公路隧道仰拱小型定型模板高效施工及控制技術(shù)

任偉紅

【摘 要】為了充分、全面解決二襯邊墻與仰拱連接問(wèn)題和技術(shù)隱患，根據(jù)仰拱曲率、厚度、連接部位的成環(huán)要求，加工制作一種準(zhǔn)確控制小半徑連接段曲率和厚度的裝置。通過(guò)這種控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了仰拱的高效施工，有效解決了仰拱施工進(jìn)度慢、與二襯成環(huán)效果差等問(wèn)題，保證了隧道工程的整體質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】仰拱；定型模板；高效施工；控制技術(shù)

0 引言

近年來(lái)，公路建設(shè)發(fā)展迅猛，深埋、長(zhǎng)大山嶺隧道日漸增多。隧道穿越地層的復(fù)雜程度加劇、建設(shè)難度更大，傳統(tǒng)的以人工為主的施工方式已滿足不了現(xiàn)代化建設(shè)的需求。公路隧道仰拱做為襯砌結(jié)構(gòu)的重要組成部位，傳統(tǒng)施工時(shí)，通常安裝簡(jiǎn)易鋼模板進(jìn)行混凝土澆筑施工，仰拱的幾何尺寸和質(zhì)量無(wú)法控制，施工周期長(zhǎng)，安全隱患多。通過(guò)應(yīng)用小型定型模板仰拱施工控制技術(shù)，提高了仰拱的施工效率，有效控制了該處曲率及坡型，保證了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的厚度。

1 定型模板加工

1）該裝置縱向長(zhǎng)度為1.5m；弧形面板采用厚度σ6mm的鋼板；加勁肋為∠40×40×4的角鋼。

2）每節(jié)裝置長(zhǎng)度即為面板的下料長(zhǎng)度1.5m；根據(jù)仰拱上表面輪廓圓弧半徑、弧線長(zhǎng)度，確定面板下料寬度。該部位半徑R從上邊緣100cm過(guò)渡到下邊緣1500cm，形成與曲率變化一致的弧長(zhǎng)155cm，水平寬105cm和垂直高73cm，詳圖見(jiàn)圖1、圖2、圖3所示。

1.小半徑變曲率弧形面板，2.水平寬，3.垂直高，4.小半徑變曲率弧形加勁肋，5.上邊緣加勁肋，6.下邊緣加勁肋，7.水平加勁肋，8.垂直加勁肋，9.振搗預(yù)留孔，10.振搗預(yù)留孔旋轉(zhuǎn)蓋板（含旋轉(zhuǎn)軸、蓋板和把手），11.定位筋，12.加勁肋及其上卡槽，13.橫斷面方向仰拱頂面，14.縱向曲率最大處仰拱頂面，15.花籃螺絲，16.錨固筋拉鉤，17.錨固筋拉鉤，18.兩頭帶絲扣鋼絲繩，19.連接螺栓。

圖1 弧形邊模板立面圖

圖2 每節(jié)裝置立面圖

圖3 裝置固定立面圖

圖4 整體裝置立面圖

2 模板安裝固定方法

1）在該裝置縱向曲率最大處仰拱底面打設(shè)或焊接4根定位鋼筋，用于限制該裝置向中線方向位移，通過(guò)在拱架適當(dāng)部位焊接的4個(gè)Π形鋼筋將該裝置托起，則該裝置橫向和豎向完成定位。

2）將花籃螺絲掛在兩頭帶絲扣的鋼絲繩上，兩頭分別和仰拱上的錨固筋拉鉤、拱腳上的錨固筋拉鉤掛接，并通過(guò)卡槽，擰緊花籃螺絲固定該裝置，限制該裝置左右位移，同時(shí)防止傾覆和該裝置上浮。注意卡槽、錨固筋拉鉤在同一橫斷面上，有利于受力和固定。

3 準(zhǔn)確控制小半徑連接段曲率和厚度的施工工藝過(guò)程

1）拱腳、仰拱開(kāi)挖成型后，測(cè)量放樣，根據(jù)測(cè)量情況，再次檢查開(kāi)挖情況，以便合理、準(zhǔn)確安裝拱架和該裝置。

2）根據(jù)測(cè)量放樣，按設(shè)計(jì)安裝拱架或鋼筋網(wǎng)等，根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸，在開(kāi)挖后的仰拱底面打設(shè)或在拱架上焊接4根定位鋼筋，在仰拱底面和拱腳上固定錨固筋拉鉤。

3）在拱架適當(dāng)部位焊接的8個(gè)Π形鋼筋，安裝該整體裝置，將該裝置托起。安裝前，對(duì)外表面拋光、涂刷脫模劑。檢查拱架安裝間距、高程、邊墻墻腳與拱腳對(duì)應(yīng)及連接情況，模板安裝可以明顯檢核拱架的安裝質(zhì)量。安裝時(shí)，檢核8個(gè)Π形鋼筋，模板下邊緣卡在4根定位鋼筋上，橫向水平，豎向垂直，通過(guò)4道花籃螺、兩頭帶絲扣的鋼絲繩和錨固筋拉鉤固定該裝置。此時(shí)，可以通過(guò)模板頂面準(zhǔn)確檢核平面位置和高程。

4）澆筑過(guò)程中，從仰拱底部開(kāi)始，大致對(duì)稱向兩側(cè)澆筑，按要求振搗密實(shí)，當(dāng)澆筑至該裝置部位時(shí)，混泥土從拱墻處注入，并通過(guò)預(yù)留孔完成混泥土振搗，至預(yù)留孔高度時(shí)即可旋轉(zhuǎn)封口，逐層往上澆筑，直至完成。這樣既能保證混泥土的密實(shí)，也可以完全避免流動(dòng)性造成的混泥土蠕移。

5）混凝土達(dá)到拆模強(qiáng)度后，松開(kāi)花籃螺絲，取下鋼絲繩，輕輕敲擊、撬動(dòng)，實(shí)現(xiàn)順利脫模。并抽移至下一待施工位置，準(zhǔn)備繼續(xù)重復(fù)作業(yè)，提高模板周轉(zhuǎn)率。

4 采用定型模板與傳統(tǒng)仰拱施工比較

采用準(zhǔn)確控制小半徑連接段曲率和厚度的定型模板，對(duì)墻腳和拱腳小半徑銜接部位進(jìn)行施工控制，與傳統(tǒng)仰拱施工相比較，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1）模板安裝和拆卸方便，安全可靠，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，可以重復(fù)使用，最后回收殘值率大于95%。

2）規(guī)范了拱腳底托墻腳的構(gòu)造形式，實(shí)現(xiàn)了小半徑曲率存在的圓接，保證隧道閉合扁圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)的完整和合理過(guò)渡，從根本上解決了該部位的應(yīng)力集中問(wèn)題，避免了作為結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)的嚴(yán)重下沉、嚴(yán)重收斂和出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象。有效解決了仰拱施工不規(guī)范，與二次襯砌成環(huán)效果差等問(wèn)題。

3）有效防止了混凝土由于振搗、自重造成的流動(dòng)性，杜絕了混凝土蠕移，有效保證了混凝土成型和密實(shí)，該部位質(zhì)量保證措施有效。

4）施工中，可以準(zhǔn)確控制小半徑連接段的曲率和該處仰拱厚度，控制技術(shù)可靠，控制手段易于實(shí)現(xiàn)，控制效果明顯。采用該模板，突破了該部位無(wú)統(tǒng)一規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)狀，保證該部位脫模后曲面線型平順，平整度良好。

5）模板的安裝，提高了仰拱模板安裝精度和拱架安裝精度，便于仰拱模板和拱架的檢查驗(yàn)收。對(duì)于拱架的檢查起到了標(biāo)尺的間接作用，如拱架安裝過(guò)高，本裝置無(wú)法合理安裝，只有降低拱架；如拱架安裝過(guò)底，則間隙過(guò)大，只有該間隙和保護(hù)層調(diào)節(jié)一致時(shí)，拱架的檢查才是最符合規(guī)范要求的；這時(shí)，拱架的受力也最符合隧道閉合扁圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)的受力理念。

6）同時(shí)可以避免拱腳銜接時(shí)上下不對(duì)正，翹曲、少螺栓、螺栓不緊固等現(xiàn)象。

7）避免了統(tǒng)施工中仰拱開(kāi)挖后施工周期長(zhǎng)，施工進(jìn)度慢；邊墻拱腳長(zhǎng)時(shí)間懸空，存在安全隱患多。

8）避免了傳統(tǒng)施工方法全靠人工完成，工作強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，作業(yè)質(zhì)量難于保證的劣勢(shì)，使用該模板后，便于標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、集約化組織施工，便于組織流水作業(yè)。

5 結(jié)論

應(yīng)用小型定型模板仰拱施工控制技術(shù)，提高了仰拱的施工效率，仰拱的幾何尺寸和質(zhì)量得到了保證，有效控制了該處曲率及坡型，保證了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的厚度，提高了隧道襯砌成環(huán)的效果。

【參考文獻(xiàn)】

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[3]中交第一公路工程有限公司.公路隧道施工技術(shù)細(xì)則（JTG/T F60-2009）[S].北京：人民交通出版社，2009.

[責(zé)任編輯：湯靜]