高铁隧道仰拱混凝土定型端模快速施工技术应用研究

霍立涛

摘要：相较于常规路段隧道施工，高铁隧道的建设过程施工难度大，会遇到难以预测的风险元素，所以应持续优化高铁隧道建设技术，以达到理想的施工安全和质量标准。通常高铁隧道仰拱混凝土施工多使用木质模具，由于此工艺会产生大量拼接缝，影响对后期仰拱混凝土施工质量。结合工程实际，在分析隧道仰拱混凝土定型端模施工工艺特征基础上，论述仰拱混凝土定型端模快速施工技术在高铁隧道工程的应用优势、应用要点、应用效果。

关键词：高铁隧道；定型端模；仰拱砼端；快速施工技术

0   引言

高铁隧道仰拱混凝土施工位置的质量控制，是高铁隧道施工质量控制的关键环节。常规工艺多使用木质模板按区块施工，具体施工环节涵盖材料准备、拼接组裝模板、紧固处理、混凝土灌注、模具拆除等一系列操作，实施过程繁琐，历时工期长，模具损坏率高，紧固作业多，易因形成拼接缝而使混凝土浆液渗漏，整体建设效果差[1]。如在施工中使用钢制模板定型，由于模板质量等原因，会导致难以移动，不能精准控制仰拱背贴止水带和中埋止水带形成的定位。

基于此，亟待创新改良建立一套科学高效的高铁隧道仰拱混凝土定型端模快速施工技术，以弥补常规施工工艺的缺陷，优化模板结构，改良操作工法，提升施工效率，对高铁隧道仰拱施工形成有效的质量管控。本文结合工程实际，在分析隧道仰拱混凝土定型端模施工工艺特征基础上，论述仰拱混凝土定型端模快速施工技术在高铁隧道工程的应用优势、应用要点、应用效果。

1   高铁隧道仰拱混凝土快速定型端模结构

1.1   仰拱混凝土快速定型端模结构组成

仰拱混凝土快速定型端模为双层结构，上端模板为混凝土填充断面，下端模板为仰拱断面，上下双层模板间为中埋止水带部分，并通过螺栓形成相连，模板外露距离以螺栓位置为依据确定[2]。仰拱混凝土定型端模通常由模具面板、钢制骨架、背楞、角模、常规螺栓、对拉螺栓等材料构件拼接组装而成。

1.2   仰拱混凝土快速定型端模结构标准

定型模板结构构造应简洁合理，硬度高，轻质且难以形变，应充分达到灌注混凝土工法结构定型和表层质量工艺需求标准。定型模板型号规格、孔眼距离及尺寸等参数，应满足标准制式的5或10进制建筑模数，应达到规范的通用定制标准[3]。

定型模板需配置可支撑隧道岩体结构上方压力及混凝土侧方压力作用的对拉螺栓和匹配连接构件。定型模板应达到充分支撑效果和刚性需求，并可在常规维修保养的前提下，达到设计使用次数。

定型模板需配置同支撑结构相连的可调节构件，并可实现工程建设安全质量需要及施工标准。定型模板构件结构应配置专门的摆放钢制架体，以抵御实际施工环境下的风力载荷，并维持自身平衡稳固的功能。

2   仰拱混凝土定型端模施工技术的应用优势

相较于常规仰拱端模技术，利用仰拱混凝土定型端模施工技术可缩减拼装模板作业量，通过常规螺栓、定位卡等，将边墙位置、端头位置、中心水沟位置所需模板拼接固定，统一整合，一方面可满足设计外观质量，另一方面可提高施工便捷度[4]。

利用组合拼接工艺将钢板模形成统一整体拼接，以替换原有常规方木撑散拼模式，利用拼装机械配合辅助人工拼接实现联合拼装，拼装效率有效提升，摒弃了常规人工拼接施工的质量缺陷，降低了劳动强度，加快拼装速度。仰拱定型端模通过常规螺栓、定位卡实现固结，利用模板结构缝位置精准定位背贴止水带及中埋止水带方位，并科学精准装设止水带方位。

相较于常规端模施工工艺，仰拱混凝土定型端模施工技术有效压缩了支撑材料、木材等的材料资源损耗，改良了边墙位置模板结构，有效降低了施工投资额。模板仰拱混凝土定型端模施工作业便捷灵活，操作面清洁、规整。 仰拱混凝土定型端模施工技术有效提升了模板结构刚性，精简施工流程，加快作业进度，施工投资有效降低。

3   仰拱混凝土定型端模快速施工技术应用要点

3.1   实施准备阶段

应参考高铁隧道项目实际，依据混凝土外表质量需求及模板使用频次，科学为模板选型。依据项目隧道结构设计、工程施工平面图等科学划定作业流水段，确保各个作业流水段模板的使用通用性及配置对称性满足施工需求。

科学把关模板配置型号及规格尺寸，单块模板的质量、规格应满足隧道施工现场起吊机械的吊装需求[5]。布置螺栓环节应达到外观整齐美观，并可足以支撑灌注混凝土的侧方压力。

高铁隧道混凝土仰拱定型端模的装配设计，应满足工程设计需求。在模板拼合前应仔细清除内部杂物，在模板留好清扫口位置，同时应检测操作面的钢筋质量，并形成检测记录。混凝土仰拱定型端模拼合过程中，应依据自内向外的拼合次序，并标注好模板拼合编号。

应保证仰拱定型端模的支撑稳固效果，拼合完成模板后，实施必要的质量检测，检测合格侯填充封闭模板缝隙处置。正式实施混凝土灌注前，应在模板对应灌注高度点位做出标记。

3.2   处置定型端模基底施工

正式固定仰拱定型端模前，应平整处理仰拱基底表面，特别是模板端头模板部位，基底的凹凸高度应限制在1cm以内[6]。为提升端模的装设效率，应选择安设模板的点位实施挖掘。

正式挖掘前应做好前期的放线测量准备，以防止发生超欠挖情形。针对难以实现开挖支护的区域，超挖位置应通过砂浆完成填补找平，并应在下轮施工过程中清除此区域砂浆。

3.3   端部背贴止水带装设施工

利用全站仪实施高铁隧道的放线测量，确定出隧道仰拱环向施工裂缝的准确方位，并利用鲜明色彩的油漆完成标记。控制端部背贴止水带的装设位置准确，并控制对称红线的装设位置偏差限定在低于15mm。

3.4   拼接端模下侧模板

参考仰拱定型端模模板模拟拼装结果，进行隧道仰拱模板装设过程中，应利用专业吊装机械参考装设顺序编号实施吊装，相应施工人员应辅助配合。控制端模下侧模板拼接位置，确保其盖住背贴止水带宽的一半区域。

装设定型端模前，通过对施工人员及班组进行技术交底的方式，提升对端模下侧模板拼接工艺的熟悉程度。定型端模进驻施工场地时，应细致清算数目，验证模板的类型、规格、大小、平整程度是否与工程标准相匹配。

在正式拼接前应进行试拼装，依据拼接顺序进行编号。模板正式拼装就位前应刷涂长功效隔离剂，并应合理控制隔离剂，以免影响现场作业效果。灌注混凝土时，应设专人监督检测隧道仰拱定型端模施工状况，如出现质量问题应立即停止施工，并利用修复措施应对处置。

3.5   中埋止水带装设施工

将中埋止水带装设于隧道仰拱定型端模下模顶面过程中，应确保装铺效果平整且松紧适中，外露一半止水带宽度，中间位置应卡于模板缝隙位置，偏差标准应控制在低于15cm。

3.6   端模上侧模板装设施工

高铁隧道仰拱端头上侧模板装设时，主要利用吊装机械与人为辅助相结合的模式。装设模板就位完成后实施必要调整，确保模板保持垂直标准。通过常规螺栓实施紧固处理，并配合钢管完成支撑。上下位置模板应通过卡具完成定位相连。

3.7   挂装边墙位置防水板、土工布及盲管

挂装边墙位置防水板、土工布，并装设竖直排水管及环侧排水管，以将地下水排至仰拱作业区之外，避免地下水影响仰拱混凝土正常施工。利用反卷铺装工艺将防水板、土工布铺设于竖直排水管，外露于模板预留孔，防水板露出长度相距纵向施工缝应超出1m，调节排水盲管角度，防止发生倒角情况。

3.8   仰拱边侧墙模板装设施工

仰拱边侧墙模板的装设同样利用专业机械辅助人为作业的模式，应重点管控仰拱板的宽度及标高，并应保证仰拱表面的平整与清洁，保证仰拱混凝土接触表面的外观施工效果。

3.9   仰拱混凝土浇筑施工

实施高铁隧道仰拱混凝土灌注及振捣搅拌时，应确保操作过程的一次成型，防止排水盲管发生上浮。灌注至施工设计要求标高点位时，应将钢边止水带装设于纵向施工缝位置，并做紧固处理。

3.10   中间水沟模板装设施工

待隧道内仰拱混凝土硬化强度超过5MPa，应实施中间水沟的放线测量操作，移动水沟的定型模板，并将其卡至端模位置加以固定，以为后续的仰拱混凝土浇筑填充施工做准备。

3.11   仰拱混凝土二次浇筑填充

当仰拱混凝土强度已完全达到脱模操作标准后，操作人员应将仰拱模板缓慢卷起，随即完成后续的混凝土填充浇筑作业。

实施隧道仰拱混凝土的二次填充时，为确保混凝土密实程度符合标准，应配合必要的振捣操作。预先在仰拱边侧墙模板装设仰拱混凝土浇筑填充隔离板，以确保板顶的标高及点位同工程设计标高相符，控制仰拱混凝土浇筑质量。

4   仰拱混凝土定型端模施工技术应用效果

4.1   有助于控制底部超欠挖、偷工减料

应用仰拱混凝土定型端模施工技术，实现隧道仰拱拼接尺寸达标，有效控制了常规仰拱工艺方式的底部超欠挖问题及施工过程的偷工减料问题，使仰拱厚度及整体施工效果达到工程预计标准。

4.2   有助于控制仰拱混凝土填筑外观质量

通过在边侧墙模板底部位置及端头模板顶端位置加装混凝土填充隔离板的模式，并辅助使用中间水沟整体模板，在仰拱制定位置标记施工要求填充标高，以有效控制仰拱顶端面标高，从而有效控制仰拱混凝土填筑的外观质量，防止临接仰拱接触面发生错台误差等质量缺陷。

4.3   有助于规范止水带装设

通过对隧道仰拱实施混凝土定型端模快速施工，可使用模板平面压力定位止水带。定位底模过程中，应保证仰拱的平整度符合作业要求，以确保背贴止水带的装设质量。

中埋止水带的一半位置被固定于模板缝隙里，另一半埋设于混凝土中，所以在仰拱作业时不会对其产生破坏，保证了止水带装设的准确性及规范性，有效提高了止水带的装设质量效果。

4.4   有助于提高施工效率

高铁隧道仰拱应用混凝土定型端模快速施工工艺中，因为引入了机械设备，使得施工效率有效提高，压缩了施工周期。装拼定型端模过程中，利用机械完成吊装，利用卡具及螺栓紧固处理，操作便捷，一次定型，节省了装接时长。

相关统计数据显示，相较于常规仰拱工艺，利用仰拱混凝土定型端模施工技术实施模板拼接可节约近50%时长。因为采取机械与人力相结合的工艺进行施工，所以在施工效果极大提高的同时，也有效节省了人工资源及人工成本。同时，应用仰拱混凝土定型端模施工技术可大幅度节省施工材质投资成本，具有良好的经济性。

5   结束语

本文结合高铁隧道工程實际，围绕高铁隧道仰拱混凝土定型端模快速施工技术进行论述，在分析隧道仰拱混凝土定型端模施工工艺特征的基础上，探讨仰拱混凝土定型端模施工技术在高铁隧道工程的应用优势，提出一套系统完备的高铁隧道仰拱混凝土定型端模快速施工技术应用措施，达到了良好的施工效果。

应用高铁隧道仰拱混凝土定型端模快速施工技术，可有效解决底部超欠挖及施工偷工减料问题，控制混凝土填筑质量，规范止水带装设，提升铺装效率，压缩施工进度，操作便捷，具有良好的经济实用性。

参考文献

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[5] 刘会钢，李鹏.公路隧道仰拱质量问题的病害特征及机理

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[6] 李永.晏家堡二号隧道仰拱施工方案优化研究[J].铁道建

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