开　工作面能提高施工进度。　４结论与讨论　简易移动模架仰拱施工，其在施工质量、进度、成　本及工效方面都得到了很大提高，在大大节省了施工　时间的同时，也为企业创造了更大的效益。但也存在　着以下不足：　１）简易仰拱移动模架还不能全幅整体施工仰拱。　２）仰拱移动模架与栈桥没有合为一体，所以仰拱　施工的时候就不能保证洞内运输不受干扰，这样就影　响了隧道其他工序施工的正常进行。　３）移动模架竖向伸缩丝杆使移动模架安装、拆除　不方便。　虽然此工法目前存在着一些缺点，但是和常规仰　拱施工方法相比，仍然有很大的优点，在以后的施工中　应不断总结和完善，让其更好地为施工服务。此工法　不仅在整个贵广铁路隧道中进行了推广普及，而且在　南广、云桂铁路隧道及其他一些公路隧道中也得到了　普遍推广，相信在以后的隧道仰拱施工中会不断地发　挥其优势，为企业和社会创造更大的价值。　参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）：　［１］王梦恕．中国隧道及地下工程修建技术［Ｍ］．北京：人民　交通出版社，２０１０：１９５—１９６，２００—２０６．　（下转２７１页）　第２期　汪朋：　ＮＦＭ泥水盾构机盾尾密封控制系统的改造　２７１　（上接２６４页）　［２］　中铁隧道集团有限公司．新大瑶山隧道［Ｍ］．江苏：中国　矿业大学出版社，２００８：９４—９７．　［３］　杨宏射．公路隧道二次衬砌和电缆沟间连接钢筋的改进　［Ｊ］．隧道建设，２００９，２９（３）：３２５—３２８，３６０．（ＹＡＮＧ　Ｈｏｎｇ—　ｓｈｅ．Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　ｒｅｂａｒ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　ｌｉｎｉｎｇ　［６］　陈卫华．京沪局高速铁路隧道仰拱施工工法［Ｊ］．四川建　材，２０１０（４）：１４６—１４８，１５０．　［７］　时亚昕，王明年．隧道仰拱组合结构的现场试验研究　［Ｊ］．铁道学报，２００８（２）：７４—７８．（ＳＨＩ　Ｙａｘｉｎ，ＷＡＮＧ　Ｍｉｎｇｎｉａｎ．Ｆｉｅｌｄ　ｔｅｓｔ　ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｕｎ—　ａｎｄ　ｃａｂｌｅ　ｄｕｃｔ　ｉｎ　ｈｉｇｈｗａｙ　ｔｕｎｎｅｌｓ［Ｊ］．Ｔｕｎｎｅｌ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，　２００９，２９（３）：３２５—３２８，３６０．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ））　ｎｅｌ　ｉｎｖｅ￣［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｃｈｉｎａ　Ｒａｉｌｗａｙ　Ｓｏｃｉｅｔｙ，２００８　（２）：７４—７８．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ））　［４］　周廷浩．客运专线铁路长大隧道仰拱衬砌采用简易栈　桥施工技术及经济分析［Ｊ］．铁道标准设计，２００９（４）：　８５—８８．　［８］　祝扬军，杨佑权．新黄土大跨度隧道三台阶六部开挖快　速施工技术［Ｊ］．隧道建设，２００９，２９（ｓ２）：１３７—１４３，　２１０．（ＺＨＵ　Ｙａｎｇｊｕｎ，ＹＡＮＧ　Ｙｏｕｑｕａｎ．Ｔｈｒｅｅ—ｂｅｎｃｈ　ｓｉｘ—ｓｔｅｐ　ｒａｐｉｄ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｆｏｒ　ｌａｒｇｅ　ｓｐａｎ　ｔｕｎｎｅｌｓ　ｉｎ　Ｉｌｅｗ　［５］　张群健．堡镇隧道有轨运输全幅仰拱桥设计与施工［Ｊ］．　现代隧道技术，２００６（３）：７５—７８，８３．（ＺＨＡＮＧ　Ｑｕｎｊｉａｎ．　Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｉｎｖｅｒｔ　ｔｒｅｓｔｌｅ　ｂｒｉｄｇｅ　ｉｎ　Ｂａｏｚｈｅｎ　ｌｏｅｓｓ　ｇｒｏｕｎｄ［Ｊ］．Ｔｕｎｎｅｌ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，２００９，２９（ｓ２）：１３７—　１４３，２１０．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ））　ｔｕｎｎｅｌ　ｗｉｔｈ　ｔｒａｃｋ　ｈａｕｌａｇｅ［Ｊ］．Ｍｏｄｅｍ　Ｔｕｎｎｄｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，　２００６（３）：７５—７８，８３．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ））　Ｉ９３　ＴＺ　２１０－－２００５铁路混凝土工程施工技术指南［Ｓ］．北　京：中国铁道出版社，２００５：１６，３３～３４．　中铁六局参建的国内首条中低速磁浮列车运营线开工　２月２８日上午，北京市新建城市轨道交通开工及建设启动仪式在地铁ｌ５号线奥林匹克公园站附近隆重举行。这次开工建设　的项目包括北京市８条轨道交通线，分别是６号线二期、昌平线与８号线联络线、西郊线、ｓ１线西段、１５号线一期西段、海淀山后线、　１６号线、燕房线（其中：前５条线路为开工线路，总里程４７　ｋｍ；后３条线为建设启动线路，总里程约６２　ｋｍ）。　中铁六局承建中低速磁浮交通示范线——ｓ１线西段工程０１标。ｓ１线是由北京控股磁悬浮技术公司负责投资和组织，国防科　学技术大学负责核心技术攻关和总体设计，是国内首次采用自主知识产权的中低速磁浮列车技术。　（摘自：中国中铁股份有限公司网站２０１１—０３—０７）　罗宾斯盾构在郑州创下佳绩　近日，为郑州地铁一号线作业的直径６．３　ｍ的罗宾斯土压平衡盾构，在软土和粉土地质条件下创下月进尺７２０　ｍ的项目记录，　日进尺达２２环。　（本刊记者２０１１—０４—１４）