黨鵬亮 邱仲成/中國(guó)水利水電第十四工程局有限公司

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高速鐵路雙線隧道帽檐斜切式洞門(mén)施工技術(shù)

黨鵬亮 邱仲成/中國(guó)水利水電第十四工程局有限公司

【摘 要】隨著高速鐵路的發(fā)展、人們環(huán)保意識(shí)的提高和隧道施工技術(shù)的進(jìn)步，隧道洞門(mén)設(shè)計(jì)樣式須充分考慮環(huán)境、生態(tài)保護(hù)及隧道空氣動(dòng)力學(xué)效應(yīng)的要求，斜切帽檐式洞門(mén)成為新型洞門(mén)的主導(dǎo)形式被普遍采用。通過(guò)對(duì)西成客專(zhuān)陜西段五標(biāo)羅曲隧道出口帽檐斜切式洞門(mén)的施工實(shí)踐，著重闡述帽檐式洞門(mén)模板設(shè)計(jì)，洞門(mén)施工工藝及控制措施等，可供類(lèi)似工程參考。

【關(guān)鍵詞】鐵路工程；洞門(mén)；施工

1.工程概況

羅曲隧道洞深最大埋深490m，最小埋深13m，全長(zhǎng)9284m。為緩解高速列車(chē)通過(guò)隧道時(shí)形成的微氣壓波，該隧道出口設(shè)計(jì)為帽檐斜切式洞門(mén)，由于斜切面和帽檐的影響，施工較為復(fù)雜，以洞口襯砌斜切面為底面，加設(shè)一斜切橢圓臺(tái)帽檐構(gòu)筑而成。施工時(shí)，以襯砌臺(tái)車(chē)為內(nèi)模，其上支立專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)定制的帽檐模板，采用一次性整體澆注成型。

2.技術(shù)要求

隧道洞門(mén)型式根據(jù)地形、周?chē)h(huán)境條件采用帽檐斜切式洞門(mén)。具體設(shè)計(jì)要求為：帽檐、拱墻及仰拱采用C35鋼筋混凝土，隧底填充采用C20混凝土。洞口斜切段襯砌與洞身襯砌分界處設(shè)2cm寬的變形縫。

3.施工程序及方法

3.1施工程序

施工準(zhǔn)備→基礎(chǔ)測(cè)量放樣→基礎(chǔ)開(kāi)挖→安裝基礎(chǔ)模板→安裝基礎(chǔ)鋼筋→基礎(chǔ)砼澆筑→臺(tái)車(chē)定位→明洞洞身（帽檐）鋼筋安裝→明洞外模（帽檐）模板安裝→明洞洞身（帽檐）砼澆筑→砼養(yǎng)護(hù)→洞頂回填及防排水處理→洞門(mén)裝飾。

3.2施工方法

3.2.1施工準(zhǔn)備。按設(shè)計(jì)要對(duì)地層先進(jìn)行預(yù)加固，然后分層開(kāi)挖和支護(hù)，邊仰坡分層施做防護(hù)。施工前由專(zhuān)業(yè)工程師向現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員、作業(yè)人員進(jìn)行技術(shù)交底，并確認(rèn)人員、設(shè)備、材料、機(jī)具、作業(yè)環(huán)境滿足正常作業(yè)的要求。帽檐斜切式洞門(mén)模板及襯砌模板臺(tái)車(chē)現(xiàn)場(chǎng)組裝、驗(yàn)收完成。

3.2.2基礎(chǔ)處理（明洞仰拱及填充施工）。采用挖掘機(jī)及風(fēng)槍開(kāi)挖明洞基礎(chǔ)；開(kāi)挖完后，報(bào)請(qǐng)監(jiān)理、設(shè)計(jì)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘察。經(jīng)核對(duì)，與設(shè)計(jì)圖紙無(wú)誤（達(dá)到規(guī)范要求）以及地基承載力符合要求后，再綁扎仰拱鋼筋并澆注仰拱及填充混凝土至設(shè)計(jì)高程?；A(chǔ)處理時(shí)應(yīng)避開(kāi)陰雨天氣迅速施工，以防水流浸泡基坑。

3.2.3臺(tái)車(chē)定位。根據(jù)明洞設(shè)計(jì)長(zhǎng)度、洞門(mén)設(shè)計(jì)型式、模板臺(tái)車(chē)設(shè)計(jì)長(zhǎng)度、襯砌外觀質(zhì)量確定明洞施工段數(shù)和施工順序，模板臺(tái)車(chē)按既定的施工順序就位。同時(shí)由測(cè)量工程師和隧道工程師共同進(jìn)行中線、高程測(cè)量放樣工作，并根據(jù)中線和標(biāo)高鋪設(shè)襯砌臺(tái)車(chē)軌道，要求使用標(biāo)準(zhǔn)枕木和魚(yú)尾板；起動(dòng)電動(dòng)機(jī)使襯砌臺(tái)車(chē)就位后涂刷脫模劑。然后起動(dòng)襯砌臺(tái)車(chē)液壓系統(tǒng)，根據(jù)測(cè)量資料使鋼模定位，保證鋼模襯砌臺(tái)車(chē)中線與隧道中線一致，拱墻模板成型后固定，測(cè)量復(fù)核無(wú)誤。

3.2.4明洞及帽檐鋼筋安裝。臺(tái)車(chē)精確定位后，明洞及帽檐鋼筋在臺(tái)車(chē)面板上進(jìn)行安裝，先安裝內(nèi)層鋼筋，再安裝外層鋼筋，拱頂鋼筋采用直螺紋套筒連接，邊墻最后一個(gè)接頭采用擠壓套筒連接。鋼筋安裝完成后安裝混凝土墊塊，確保鋼筋凈保護(hù)層不小于5cm，墊塊按每平方米不小于4個(gè)安裝。鋼筋綁扎完畢后，將邊墻頂混凝土鑿毛，采用高壓風(fēng)將模板及邊墻頂面的虛碴、浮沉及焊渣等吹凈。

3.2.5明洞襯砌外模安裝。在明洞鋼筋外采用厚5cm、長(zhǎng)4m的木板做明洞襯砌外模，外模外側(cè)每間隔1m采用Φ25鋼筋圈扣緊，鋼筋圈縱向采用Φ22鋼筋連接成整體，鋼筋圈下端采用Φ22鋼筋錨入已澆注的邊墻混凝土內(nèi)。外模兩側(cè)應(yīng)刨平，并貼雙面海綿膠，以減少模板拼縫；模板內(nèi)側(cè)設(shè)置護(hù)理板。

3.2.6帽檐模板安裝。在襯砌臺(tái)車(chē)模板面上，沿帽檐輪廓線每50cm放樣平面位置點(diǎn)，再根據(jù)放樣點(diǎn)位安設(shè)帽檐模板。 帽檐斜切式洞門(mén)線形較為復(fù)雜，其模型采用大塊可調(diào)式鋼模，分為內(nèi)模、外模和頂面模，由專(zhuān)業(yè)模板廠家采用6mm鋼板制作成定型鋼模，帽檐模板與二襯臺(tái)車(chē)配套使用，待鋼筋安裝完后，按照帽檐設(shè)計(jì)輪廓線將內(nèi)模、外模用吊車(chē)固定在斜切面上，安裝前，技術(shù)人員根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙?jiān)谀０迮_(tái)車(chē)面板上測(cè)量出帽檐斜切式洞門(mén)安裝控制點(diǎn)，在模板生產(chǎn)廠家的技術(shù)人員指導(dǎo)下，按照安裝控制點(diǎn)逐塊拼裝洞門(mén)模板，安裝一塊，臨時(shí)加固一塊，聯(lián)結(jié)一塊，最后再整體調(diào)整、加固。內(nèi)模采用可調(diào)式絲標(biāo)進(jìn)行精確調(diào)整，采用小導(dǎo)管、型材等材料，以臺(tái)車(chē)面板為支撐面對(duì)內(nèi)模進(jìn)行加固。帽檐模板以隧道中線為中心對(duì)稱(chēng)設(shè)置內(nèi)側(cè)由16塊模板組成，外側(cè)由17塊模板組成及頂面蓋板由17塊組成，相鄰模板之間用M20的螺栓連接，內(nèi)外模用M12的拉桿對(duì)拉固定。內(nèi)外模的準(zhǔn)確定位是帽檐模板正確安裝的關(guān)鍵，我們?cè)诎惭b前應(yīng)先復(fù)測(cè)帽檐下口的安裝線是否符合要求，待內(nèi)外模安裝完成后，對(duì)其上口安裝線進(jìn)行精確放樣，即帽檐輪廓線C、D，作為帽檐安裝控制線，待上口安裝線調(diào)試完畢后開(kāi)始安裝面模，面模板采用6mm厚的熱軋Q235鋼板（預(yù)先加工成型），采用間隔安裝的方法方便混凝土澆筑。模板安設(shè)完畢后，應(yīng)進(jìn)行測(cè)量復(fù)核，復(fù)核無(wú)誤后報(bào)監(jiān)理工程師驗(yàn)收。

圖1　安裝成型的帽檐斜切式模板

3.2.7混凝土澆筑。襯砌模板及帽檐模板、鋼筋等經(jīng)監(jiān)理檢查合格后，開(kāi)盤(pán)澆注混凝土?；炷羾?yán)格按照配合比采用攪拌站集中拌制，混凝土運(yùn)輸車(chē)運(yùn)輸，采用輸送泵、輸送管末端接軟管泵送入模。

澆筑混凝土?xí)r入模的自由傾落高度應(yīng)保證其不發(fā)生離析，一般不應(yīng)超過(guò)2m且應(yīng)左右兩側(cè)對(duì)稱(chēng)分層下料，使用插入式軟軸搗固器振搗，且振搗時(shí)不得過(guò)振，嚴(yán)禁接觸模板，以防漲模。混凝土澆注完畢12小時(shí)內(nèi)應(yīng)對(duì)其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得小于14d。

3.2.8拆模?；炷翉?qiáng)度達(dá)到8MPa時(shí)，在保證混凝土表面棱角不受損傷的情況下，可拆除模板，帽檐模板采用人工配合吊車(chē)，自上而下拆除，帽檐模板拆除后分類(lèi)堆碼，妥善保管，以便其它洞口使用。

混凝土拆模后不允許用涂料進(jìn)行裝修；當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100％后再施作洞頂回填。

3.2.9防水層施做。外模拆除后，對(duì)防水層施做基層進(jìn)行找平處理，按照設(shè)計(jì)防水層類(lèi)型施做防水層。

3.2.10洞頂回填土。明洞回填應(yīng)在明洞防水層施做完成且混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行，側(cè)墻回填應(yīng)兩側(cè)對(duì)稱(chēng)進(jìn)行。土質(zhì)地層應(yīng)將墻背坡面挖成臺(tái)階狀，用片石分層碼砌，縫隙用碎石堵塞密實(shí)。拱部回填應(yīng)兩側(cè)分層夯實(shí)，每層厚度不大于0.3m，兩側(cè)回填土面的高差不得大于0.5m?；靥钆c拱頂齊平后，再分層滿鋪填筑至設(shè)計(jì)高程。采用機(jī)械回填時(shí)，應(yīng)在人工夯填超過(guò)拱頂1.0m以上后進(jìn)行。拱頂需做黏土隔水層時(shí)，隔水層應(yīng)與邊仰坡搭界平順、封閉緊密，防止地表水下滲。

4、結(jié)束語(yǔ)

西成客專(zhuān)陜西段五標(biāo)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)采取上述控制措施，使得羅曲隧道出口帽檐斜切式洞門(mén)成型效果優(yōu)良，外觀結(jié)構(gòu)尺寸精準(zhǔn)，受到了建設(shè)各方的一致好評(píng)。通過(guò)該洞門(mén)的施工實(shí)踐，筆者主要從高速鐵路帽檐斜切式洞門(mén)的模板設(shè)計(jì)、洞門(mén)施工工藝及控制措施等方面進(jìn)行了總結(jié)，可供類(lèi)似工程參考。

圖二　澆筑成型后的帽檐斜切式洞門(mén)

黨鵬亮（1982～）男，本科，工程師，主要從事水利水電工程和鐵路工程施工技術(shù)及管理工作。

作者簡(jiǎn)介：