高铁隧道仰拱液压模板台车施工技术

高铁隧道仰拱液压模板台车施工技术

刘俊飞

刘俊飞

（中铁十五局集团第三工程有限公司，四川，成都，610000）

【摘要】随着高速铁路隧道施工技术的不断提高，为提高隧道仰拱施工质量和进度研究其相关内容凸显出重要意义。本文就杭黄铁路隧道仰拱施工过程中存在的主要问题进行了认真分析，研究了高速铁路长大隧道仰拱采用液压模板台车快速施工技术。

【关键词】高速铁路隧道；仰拱；液压模板台车；施工技术

一、前言

高铁隧道施工技术的快速发展，铁路隧道施工标准要求越来越高，特别是对长大隧道防排水施工和仰拱施工的要求不断提高，普遍要求仰拱全幅施工、砼一次浇筑。为了保证工程质量，加快施工进度节约施工成本，提高机械化作业程度，对隧道仰拱施工技术和设备进行改进，通过在杭黄铁路隧道的工程实践经验和研究，更好地提高高速铁路隧道仰拱的施工水平，从而有效保证了其施工质量、进度和安全，以指导类似工程的施工。

二、隧道仰拱施工过程主要问题

1．仰拱施工质量难以保证

众所周知，隧道二衬是一成环封闭结构，为了增加其受力特性，施工缝越少越好，由于施工的必要性分为仰拱和拱墙衬砌两部分，两者的分界线高度要满足结构受力要求，也就是施工缝位置要避开剪应力最大截面，一般高出填充砼顶面30cm～50cm。高出的这部分结构现场习惯叫其为“矮边墙”却给施工带来了不小的困难，传统做法一般是单独立模板与仰拱分开浇筑，多形成一道施工缝；还有的采用调节二衬台车下部弧形模板长度方法，这样难以控制纵向墙角线的正确位置，可能产生台车上浮、混凝土外漏、蜂窝麻面、拆模困难等问题，增加施工质量问题；如此做法都会产生新的施工缝且该缝处在受剪力较大位置，不符合设计要求，减弱了衬砌的抗剪能力。

有部分隧道采用了仰拱模板，但是模板长度较短，只在填充面上设置，仰拱和填充砼一起浇筑，待填充打完后再浇筑高出的矮边墙位置，且不敢正常振捣，怕砼下滑翻浆。这种做法难以保证仰拱质量，也不符合设计仰拱与填充砼必须分开浇筑的要求，仰拱振捣不密实，气泡较多，混凝土强度难以保证。另外无模板固定措施导致纵向止水带外露长度不一致，位置线形不顺直，防排水质量效果下降。

2．仰拱施工进度慢

现在隧道施工安全歩距是安全卡控重点内容，尤其是软弱围岩地质隧道，仰拱无法及时跟进掌子面开挖进度，导致超安全歩距超标，就必须得暂停掌子面开挖，且带来较大安全隐患。传统仰拱模板较重，安拆、校正困难工人不易操作，施工需用铲车或挖机配合，再用钢筋进行支撑锚固，费时费力。矮边墙与仰拱分开浇筑的工序增加一道，循环时间更长；仰拱进度滞后而影响后续工序。

三、隧道仰拱液压模板台车施工技术

1．隧道仰拱液压台车系统构造

隧道仰拱液压台车分为五大系统：梁桁架系统、行走配重系统、液压电气系统、自动调节模板系统及支撑固定系统。整幅仰拱采用左右2个液压模板台车，均为独立结构，未与栈桥相联系，与开挖出渣等其他工序互不影响，也不受外力影响。

纵向主桁架与行走系统及配重平台为一体；主桁架与弧形仰拱模板通过液压系统连接，弧形模板的收缩均由液压系统完成；端头模板采用钢模板，按照仰拱衬砌厚度设计为上、下两层模板，中间安装环向中埋式止水带后，采用自制卡具进行固定；行走系统及配重平台（配重平台上配重为预制混凝土块）在已浇筑混凝土仰拱一侧，通过电机带动行走轮完成台车的前移，另一侧端头设有可调节支撑系统，移到位后通过可调节支撑系统调整标高，确保前后在同一标高，并用锚杆进行锚固。液压系统工作，将弧形模板按照设计要求调整到位并用调节杆件加固，模板和支架形成一个受力整体，共同承受外力。

其中模板主要由两部分组成，矮边墙模板和仰拱底部曲模。采用8块1.5m的小背模通过螺栓连接而成，面板采用6mm厚Q235b钢板，主肋采用槽10，间距25cm，并设置加肋板间距1m；由于长度较长对模板进行分节，每节段增加液压系统，以适应不同长度的仰拱施工；曲面模板应按照设计曲面弧度制作成型，要求满足设计的结构形状尺寸，且有足够的强度、刚度和稳定性；

2．隧道仰拱液压台车施工流程

隧道仰拱液压台车施工流程如下：隧道底开挖清渣→仰拱初支→绑钢筋→液压台车自行就位→模板纵横向锚固→立端头模→安装环纵向止水带→浇筑仰拱砼→砼养护→上调仰拱曲模、立中心水沟模板→浇筑填充砼→养护砼→台车移位下一循环。

（1）测量放样，定出仰拱端头位置和边墙混凝土顶面标高；仰拱有钢筋的，按设计要求安装。

（2）仰拱台车纵向主梁与仰拱圆弧段模板采用液压系统进行连接，待仰拱台车行走至设计位置后，依据放样点位进行台车调整；

（3）采用液压顶推仰拱圆弧模板到设计位置，复核设计尺寸是否满足要求，待尺寸复核满足要求后，对台车及模板进行固定；

（4）浇筑仰拱混凝土，待混凝土达到一定强度后通过液压系统提升仰拱圆弧模板再安装仰拱填充端头模板和中心水沟模板，浇筑仰拱填充混凝土；

（5）仰拱填充混凝土强度达到要求后，拆除模板，行至下一段仰拱，依次施工。

3．隧道仰拱液压台车施工关键技术

（1）模板就位与加固

隧道初支喷混完成并绑钢筋后，根据测量放线及标高结果，液压操控台车行走至设计位置后，用锚杆固定台车前后支撑系统，对矮边墙模板及仰拱底部模板进行液压调节到设计位置，并进行横向、纵向锚杆固定，以承受浇筑混凝土时产生的浮力和压力，防止仰拱模板上浮或移位；再安装端头模板及环向、纵向止水带；仰拱中部弧形半径大，坡度较缓，钢模板从仰拱与二衬边墙设计施工缝处向下设置3米长的弧形模板，即可满足仰拱混凝土施工要求。在施工过程中时刻对模板进行检查，发现问题及时处理，浇筑完成后及时清理模板及支架上的混凝土或杂物，注意液压杆件的保护及使用；由于模板纵向较长，要注意对模板的提升及时固定，防止行走摇晃模板变形。

（2）仰拱混凝土的浇筑

仰拱混凝土的浇筑顺序先从无模板的中间位置自然摊铺开始，再分别向两侧曲面浇筑，浇至仰拱模板下沿时，改由仰拱两侧顶部入模；应注意调节混凝土坍落度，控制在120～140mm的情况下，可防止混凝土在曲面模板底部翻浆；为了防止曲面位置振捣不密实，可在曲面上安装附着式振动器；混凝土浇筑应连续进行，在新浇筑完成的下层混凝土上再浇筑新混凝土时，应在下层混凝土初凝或能重塑前浇筑完成上层混凝土，不留施工缝一次完成；浇筑混凝土时注意对环向、纵向止水带的保护和定位，确保振捣不破坏或影响止水带的位置及外露长度。

四、隧道仰拱液压模板台车施工优势

通过对以往部分隧道仰拱施工设备及技术进行了分析，结合现场实际采用的仰拱液压模板台车进行施工情况，表明后者有明显的各种优势，更适合长大双线隧道的仰拱施工，有效的解决了仰拱施工质量、进度问题。

1．采用仰拱液压台车施工能确保仰拱混凝土施工质量，保证仰拱按照设计曲度一次浇筑成型，不留纵向施工缝，矮边墙砼可以得到充分振捣密实；

2．采用仰拱液压台车施工可以确保与填充砼分开浇筑，安装一次就可以完成仰拱、矮边墙砼同时浇筑，完全满足设计工艺要求。

3．采用仰拱液压台车施工可以大大减轻工人劳动强度，减少工序，模板设备可以随台车自行到位，移动方便，液压操控灵活立模脱模，提高劳动效率，节省循环时间，确保安全步距不超标。传统施工方法仰拱施工每循环周期4天，采用仰拱台车后每循环施工周期为2.5天，每月进尺至少144m左右与Ⅲ级围岩开挖进尺相匹配。

4．采用仰拱液压台车施工可以一次固定好纵向止水带位置，确保防排水施工质量。

5．采用液压台车施工不需要大型机械配合，无需外力拖拽，可重复多次使用，完全人工操作，节省机械台班，节省洞内较大施工空间。

五、结束语

通过在杭黄铁路隧道施工中的工程实践，隧道仰拱液压模板台车技术有效的提高了隧道仰拱施工的质量，加快了隧道施工进度，并一定程度上降低了施工成本。该施工技术可以在更多的长大双线高铁隧道施工中参考使用，以得到更多的工程实践来检验和完善，研究制定出更为科学合理的施工技术。

参考文献：

[1]铁建设[2010]241号，高铁隧道工程施工技术指南.

[2]李书静.隧道二次衬砌矮边墙与边拱一次灌注施工技术[J].铁道工程学报.2009(5):80-83.