弧形钢模板在铁路隧道仰拱施工中的应用

2015-10-31程柏锋

建材与装饰 2015年19期

关键词：仰拱止水带弧形

程柏锋

（中铁二十四局集团福建铁路建设有限公司　福建　福州　350000）

弧形钢模板在铁路隧道仰拱施工中的应用

程柏锋

（中铁二十四局集团福建铁路建设有限公司福建福州350000）

在推进隧道标准化施工中，仰拱钢筋制安、环纵向止水带安装、仰拱端模及背模和混凝土浇筑是重中之重。本文结合具体工程案例，就弧形钢模板施工工艺涉及到的施作基本过程进行了介绍，更不乏对相关技巧的说明。

弧形钢模板；铁路隧道；仰拱施工

引言

随着我国经济的不断发展，高铁基础建设得到了大力发展，隧道施工在不良地质条件下的技术也在得到不断的提升。现如今隧道施工遍地开花，然而施工质量参差不齐，质量安全事故时有发生，如何克服施工中的地质风险，提高隧道施工整体质量，唯有进行科学管理和实施标准化施工。

1　工程概况

海门隧道为双线隧道，设计速度目标值200km/h，线间距为4.874～4.40～4.504m，采用有砟轨道碎石道床，轨道结构高度766mm。全长1125m，隧道进出口里程分别为：DK58+280、DK59+ 405，隧道明暗分界里程分别为DK58+378、DK59+381。其中DK58+299～+345为Ⅴ级半路堑单压式明洞，DK58+345～+378、DK59+381～+386为Ⅴ级路堑偏压式明洞。

2　工程地质特征

隧道进口段横坡较为陡峻，地表出露Qel+dl粉质黏土，灰黄色，硬塑，局部含较多风化碎块，局部下伏Qel+dl碎石土，稍湿，中密，层厚2～4m；下伏基岩为白垩系下统石帽山群凝灰岩，凝灰结构，块状构造，全风化～弱风化。全风化，灰黄色，岩心呈砂土状；强风化，灰色，岩体较破碎；弱风化，青灰色，岩体较破碎。地下水主要为基岩裂隙水，不发育。

隧道出口段，地表出露Qel+dl粉质黏土，灰黄色，硬塑，局部含较多风化碎块；沟谷地段出露Qel+dl粉质黏土，灰色，软塑，层厚2～4m；下伏基岩为白垩系下统石帽山群凝灰岩，凝灰结构，块状构造，全风化～弱风化。全风化，灰黄色，岩心呈砂土状；强风化，灰色，岩体较破碎；弱风化，青灰色，节理裂隙发育，岩体较破碎。DK59+230～+290段节理密集带，节理裂隙发育，地下水主要为基岩裂隙水，较发育。预测单位长度正常漏水量1.08m3/（d·m），为强富水区。

3　弧形钢模板在铁路隧道仰拱施工中的应用

土质挖方到基地标高后清理浮土，试验室派人在现场进行地基承载力试验，与设计图纸核对，地基承载力达到设计要求，对基地进行夯实，准备进行下道工序；如地基承载力不够，报业主、监理、设计单位变更设计，可采取浆片、混凝土换填等处理措施。

3.1仰拱施工

明洞洞身衬砌前先作仰拱，核查地基承载力，仰拱施工时，注意预留排水管道位置。为了便于施工及提高工后感观质量，隧道仰拱填充及找平层合计预留35cm厚作业层，既可保证横向导水管的设置要求，也可保证过轨钢管的埋设深度要求，兼保证工后路面的平整度。同时由于侧沟电缆槽及中心水沟的混凝土标号不同于仰拱填充层的混凝土标号，施工时采用槽钢支架模板预留侧沟电缆槽的位置，采用钢模板支护预留中心水沟位置，沟底高程除应满足沟底施工层厚度要求外，其坡度还应满足设计坡度。

3.2仰拱钢筋加工及安装施工工艺

仰拱钢筋在钢筋加工场加工，采用挤压套筒机械连接，加工时注意按照规范要求错开钢筋接头位置，保证接头错位长度，钢筋存放在钢筋棚内或用防水布包严，防止锈蚀。仰拱钢筋加工采用自制钢筋弯筋机进行加工，自制弯筋各分部可自行设计制作，要求操作方便，安全可行。按照设计图纸对钢筋进行下料。注意需确保同一区段内的钢筋接头数量满足验标要求：绑扎接头在构件的受拉区不得大于25%。钢筋预弯加工首先按设计图确定预弯半径进行钢筋预弯加工，然后根据验标要求：受拉热轧带肋钢筋的末端应采用直角形弯钩，其弯曲直径不得小于钢筋直径的5倍（HRB335）或7倍（HRB400），钩端应留有不小于钢筋直径3倍（HRB335）或5倍（HRB400）的直线段，直角形弯钩的方向应径向对弯，垂直于轴线。钢筋预弯加工时现场技术员需跟班作业，检查钢筋预弯的弧长、半径以及直角形弯钩是否符合设计和验标要求。

仰拱钢筋加工后运至现场绑扎，绑扎前对钢筋的位置进行放样；绑扎过程中严格控制钢筋位置、间距、保护层厚度、套筒挤压连接质量、钢筋绑扎点数量。仰拱钢筋绑扎完成经验收合格后进行下道工序。按照“五线”上墙标准化作业要求，把钢筋搭接上层线、钢筋搭接下层线测量定位后，用红油漆标识到墙上。钢筋安装控制要点：钢筋排距和间距（特别是边墙露出部分）、边墙露出部分钢筋直角形弯钩的方向应是否与隧道轴线平行、钢筋保护层厚度。根据钢筋安装控制要点进行钢筋安装定位放样，内层钢筋及外层钢筋位置设置控制点和钢筋定位架：纵向上在仰拱两侧端头处各设置一个；环向上于隧道中线、施工仰拱填充顶面处及两半径变化处设置。以钢筋定位架控制钢筋的排距和间距。安装完成后，现场技术员检查每组钢筋起弯点位置是否在设计位置处，尺量排距、保护层厚度，检查钢筋预留长度及绑扎接头是否符合设计，确保钢筋安装质量。

3.3仰拱模板

仰拱施工模板采用弧形钢模施工，其弧度应符合设计轮廓线，弧度半径考虑施工误差放大5cm，模板高度按设计纵向施工缝位置设定。仰拱端头模板按设计弧度及仰拱拱圈厚度采用钢模施工，在正中位置预留止水带安装位置，保证止水带安装圆顺。纵向施工缝止水带应与环向施工缝的止水带密贴搭接。施工中应注意仰拱模板的加固牢靠，避免跑模、爆模。

仰拱弧形背模采用3mm厚的钢板和6#角钢按隧道仰拱弧形尺寸加工成1m或1.5m一块，每块模板弧长1.68m（如图1）。模板之间用φ12螺栓进行拼装连接。根据仰拱顶面标高定位架放置弧形背模，纵向用螺栓连接好，背模加固采用拉杆（φ22钢筋）焊接到预埋于仰拱初支中的竖向定位钢筋上固定。拉杆纵向间距1m，同一断面上在背模底面和顶面处设置，背模与端模用螺栓固定。

图1　仰拱模板

3.4仰拱浇注

仰拱每模纵向长度应结合模板台车长度和图纸对沉降缝、变形缝的要求确定。施工中主要控制结构尺寸仰拱顶面高程和曲率符合设计要求、混凝土配比及混凝土振捣。仰拱浇筑混凝土时应从中间向两侧分别进行。浇筑边墙混凝土时，注意浇筑混凝土数量，避免掩埋钢边止水带。加强振捣，确保仰拱混凝土密实，完成后及时收面。仰拱填充混凝土不得与仰拱混凝土同时浇筑，待仰拱混凝土强度达到5MPa后才能进行填充混凝土浇筑，仰拱填充混凝土浇筑前应清除仰拱表面的杂物和积水。仰拱堵头模板采用4mm厚的钢板和8#角铁进行加工，模板之间用φ16螺栓连接。中心水沟采用倒梯形整体模板，采用4mm钢板和10#角铁加工成1.0m或1.5m一节，模板之间用φ16螺栓连接。仰拱填充的高程和横向坡度应符合设计要求，表面应平顺，确保流水畅通、不积水。

3.5仰拱回填

仰拱完成后进行仰拱回填，仰拱回填注意控制顶面高程，避免浇注过高影响横向导水管及过轨钢管的埋设。