高速铁路隧道下锚段施工工法

2019-05-17周欢欢

中国设备工程 2019年8期

周欢欢

（中铁一局集团第二工程有限责任公司，河北唐山 063000）

常规施工下，锚段衬砌是采用简易台车或采用台架施工，通常情况下，简易台架受力计算复杂，加工时间较长，耗费人工和材料较多，这样造成了下锚段衬砌成本加大。中铁一局哈牡客专项目直接利用二衬台车施工下锚段衬砌，完美地解决了上述问题。此工法是利用二衬台车作为承重载体，在下锚段位置架立双层钢架，靠近台车侧钢架内半径与台车一致，靠近下锚段衬砌位置钢架外半径考虑按照下锚段衬砌内断面减去模板厚度加工，两层拱架支架沿环向设置背肋和竖撑，安装完钢架后再安装平面小钢模作为下锚段衬砌的内模和端模，顶升台车模板使内层钢架紧贴台车顶面面板。最后利用台车开窗位置进行混凝土浇筑施工，使下锚段和相邻普通地段二衬混凝土同时浇筑形成整体，不留施工缝。

1 工艺工法特点

（1）利用二衬台车作为支撑平台，提高了安全性，降低了安全风险。（2）施工周期较短，操作简单，在整个施工过程中，尤其是模板安装和加固方面极大地简化了工序，大大地提高了工效。（3）投入较少，相对于传统工艺，所需配置的工装仅仅为12榀工字钢拱架和辅助用的横撑及竖撑，减少了成本的投入。（4）利用二衬台车作为支撑平台，可直接利用，而传统下锚段施工台架需要专门设计并经过验收。（5）利用二衬台车施工，下锚段和相邻衬砌同时浇筑，在断面变化处消除了施工缝，减少了衬砌开裂和渗漏水的可能。

2 适用范围

适用于带有下锚段的各类隧道衬砌施工。

3 工艺原理

利用工厂化生产钢拱架结合二衬台车作为下锚段衬砌受力体系，既可以适应各种下锚段，又可以缩短工期和节约资金。在施工正常地段衬砌的同时就可以施工下锚段衬砌，避免在交界处留有施工缝，影响结构的整体性。利用原有衬砌台车和成型的钢拱架作为承重载体，不需要再重新进行计算，可以保证施工的安全性。

4 施工方法

4.1 施工工艺流程（如图1）

图1 施工工艺流程图

4.2 操作要点

下锚段二衬施工利用二衬模板台车加组合钢模与一般衬砌段整体浇筑一次成型，模板利用I18工字钢拱架支撑，采用标准0.3×1.0m钢模板拼装而成，厚6cm，二衬台车面板外部采用工字钢拱架作为支撑，拱架与台车面板之间点焊，拱架加工完毕后必须进行试拼，经验收合格后方可投入使用。

外模钢拱架加工时考虑钢拱架外半径为下锚段衬砌设计半径，断面净空加大预留变形量5cm。每个下锚段纵向净宽长度为5m，设置钢拱架间距为1榀/m，共6榀，纵向采用I18工字钢连接，间距为1～1.5m，纵、环向钢架之间采用法兰连接；台车面板外部钢拱架加工时考虑拱架内半径为模板台车面板半径，拱架之间利用Ф22螺纹钢连接，间距亦为1～1.5m。考虑在施工下锚段仰拱的时候矮边墙厚度向线路内侧增加25cm，这样在立模和架立钢拱架时底部有着力点，另外，加宽部分在后期施工水沟电缆槽后将会覆盖，不会外露。堵头模板采用0.7×1.0m钢模分节段安装加固，堵头模板均为集中加工的钢模板，每块内弧长均为1m，特殊段模板根据现场情况额外加工调整节。一套堵头模板为26块，每处下锚段需加工2套堵头模板。堵头板加工完成后，必须进行试拼，检查合格后方可使用。

4.3 具体施工步骤

（1）测量放样。测量组先对下锚段位置进行放样，放样内容包括：下锚段钢筋绑扎位置、定位钢筋位置、衬砌段就位位置。

（2）施作定位钢筋，铺设土工布、防水板。按照设计要求对下锚段衬砌土工布与防水板进行铺设，在一般衬砌段与锚段变截面处要按照变截面部位铺设，防水板铺设应从下而上进行，下层放水板压住上层防水板，铺设松紧适当并留有余量，实铺长度与初期支护基面弧长比值为10∶8，确保混凝土浇注后防水板与初支面密贴，尤其注意下锚段与普通地段交界处防水板阴、阳角处的补强。

（3）施作二衬钢筋。按照设计要求，对下锚段钢筋进行绑扎，环向钢筋采用机械连接，一般采用冷挤压套筒，在拱顶部位不允许出现接头，二衬钢筋应在钢筋加工场内集中挤压加工，运输至现场后再和仰拱预留钢筋进行连接，钢筋绑扎完成后应按设计要求进行接地钢筋的焊接，焊接时应在焊接位置背后进行遮挡，防止电焊时烧伤防水板。上述工作全部完成后，安装混凝土垫块，要求不少于4个/m2。

（4）下锚段模板安装及二衬台车就位。一是拱架安装。台车就位前利用防水板台架进行固定模板拱架以及模板的安装，可利用二衬钢筋把拱架临时固定，并将定位钢筋加固牢靠，安装拱顶、拱肩、拱腰、拱脚处纵向连接钢架，确保拱架的稳定，拱架安装完成之后即安装模板，模板应自下而上安装，安装时对应二衬台车窗口位置预留进料和振捣孔位；同时，焊接连接钢筋，拱架与台车之间可以点焊，防止拱架滑移。二是二衬台车就位。台车就位前应将堵头模板和预埋槽道等材料事先在下锚段区域内、台车外侧处存放，并对拱架及堵头模板净空尺寸进行检查，符合要求后即可进行台车就位。就位时，必须严格按测量放样对台车精确定位，并加固牢靠。三是外侧模板安装。台车就位完成并加固后，从底部往拱部拼装台车端头标准钢模板，安装工艺同普通地段二衬。四是下锚段堵头模板安装。把堵头模板固定安装在台车上，利用工字钢进行定位加固，防止堵头模板位移。待拱架及堵头模板安装到位后，先把上层拱架纵向连接钢架补齐并加固，上下拱架之间采用加垫块的方式进行支撑，垫块放置位置为上层纵、环向钢架交点处，厚10cm，可在钢筋加工场切割工字钢统一加工，垫块与上下层拱架之间进行点焊。加固要稳固牢靠，特别是在拱架连接板处一定要加强支护，防止变形，通过环、纵向钢架和垫块的安装、加固，使上下层拱架以及模板受力形成整体，最终传递到二衬台车上，有利于混凝土浇筑时附着式振捣器的振捣。

（5）衬砌砼浇筑。在混凝土浇筑之前应在拱顶模板上安装附着式振捣器，在浇筑过程中要按照从下到上以及分层浇筑的方式，并且重点对下锚段范围以及转角位置做好振捣工作。在浇筑至预留窗口时应及时对窗口进行封闭，过程中应当有专人负责模板、拱架的观察，浇筑过程中一旦出现异常要立即停止浇筑，待加固好之后方能继续进行。

5 质量要求

（1）拱架。在对拱架进行焊接加工时，不仅要求在焊接后满足不允许存在假焊以及裂纹和焊瘤等缺陷问题，而且在对拱架按照每榀的顺序焊接完成之后在平整的水泥地面上进行摆放和试拼。对其进行安装则需要满足横向位置和高程偏差控制在2cm、垂直度为2°之内的要求。（2）滑道槽安装。滑道槽的安装是下锚段衬砌施工的重中之重，而且该段滑道槽数量最多，布置形式最为复杂，安装时应利用卡具在场外拼装并固定牢靠后方能安装，安装时利用“T”螺栓将滑道槽固定在组合钢模板上，而模板的固定和安装也需要特别注意。（3）综合接地。下锚段的综合接地相对普通地段显得尤为重要，因此，应严格按照设计要求进行施工，并符合规范要求。（4）混凝土浇筑。混凝土施工时应多窗口分层浇筑、分层振捣，严格控制混凝土坍落度。

6 节能环保

为了满足高速铁路隧道现场施工节能环保的要求，首先，对于现场材料来说，要按照规定区域进行材料的有次序堆放，并且做好相应的保护工作。其次，就是所用的施工工具和设备也需要按照顺序进行摆放，而且对于施工使用完成的设备要统一进行维护和保养。再次，就是在对不同的施工环节进行施工完成后需要清理现场，避免乱摆乱放的杂物对后续施工造成不利影响。最后，就是施工过程中产生的废水等不允许进行乱排乱放，需要排放到指定场所而且对有可能存在污染物质的废水进行处理后才能统一排放。