隧道仰拱應用移動棧橋的施工技術(shù)

摘要：在隧道工程施工過程中，仰拱的開挖和支護是非常重要的一個環(huán)節(jié)，對隧道施工質(zhì)量有比較大的影響。文章以實際工程為例，對隧道仰拱施工中對移動式棧橋的應用進行了分析和探討，對移動式棧橋在隧道仰拱施工中的注意事項和應用效果進行了分析，在保證隧道仰拱施工質(zhì)量、提高仰拱隧道施工效率方面意義重大。

關(guān)鍵詞：隧道仰拱；移動棧橋；施工技術(shù)；隧道工程；施工質(zhì)量 文獻標識碼：A

中圖分類號：U445 文章編號：1009-2374（2017）11-0198-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.11.100

1 工程概況

新建銀川至西安鐵路正線長度616.81km，其中陜西省境內(nèi)163.21km，甘肅省境內(nèi)271.85km，寧夏自治區(qū)境內(nèi)181.75km。線路設(shè)計時速為250km/h，預留350km/h。中鐵十一局集團承建YXZQ-6標段，起止里程為DK138+151.98～DK167+858，線路長27.91km，位于陜西彬縣炭店鎮(zhèn)、新民鎮(zhèn)、永樂鎮(zhèn)境內(nèi)。主要工程有3橋（640.25延米）、3隧（27270延米），其中彬縣隧道全長14250m；隧道占線路全長的97.71%。

由于施工工期緊張，在進行隧道施工過程中為保障施工進度及質(zhì)量，項目聯(lián)合廠家研制了可移動式仰拱棧橋，通過應用移動棧橋進行仰拱施工，減少了施工工序的干擾，提高了施工進度，保障了施工質(zhì)量，同時提高了機械化水平降低了施工成本。

2 可移動棧橋的施工特點

（1）在棧橋的前鋼橋下開展混凝土填充施工時，車輛可以利用棧橋直接下至臺階，可以更好的配合施工，滿足早成環(huán)、早封閉施工的基本要求；（2）棧橋通行時要在混凝土強度達到脫模要求后進行，要求接地壓強值3kgf/cm2（0.3MPa）；（3）使用遙控液壓操作，使用電控專用小車進行行走，可以進行前后左右移動。棧橋施工時不需要進行人工鋪軌，只需要一個人就可以進行操控；（4）使用一體化仰拱模板，允許通過的荷載值為50t。

3 可移動式棧橋的結(jié)構(gòu)構(gòu)成

根據(jù)國內(nèi)外先進技術(shù)，本工程設(shè)計使用標準化結(jié)構(gòu)設(shè)計，為了滿足棧橋移動要求，在棧橋的引橋兩端都布置了移動機構(gòu)，而且布置了限位預警機構(gòu)。在行走的過程中，會將棧橋鋼橋抬起，并利用液壓系統(tǒng)放下液壓系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)，仰拱棧橋立面結(jié)構(gòu)如圖1所示：

4 施工技術(shù)

4.1 施工步驟

4.1.1 將隧道開挖至設(shè)計長度后即可開展仰拱施工。首先進行首端仰拱的澆筑和回填，將仰拱棧橋拼好后立即進行檢查，達到要求后即可安排移動棧橋就位。如果此時首端仰拱強度沒有達到設(shè)計強度值的70%，不能將棧橋的后輪放置到仰拱上。棧橋就位后狀態(tài)圖如圖2所示：

4.1.2 移動式仰拱就位后，即可進行仰拱施工，施工之前先處理基礎(chǔ)，然后將防水板安裝好。接著綁扎鋼筋，并進行仰拱的澆筑。一般來說，當棧橋下一段仰拱的澆筑和填充工作完成，并且棧橋強度達到設(shè)計要求值后即可將棧橋向前移動。

4.1.3 在開展臺階開挖時，分別從左幅和右幅進行開挖，在隧道中移動棧橋時，要進行側(cè)向移動，以保證棧橋可以緊隨臺階開挖。

4.2 拼裝棧橋

4.2.1 拼裝流程。（1）在場內(nèi)進行配置時，先將支架搭建好，支架搭設(shè)高度為800mm。然后安裝好定位桁架，連接主橫梁，接著連接好底部拉桿，并安裝好左側(cè)導向承載裝置和支撐梁承載裝置，將前端油缸和右側(cè)導向承載裝置安裝好，連接好端部支撐，然后將前端車輪組安裝好；（2）安裝中間標準段桁架，然后將主橫梁連接好，并對底部拉桿進行連接，最后安裝手鏈起升裝置和中間支撐裝置；（3）進行后端標準桁架的安裝，然后將主橫梁安裝好，最后對底部拉桿進行連接；（4）拼裝好后端3m標準段桁架進，然后連接底部拉桿和主橫梁，安裝好液壓油缸和液壓站，連接端部支撐，組裝好后端車輪和導向板，然后安裝支腳；（5）安裝報警裝置、液壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)；（6）頂升前后液壓缸，并安放好前后工作支撐，收回液壓缸。保證桁架可以落至工作支撐上，將橋面板安裝好；（7）為了保證棧橋行走過程中的扭轉(zhuǎn)剛度，需要使用拉桿安裝導桁架頂部；（8）對移動棧橋進行行走試驗，移動速度控制在0.5m/min。為了檢查棧橋的安全性，首先將工作支撐放下，然后在自卸車上裝滿渣料，最后安排工作人員駕駛自卸車從棧橋上通過。使用800mm×800mm的條形方木作為安裝支架，然后搭設(shè)型鋼，保證安裝的可靠性和安全性。

4.2.2 拼裝時需要注意的方面。（1）在拼接桁架時，要將下弦桿銷和上弦桿螺栓連接好；（2）要將吊裝速度控制好，吊裝速度不能過快；（3）對于一些比較重要的結(jié)構(gòu)組成部分，要將移動過程中有可能出現(xiàn)的安全隱患消除掉，并采取相應的措施來保證液壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)的安全性。

4.3 棧橋移動就位

4.3.1 棧橋移動就位的施工步驟。（1）清理殘渣。棧橋移動之前，清除干凈橋面、桁架和前后引橋上的殘渣；（2）對油缸進行頂升。操縱液壓控制閥，然后頂升前后液壓缸，并進行鎖定，保證鋼支墩脫離地面并保持水平狀態(tài)；（3）對障礙進行排除。將桁架、鋼支墩、前后引橋等底部障礙物拆卸下，然后清理棧橋仰拱面上的殘渣。為了降低后引橋在拖動過程中產(chǎn)生的摩擦力，需要使用若干根直徑為48mm的鋼管布置在后引橋的下部；（4）引橋提升。鏟車行進到引橋前方位置后，使用鋼絲提升鏟斗到引橋前端，保證其纏繞到棧橋上部節(jié)點；（5）棧橋牽引。按照圖3中標識的牽引位置1和牽引位置2將鋼繩栓緊。在對棧橋進行牽引時，牽引鏟車的行駛速度要保持在0.5m/min；（6）棧橋支護。棧橋向前移動如果仍然無法達到使用要求，要將牽引鏟車行走中斷，利用制動裝置終止棧橋行走，放下前引橋，并對棧橋鋼支墩支撐面和引橋端部進行平整。根據(jù)實際需要將墊塊鋪設(shè)好，保證棧橋工作過程中支撐的牢固性；（7）收縮油缸。操作液壓控制閥，并鎖定前后液壓缸，保證鋼支墩可以全部接觸到地面。保證支撐的可靠性以及橋面的水平；（8）限位。使用限位裝置限位，防止設(shè)備移動時產(chǎn)生側(cè)向移動或前行的情況。

4.3.2 棧橋縱向移動過程中需要注意的方面。（1）棧橋在移動時，為了提高棧橋行走和移動時的扭轉(zhuǎn)剛度，需要將拉桿安裝導桁架的頂部；（2）平穩(wěn)啟動牽引鏟車，并緩慢行走；（3）整平行走路面，避免橋體過大出現(xiàn)扭曲和振動破壞結(jié)構(gòu)；（4）行走路面混凝土強度比較小時，會有碾壓痕跡出現(xiàn)。為了解決這一問題，需要使用槽鋼或鋼板進行鋪設(shè)，并不斷地進行倒換，使車輪落在槽鋼或鋼板上。

4.4 棧橋轉(zhuǎn)向

4.4.1 棧橋轉(zhuǎn)向的基本流程。（1）縮回前液壓缸，并利用前端支撐將前輪抬起；（2）人工將前端車輪組旋轉(zhuǎn)90°；（3）伸長前液壓缸，并使導向承載底板落至車輪平衡梁連接板上，然后進行定位。此時，前端支撐會離開底部支撐平臺；（4）側(cè)向牽引前端車輪組平衡梁，達到側(cè)向位移的目的。

4.4.2 轉(zhuǎn)向作業(yè)要點。（1）在進行側(cè)向位移時速度不要過快，要保持平穩(wěn)；（2）提高路面的平整性，防止橋體產(chǎn)生過大的振動和扭曲而對橋梁結(jié)構(gòu)造成破壞；（3）由于后端車輪和初凝混凝土摩擦較大，為了避免對初凝混凝土路面造成破壞，減少后輪滑轉(zhuǎn)產(chǎn)生的阻力，當出現(xiàn)側(cè)向位移時，要求后輪可以落到鋼板上；（4）側(cè)向牽引力不能過大，要緩慢施加。

5 可移動棧橋的應用效果分析

本工程采用可移動棧橋施工后取得了良好的施工效果，和大型仰拱棧橋相比，可移動棧橋的施工效益更加顯著，如表1所示。使用可移動棧橋施工后，每12m仰拱可以節(jié)省3h，如果按照24m進行計算，使用可移動棧橋可以實現(xiàn)仰拱的流水化作業(yè)，大約可以節(jié)省18.5h的施工時間。利用棧橋施工減少了各個工序之間的干擾，為仰拱施工留有充足的施工空間，保證了隧道的施工進度和施工安全。雖然可移動式棧橋的制作成本會高于簡易棧橋，但是因為可以大幅提高施工效率，因此綜合下來施工成本會有所降低。由于設(shè)置了專門的人行道，將行車道和人行到分離開來，提升了車輛的通行效率，保證了行人的通行安全。

6 結(jié)語

綜上所述，在隧道工程施工過程中，由于施工工期緊，對施工質(zhì)量和施工安全要求比較高，為了達到施工要求，需要在施工過程中充分利用現(xiàn)代化施工機械。本隧道工程在施工過程中利用可移動式棧橋進行隧道仰拱的施工顯著提高了施工效率和施工安全，具有較高的應用價值。

參考文獻

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作者簡介：厲建華（1981-），男，山東濟寧人，中鐵十一局集團第一工程有限公司中級工程師，研究方向：路橋施工技術(shù)。

（責任編輯：王 波）