隧道长栈桥二衬仰拱填充施工技术初探

罗进

【摘要】近年来，随着铁路事业的发展，人们对隧道仰拱栈桥二次衬砌施工技术的研究有了新的进展，大大推动了铁路建设事业的发展。但是对隧道长栈桥二衬仰拱施工技术配合仰拱一次封闭成环技术的应用研究还存在不足。本文结合蒙华铁路MHSS-3标段中条山隧道施工经验，就隧道长栈桥二衬仰拱填充施工技术实际运用进行探讨。

【关键词】隧道长栈桥二衬仰拱填充施工技术

1 引言

近年来，我国高铁事业的发展不仅为我国人民生活提供了很大方便，更加促进了中国经济的发展。在高铁建设中，隧道建设的要求更高。要保证其质量，隧道仰拱开挖、支护、衬砌以及填充是关键。

目前，针对隧道仰拱栈桥施工的研究有很多，根据基础的仰拱栈桥施工，许多铁路建设者以及研究者提出了移动仰拱栈桥、长栈桥以及其他一系列有关仰拱栈桥的施工方案，使得隧道的建设质量得以保障。长栈桥在我国铁路与公路隧道建设中使用的案例并不多见，由于隧道施工是在地下作业，受空间的局限性以及作业的高危性影响，使得施工过程往往比较缓慢，且质量难以得到保证，而长栈桥可以有效地解决隧道空间狭窄、立体施工安全等一系列问题，能应用于各种隧道的开挖建设中。但是目前有关隧道长栈桥施工的理论研究还不成熟，故而对该方面进行研究有着重要意义，通过对蒙华铁路MHSS-3标段中条山隧道正洞长栈桥二衬仰拱及仰拱填充施工过程的研究，对隧道长栈桥仰拱施工过程进行分析总结，可以为铁路建设行业提供一定的理论依据，对铁路事业的发展有着重要意义。

2 隧道长栈桥二衬仰拱填充施工工艺流程分析

2.1 适用范围

蒙华铁路MHSS-3标段中条山隧道正洞长栈桥二衬仰拱及仰拱填充施工过程中采用的是24m履带自行式长距离仰拱栈桥，此种施工方法适用于任何隧道的仰拱二次衬砌和填充施工。也可以应用于各种地质环境下，在一些软弱岩土地质或者地下水腐蚀性较强的地质环境中，可根据实际情况合理地控制栈桥长度，以便于安全施工。常见的仰拱栈桥长度均较小，有效施工长度一般控制在6-8米，这样虽然在一定程度上加快了施工进度，但是立体交叉作业会给施工人员和行车安全带来极大的安全隐患，且增加了仰拱施工缝的对接次数，也给隧道底板留下了一些的质量缺陷。蒙华铁路MHSS-3标段中条山隧道正洞的施工，通过运用长栈桥配合仰拱一次封闭成环技术，施工进度得到极大提高，在保证隧道底板施工质量的同时提高了施工人员及行车的安全系数，从开工至今未出现任何安全事故，进一步说明了长栈桥应用的合理性与经济性。同样，该技术经过相应的推广改进也将适用于其他建筑行业中。

2.2 长栈桥二衬仰拱施工优势及技术要求

之所以在此次隧道施工中采用长栈桥而不用短栈桥，是因为在仰拱开挖一次封闭成环后采用长栈桥施工优势较明显，主要解决隧道底板出现问题，如果是短栈桥，接缝比较多，容易出现翻浆冒泥；长栈桥仰拱施工中栈桥下面的空间大，保证了人员的施工安全和施工质量，在一定程度上也对提高混凝土振捣密实度质量有很大作用；此外长栈桥仰拱施工配合仰拱开挖一次封闭成环，对防止隧道关门塌方有一定的作用。要想充分发挥长栈桥二衬仰拱施工的优势特点，在进行技术控制时，要根据仰拱开挖一次封闭成环时调查的水文地质资料合理确定长栈桥的长度，确保后期的各项工作能合理地展开。且二衬仰拱混凝土浇筑完成且初凝后方可浇筑仰拱填充混凝土，二者要分开浇筑，并且在浇筑时候应该采用溜槽，来防止因高差较大而导致混凝土离析。在混凝土振捣时候采用振动棒“快入慢出”，直至混凝土不冒气泡、不下沉、表面开始泛浆为止，并注意混凝土的养护。要合理地安排施工组织计划，合理的组织施工才能保证施工过程中各个环节紧密结合，才能保证工程质量，才能达到长栈桥仰拱施工的目的，发挥出该施工方法的作用。

2.3 工艺流程

长栈桥施工优势主要来源于对栈桥长度和工艺的改进，长栈桥二衬仰拱及仰拱填充施工工艺流程为：施工准备→施工测量→初支仰拱顶面清渣→栈桥行走就位→初支仰拱顶面人工清渣→施工缝处理、结构防排水施工、钢筋安装→质量检查→二衬仰拱弧形模板及端头模板安装→质量检查→二衬仰拱混凝土浇筑→二衬仰拱混凝土养护→仰拱模板拆除及填充模板安装→仰拱填充混凝土浇筑→仰拱填充混凝土模板拆除及养护→下一个循环施工。该施工工艺为蒙华铁路MHSS-3标段中条山隧道正洞长栈桥二衬仰拱及仰拱填充施工工艺，但是也同样适用于其他隧道工程建设中长栈桥仰拱施工。

3隧道长栈桥二衬仰拱填充施工技术要点分析研究

3.1 质量保证分析

隧道长栈桥施工技术主要的一个优势是对提高混凝土振捣密实度质量有很大作用，但是要充分发挥该优势，施工材料质量的控制就尤为重要，质检员及安检员要严格控制各种材料的检查。检查内容主要有以下：钢筋安装，包括受力筋间距、分布筋间距、箍筋间距、钢筋保护层厚度等；预埋件和预留孔洞，包括预留孔洞中心位置及尺寸、预埋件中心位置；混凝土，包括平面位置、垂直度、高程、结构平整度等；施工缝，包括止水条、止水带的外观、宽度、厚度及施工工艺要求，施工缝防水构造和表面处理等。其次要想控制施工质量，就要严格控制各道工序，例如初支仰拱面清理时候人工配合机械将初支仰拱表面回填虚碴清理干净，在绑扎钢筋前采用高压风进行清扫；钢筋安装采用钢筋定位卡确保边墙两侧钢筋间距及保护层厚度，通过设置混凝土垫块，确保二衬仰拱底板钢筋保护层厚度；止水带均要求沿施工缝居中顺直。工序控制好了才能保证长栈桥施工过程中接缝少，不容易翻浆冒泥。

3.2 施工组织分析

因为长栈桥施工可以很好地解决仰拱清碴、砼浇筑施工与其它工序平行作业的安全问题，而短栈桥只能是利用隧道开挖钻眼时才能施工，出碴、喷砼、进料工序与仰拱平行作业会存在较大的安全隐患。要充分发挥长栈桥可以与其他工序平行作业的优势，合理的施工组织必不可少。合理的人员以及机械配置，长栈桥下施工有较大的作业空间，保证施工的安全的同时缩短了施工工期。现场作业人员安排合理后，设备安排时候其生产能力为均衡施工能力的1.2～1.5倍。这一点同二衬仰拱施工技术要配合的仰拱开挖一次封闭成环技术的要求相同。以钢筋混凝土Ⅳ、Ⅴ级围岩为例， 长栈桥二衬仰拱施工过程中主要的工序施工进度安排为：有钢筋段二衬仰拱施工，原施工组织进度计划安排：Ⅳ级围岩每月施工70～90m，Ⅴ级围岩每月施工50～70m，采用长栈桥二衬仰拱施工进度：采用长栈桥施工5组/月、24m/组，每月二衬仰拱可施工120m；无钢筋段二衬仰拱施工，原施工组织进度计划安排：Ⅲ级围岩每月施工150m，采用长栈桥二衬仰拱施工进度：采用24m长栈桥施工7组/月、24m/组，每月施工168m。采用该施工方法可以获得最大的经济效益，为以后长栈桥二衬仰拱施工提供可靠地参考依据。

3.3 安全可靠性分析

与短栈桥相比，长栈桥在安全性方面就更有优势，长栈桥仰拱施工配合仰拱开挖一次封闭成环，防止了隧道关门塌方，也大大提高了其他各项施工安全系数，同时也提高了质量保证。要进一步保证施工过程的安全性和可靠性，第一，各级管理和操作人员严格落实岗位安全职责，施工前，必须对施工班组及具体操作人员进行安全技术交底，未经安全教育的管理人员及施工人员不准上岗。第二，作业班组实行每班班前、班中、班后三检制，加强栈桥结构、制动、行走系统检查和维护，严格按照栈桥使用维护说明书作业，对检查中发现的安全隐患，立即整改。在隐患没有消除前，不得进行施工作业。第三，仰拱栈桥移动行走时安排专人指挥，车辆通过栈桥时，下方作业人员必须避让。通过以上几点，可以保证该施工过程的安全性和可靠性，保证施工项目顺利进行。

3.4 环境保护分析

随着建筑业的发展，绿色施工被逐渐提上了日程，企业对施工过程中环境保护越来越重视。采用长栈桥二衬仰拱施工技术与隧道仰拱开挖一次封闭成环技术相配合的方法，能够在仰拱清渣和出渣上做的更好，对环境的保护有着重要的意义。但是仍要注意每道工序施工时候的环境保护，在施工过程中要规范施工车辆管理，加强车辆清洗，保持洞内排水畅通，仰拱填充面不得有积水，施工排水经三级沉淀后排放。注意检查施工过程中钢筋、模板等表面的干净整洁，一方面确保施工质量另一方面也可以加强施工环境改善。

4 结论

蒙华铁路MHSS-3标段中条山隧道正洞成功运用24米履带自行式长距离仰拱栈桥，与一次仰拱开挖封闭成环技术合理地配合，使得隧道的仰拱开挖支护及填充顺利安全地进行，给长栈桥在隧道仰拱施工中应用提供了参考。综合分析，该技术彻底解决了单洞交叉作业、立体施工安全、栈桥下施工空间狭窄不利于仰拱施工和混凝土振捣不密实，易出现仰拱基底质量缺陷等技术难题，有效减少了仰拱之间施工缝隙对接次数，止水带的投入和安装，大幅度提高了混凝土的密实度、强度，增强了仰拱的整体性，对改善隧底质量通病、提高仰拱施工质量具有极大效果。在今后的隧道建设中，可以通过使用该技术来进行仰拱开挖的施工，该技术不仅经济效益性高，而且安全性、可靠性以及时效性都较强。该技术的成功应用必将为我国隧道事业的发展奠定坚实基础。