仰拱頂模及棧橋在隧道仰拱施工中的應用

摘要：隧道仰拱混凝土在澆筑施工過程中常常需要靠頂模才能使混凝土的形狀符合設計要求。同時，為保證仰拱施工期間洞內正常通車，需要在仰拱上方架設仰拱棧橋。結合武廣客運專線大瑤山隧道的實際施工情況，設計了一種隧道仰拱混凝土澆筑專用頂模和棧橋。重點對該頂模和棧橋的結構和使用方法進行分析和探討，以供同類工程借鑒和參考。

關鍵詞：仰拱棧橋 頂模 仰拱混凝土 仰拱填充

1 概述

隧道尤其是高速鐵路隧道的仰拱混凝土澆筑施工過程中，因仰拱混凝土形狀多為弧形，且混凝土坍落度較大，如果不安裝頂模很難控制混凝土的外形符合設計要求。同時，為保證仰拱施工期間洞內正常通車，需要在仰拱上方架設仰拱棧橋。

我們修建的武廣客運專線大瑤山隧道仰拱的半徑只有15m，這樣仰拱的弧形非常大，兩翼比中線處的混凝土高2m左右，加之混凝土的標號多為C25或C30，坍落度比較大，施工中混凝土很難成型。為此，我們根據現場施工的實際情況設計了一種較為實用的仰拱混凝土頂模。也根據這個頂模的特點，設計了一副棧仰拱橋。下面簡述仰拱頂模和棧橋的結構和使用方法。

2 仰拱頂模和棧橋

2.1 適用范圍

該仰拱頂模和棧橋適用于隧道仰拱混凝土施工，尤其是仰拱半徑較小，混凝土坍落度較大的隧道中使用。

2.2 仰拱頂模和棧橋的總體設計原則

仰拱頂模為整體式可伸縮結構，下部設輪子，可使用機械設備拖行。仰拱棧橋采用工30工字鋼制作，上表面鋪設鋼板，兩側帶可折疊坡道，下部設輪子，可使用機械設備拖行。

2.3 仰拱頂模的結構及制作

①主框架采用工18工字鋼焊接制作，根據隧道仰拱寬度及填充的高度定主框架尺寸。②根據仰拱設計形狀訂做整體式鋼模板，模板厚度大于5cm，模板間設置轉軸，模板縱向長度為5m。③采用液壓油頂升降及伸縮模板。④頂模尾端設置一對可升降行走輪。⑤頂模兩端分別設置一對升降油頂，所有油頂均通過油頂控制箱控制。

2.4 仰拱棧橋的結構及制作

①仰拱棧橋共兩幅，每幅四根主梁，主梁采用工30工字鋼焊制，接頭位置錯開布置，且在工字鋼腹板位置采用鋼板幫焊，主梁間采用工30工字鋼焊接固定且交錯布置。②棧橋頂面鋪設帶花紋鋼板，與主梁焊接牢固。③兩端坡道為活動可旋轉折疊結構，設置轉軸。④棧橋尾端設置可升降的行走輪，兩端設置支撐腿。⑤棧橋主梁長12米，不包括坡道部分。⑥仰拱棧橋擺放在左側或右側行車道位置。

2.5 仰拱頂模及棧橋的具體結構見圖1、圖2、圖3、圖4、圖5。

圖中：1—頂模主框架、2—邊模油頂、3—底模油頂、4—頂模結構行走輪、5—泵送混凝土進料口、6—模板、7—仰拱中線、8—仰拱填充頂面線、9—待澆筑仰拱混凝土、10—頂模伸縮油頂控制箱、11—附著式振動器、12—頂模結構升降油頂、13—支撐絲桿、14—枕木或方木、15—棧橋坡道轉軸、16—棧橋支撐腿、17—棧橋行走輪、18—棧橋主梁、19—棧橋鋼板、20—棧橋坡道、21—堆碼碴體、22—已澆筑仰拱填充混凝土、23—已澆筑仰拱混凝土。

3 仰拱頂模和棧橋的施工方法及工藝流程

3.1 準備工作：待已澆筑的仰拱砼達到初凝后，利用油頂收起兩側模板，再升起中間模板。清理模板并刷脫模劑。同時，將準備施工的仰拱基坑清理干凈。

3.2 測量定位：根據設計測出仰拱中線及標高。待仰拱砼達到設計強度的90%時，降下行走輪，收起后支撐腿油頂，利用機械設備將模板結構前段吊起，收起前支撐腿油頂，拖動模板結構前行到待澆筑仰拱的位置，行動過程中注意模板中線對準測出的仰拱中線。鋪設枕木或方木，放下前后支撐腿油頂，收起行走輪。根據測量的標高調整模板結構高度。

3.3 模板定位：根據測量結果利用模板升降油頂將中間模板下降到設計高度，固定好支撐絲桿，利用伸縮油頂就位兩側模板，固定好支撐絲桿。安裝好封頭模。

3.4 澆筑混凝土：連接好泵送砼管道后泵送砼。泵送砼的順序為先從中間模板上的泵送口壓入混凝土再從仰拱兩側口壓入砼。采用附著式平板振動器振搗。

3.5 施作上一板填充混凝土。

3.6 棧橋移位及就位：清除下兩板仰拱洞碴，用碴體堆碼棧橋前端平臺。待上一板回填砼達到設計強度后移動仰拱棧橋。將棧橋兩端坡道翻起折疊，利用機械設備吊起棧橋后端，放下行走輪，吊起棧橋前端，拖動棧橋前行至碴體平臺前，鋪設枕木或方木，放下棧橋前端，使前支撐腿落在枕木之上。吊起棧橋后端，收起行動輪后放下棧橋，最后將兩端坡道旋轉放平。

3.7 重復2、3、4、5、6步。

4 結論

仰拱頂模及棧橋很好的解決了隧道仰拱混凝土澆筑施工過程中，因仰拱混凝土形狀多為弧形，且混凝土坍落度較大，不容易成型的問題。同時，也為仰拱施工期間洞內正常通車提供了良好的條件。通過實踐證明，我們在武廣客運專線大瑤山隧道的仰拱施工中，仰拱頂模及棧橋的應用起到了比較好的效果，有較大的推廣價值。

參考文獻：

[1]趙廣平.新型組合弧形鋼模板在高速鐵路隧道仰拱整幅施工中的應用.《隧道建設》，2010年第6期.

[2]中華人民共和國鐵道部.客運專線鐵路隧道工程施工質量驗收暫行標準.北京：中國鐵道出版社，2006.