定型钢模板在隧道仰拱混凝土施工中的应用

辛 杰

(铁道部工程质量安全监督总站北京监督站，北京 100860)

张唐铁路共有隧道85座，隧道总长度达到239 km，占全线长度的45%，隧道施工质量控制非常重要。铁路隧道验收标准规定，仰拱混凝土和仰拱填充混凝土要分开浇筑。设计文件中仰拱混凝土一般采用高标号混凝土，仰拱填充混凝土一般采用低标号混凝土，但在隧道实际施工中，往往使用高标号混凝土将仰拱和仰拱填充混凝土一起浇筑。另外，仰拱和仰拱填充混凝土端头模板通常使用木模拼接而成，很难准确控制仰拱环向止水带位置，容易造成止水带偏位、翻滚和不顺直等质量问题，使用定型钢模板能够解决仰拱混凝土和仰拱填充混凝土同时浇筑及止水带安装质量问题。

1 仰拱混凝土现场施工

1.1 施工准备

施工作业前，根据施工组织设计并结合现场工程进度情况合理配备各工序施工人员。根据施工需要现场所需机械设备要配备齐全，现场还要配备必要的试验仪器、工具及计量设备;对按设计图纸计算出的工程量以及各种原材料的需要量进行材料调查和试验检测，并做好现场材料的储备工作，确保材料的质量和供应。在仰拱施工之前，组织技术人员及班组作业人员进行技术交底，考核合格后持证上岗。制定施工安全保证措施，提出应急预案，并对参加施工人员进行上岗前安全作业培训。

1.2 施工技术要求

现场施工人员必须岗前考核合格后方可上岗，特种作业人员必须做到持证上岗。各种原材料及半成品必须按照要求进行送检试验，合格后方可使用。混凝土在拌合站集中搅拌，施工前按设计提供的强度要求进行室内试验，确定设计配合比，再根据现场粗细骨料的含水量，确定施工配合比。混凝土的配合比应保证其抗压强度达到设计及规范要求。测量仪器精度满足要求，拌合站和施工机械运转正常。二次衬砌作业区段的照明、供电、供水和排水系统满足衬砌正常施工要求，隧道内通风条件良好。

1.3 仰拱混凝土和仰拱填充混凝土施工

为了给拱墙衬砌模板台车提供作业条件，仰拱应超前施工。仰拱混凝土进行全幅整体浇筑时，为减少混凝土施工对出渣运输的干扰，宜采用栈桥施工。

仰拱混凝土由洞外搅拌站拌合，采用混凝土罐车运送至浇筑地点，采用溜槽自中间向两侧对称浇筑，用插入式振捣器振捣密实。根据设计资料要求，隧道Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩隧道底部均采用仰拱结构。为保证施工安全，支护尽早闭合成环，仰拱混凝土应及时施作，整体受力，确保支护结构稳定。施工前根据围岩级别于隧道边墙每隔5～30m施放测量控制点作为仰拱开挖及混凝土施工控制点。

1.3.1 施工工艺流程见图1。

1.3.2 仰拱混凝土施工

1)测量放样，由内轨顶标高反算仰拱基坑底标高。

2)采用挖掘机一次性开挖到位(全断面开挖爆破一次到位，暂不出渣)，人工辅助清理底部浮渣杂物;

3)将隧底虚渣、杂物、泥浆和积水等清除干净，并用高压风将隧底吹洗干净，超挖部分采用同等级混凝土回填，并进行检查，对不符合标准的隧底重新进行处理，然后按照设计要求进行初期支护。

图1 仰拱混凝土和仰拱填充混凝土施工工艺流程

4)按设计要求安装仰拱钢筋，并预留与边墙衬砌连接筋。

5)按编号由中间向两边安装定型模板，安装止水带，上紧螺栓，并支撑牢固。模板的安装允许偏差和检验方法见表1。

表1 模板安装允许偏差和检验方法

6)自检合格，报监理工程师检验合格后进行混凝土浇筑，用插入式振动棒振捣。

1.4 仰拱施工注意事项

1)施工前应将初支顶面虚渣、杂物、泥浆和积水等清除干净，并用高压风吹洗干净。

2)仰拱钢筋采用洞外加工场集中加工，洞内现场安装绑扎，钢筋品种、级别、规格、数量和连接方式必须符合设计及规范要求。钢筋加工严格按照技术部门放大样及下料图加工，加工前钢筋应除锈、调直。钢筋绑扎完毕后全部进行自检，并报监理检验，验收合格后方可进入下一道工序施工。

3)仰拱模板采用定型钢模板现场拼装，并支立牢固，接缝处采用双面胶进行连接。

4)仰拱应超前拱墙衬砌，超前距离不少于20m，且距掌子面距离符合技术要求。5)仰拱混凝土强度达到5mPa后允许行人通行。6)仰拱施工缝和变形缝应按设计及规范要求施作防排水工程。

7)填充混凝土在仰拱混凝土终凝后浇筑，不得同时浇筑。仰拱拱座与墙基同时浇筑，排水侧沟与边墙同时浇筑。

1.5 仰拱填充混凝土施工

仰拱混凝土终凝后才可进行填充混凝土的施工，仰拱填充同样采用仰拱栈桥施工。混凝土采用混凝土罐车运送，采用溜槽自中间向两侧对称浇筑，插入式振捣器进行振捣密实。在施工填充混凝土前需进行高程测量，以确保其位置及标高准确无误。仰拱填充施工要求如下:

1)施工前应将仰拱顶面虚渣、杂物、泥浆和积水等清除干净，并用高压风将仰拱顶面吹洗干净，并进行检查。

2)再次检查定型模板支撑。

3)待仰拱混凝土强度达标后立即进行仰拱填充。

4)仰拱填充混凝土强度达到5mPa后允许行人通行，仰拱填充混凝土强度达到设计强度的100%后允许车辆通行。

5)拆模。①仰拱填充混凝土强度达到8 MPa时，方可拆模，根据同条件试块试验作出合适拆模时间;②拆模时应根据锚固情况，分批拆除锚固连接件;③拆模应使用专门工具，以减少对混凝土及模板的损坏;④拆下的模板、支架及配件应及时清理、校核，并按编号分类堆放。

2 结语

使用定型钢模板，既减小了仰拱混凝土和仰拱填充混凝土分开浇筑的难度，便于现场施工，又有效地保证了止水带安装质量，同时定型钢模板安装对仰拱开挖要求较高，减少了仰拱超挖和欠挖现象的发生。

［1］中华人民共和国铁道部.铁建设［2005］160 客运专线铁路桥涵工程质量验收暂行标准［S］.北京:中国铁道出版社，2005.

［2］中华人民共和国铁道部.TB 10415—2003 铁路桥涵工程施工质量验收标准［S］.北京:中国铁道出版社，2003.

［3］张峰辉.隧道仰拱移动模架浇筑施工工艺［J］.铁道建筑，2011(11):64-66.

［4］杨忠，蒋宗全，朱秀军，等.仰拱栈桥在铁路隧道施工中的运用［J］.铁道建筑，2010(12):30-33.