1隧道仰拱移动模架快速施工工法.doc

隧道仰拱快速施工设备及施工工法 中铁二局贵广铁路工程指挥部 二〇一一年一月十日 隧道仰拱快速施工设备及施工工法 中铁二局贵广铁路工程指挥部 1．前言 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，成本也较高。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，隧道仰拱施工成为制约隧道快速施工的控制性工序。为了加快隧道仰拱及填充混凝土施工进度，保证安全、提高质量，降低工程成本，改善文明施工形象，中铁二局贵广铁路工程指挥部联合相关单位进行技术攻关，设计开发出隧道仰拱快速施工工艺及配套设备，通过现场实践、总结形成本工法。 2．工法特点 2.1 采用把一个仰拱作业面分为两个作业区进行流水作业方式进行施工，大大缩短了仰拱施工每循环的作业时间。 2.2采用19m长的双车道分离式简易栈桥，移动方便，保证了仰拱混凝土施工中的洞内交通畅通。 2.3把仰拱模板设计为固定部分和活动部分，利用铰接组合，使仰拱模板安装、拆除能够简单快速地完成。 2.4采用端头梁来固定仰拱模架和中心水沟模架，同时在移动时运载模架系统，使模板系统形成为一个整体，定位准确，移动就位快捷。 2.5模板系统可以自行移动。利用栈桥为吊梁，以端头梁为依托，使模板系统在绞车的拉动下整体自行移动到下一工作区。 3. 适用范围 本工法对双线隧道的仰拱施工具有普遍适用性。 4．工艺原理 4.1把两个仰拱作业面利用长栈桥合为一个作业面进行流水作业，减少了仰拱施工段的总长度，有利于安全距离的实现。 4.2把仰拱模板填充混凝土以上的部分设计为固定部分。所以在填充混凝土施工时，固定部分不拆除，只需把填充混凝土面以下的仰拱模板转起来就可以浇筑填充。 4.3在端头梁上设置了模板系统的定位卡，使模板系统定位准确、快速、便捷。 4.4通过端头梁把模架式系统联系成一体后，利用与栈桥配套的轨道吊车在绞车的牵引下整体移动至下一工作区。 5．施工工艺流程及操作要点 5.1 施工工艺流程 施工过程一般包括：隧底开挖，出碴，清底（Ⅳ、Ⅴ级围岩等有初期支护和衬砌钢筋），模架系统移动、定位，浇筑仰拱混凝土，拆除仰拱模板的活动部分，浇筑填充混凝土，拆除中心水沟模板和仰拱模板的固定部分等，施工工艺流程见图1。 图1 施工工艺流程图 5.2 操作要点 5.2.1 快速施工设备的制作要点 （1）仰拱模架：满足仰拱混凝土一次性整体浇筑完成的要求； （2）中心沟模架：满足填充施工中预留中心水沟的要求； （3）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，在隧底开挖出碴时，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，是快速施工设备的核心部分。 （4）栈桥：满足在仰拱填充施工中洞内的交通要求，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。 （5）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。 5.2.2 快速施工设备各部分的设计 （1）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3.0米长的弧形模板，即可很好的满足仰拱混凝土的施工要求（图5-1）。 仰拱模架设计为左右两幅，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（不被填充掩埋的部份），主要作用是固定、存放和移动模板，以及安设走行设备绞车，传递动力。模板采用大块组合钢模，每幅3块，模板间用枢纽连接，以翻折方式安装和拆除。每块长6m，宽0.8～1.2m，用10cm槽钢做加强肋，使模板具有足够的刚度，仅通过销钉固定模板两端就可完成模板固定，以简化模板加固措施。 （2）中心沟模架：中心沟模架采用模架、模板一体式设计，即用20cm工字钢为模架，在模架上有6mm钢板作面板和底板（图5-2）。 （3）端头梁：根据仰拱和填充混凝土的结构尺寸设计端头梁，以满足端头就位后，仰拱模架、中心沟排架跟着就位的要求。梁底为弧形，与仰拱中埋式止水带位置一致，便于固定中埋式止水带。梁上边缘与填充混凝土面标高一致，可控制填充混凝土浇筑标高。在端头梁两端设立仰拱模架靠柱，定位仰拱模架。为适应隧底开挖清理后的地形情况，共设置8根可自由伸缩的支柱，梁部采用20cm工字钢制作，设计承载60t。 （4）栈桥：考虑洞内施工中设备配套情况，每幅栈桥采用两片分离式，每片重约10t，使一台挖机可完成栈桥的移动。为保持在仰拱混凝土施工时，洞内交通畅通，由4片梁组成两幅栈桥形成双车道。 栈桥长19m，单片宽1.2m。在仰拱施工中，两端支