重載鐵路長段落仰拱快速施工技術(shù)

王平

（中鐵十七局集團(tuán)第五工程有限公司，太原030000）

1 工程概況及特性

浩吉鐵路站前4 標(biāo)一工區(qū)段地處毛烏素沙漠和黃土高原過渡區(qū)，地質(zhì)以風(fēng)積沙和全風(fēng)化的白堊系砂巖為主，地貌以溝、壑、峁、梁為主，施工難度較大。洞身圍巖為砂質(zhì)、黏質(zhì)新黃土交錯(cuò)、層狀結(jié)構(gòu)，整體結(jié)構(gòu)松散，觸變性強(qiáng)，并且全風(fēng)化白堊系砂巖遇水軟化成泥，自身承載能力差。常規(guī)一次性仰拱施作8m，施工縫多，不利于整體受力，容易引起仰拱不均勻沉降。基于該隧道工程的地質(zhì)特性，施工減少仰拱施工縫，提高仰拱整體承載能力是解決仰拱不均勻沉降的關(guān)鍵。

2 總體技術(shù)方案

長段落仰拱快速施工技術(shù)主要是采用全液壓自行式仰拱棧橋，單次有效施工長度為24m。仰拱棧橋作為掘進(jìn)、襯砌工作面的過渡段，棧橋下進(jìn)行下臺(tái)階施作、初支仰拱施作、仰拱鋼筋綁扎、仰拱及填充混凝土澆筑等作業(yè)時(shí)，對(duì)掌子面施工的機(jī)械和人員通行基本不受影響，解決了隧道掌子面施工與仰拱施工的相互干擾問題，仰拱整體承載能力也得到了保證[1]。

3 關(guān)鍵施工技術(shù)

關(guān)鍵施工技術(shù)包括以下幾方面：

1）開挖段輪廓測(cè)量。

2）自行式移動(dòng)液壓棧橋就位后，移至即將開挖的仰拱一側(cè)，挖掘機(jī)開挖另一側(cè)半幅仰拱，一次開挖長度不小于24m，開挖完成后棧橋移動(dòng)至另一側(cè)進(jìn)行剩余半幅仰拱開挖。

3）仰拱及填充與掌子面交叉作業(yè)互不干擾。

4）仰拱及填充施工：（1）對(duì)隧底濾渣進(jìn)行人工清理，仰拱初支表面干凈、無積水；（2）對(duì)前段已施作的仰拱端頭混凝土進(jìn)行鑿毛處理，水槍沖洗干凈后，按設(shè)計(jì)規(guī)范安裝中埋式止水帶、背貼式止水帶、仰拱鋼筋等其他工序；（3）安裝仰拱端頭模板；（4）仰拱鋼筋、止水帶及端頭模板安裝完畢驗(yàn)收合格后，混凝土運(yùn)輸車運(yùn)輸混凝土至現(xiàn)場(chǎng)，仰拱棧橋作為混凝土施工平臺(tái)配合預(yù)制好的溜槽進(jìn)行仰拱混凝土快速澆筑；（5）待仰拱混凝土處理后，繼續(xù)仰拱填充混凝土澆筑。

5）仰拱及填充混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后進(jìn)行下一循環(huán)仰拱施工。

4 技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)包括以下幾方面：

1）相對(duì)于常規(guī)仰拱施工來說（常規(guī)一次性施作有效長度一般為6～8m），重載鐵路長段落仰拱快速施工技術(shù)，一次有效施工長度可控制不小于24m，與常規(guī)仰拱施工相比，大大減少了仰拱施工縫數(shù)量，結(jié)構(gòu)整體性得到了提高，降低了隧底軟弱圍巖不均勻沉降對(duì)仰拱的影響，推進(jìn)了隧道仰拱安全和快速施工。

2）相比傳統(tǒng)簡易式棧橋，自行式移動(dòng)液壓棧橋自行就位，不需要機(jī)械吊裝，減少了機(jī)械尾氣的排放，改善了作業(yè)環(huán)境。

3）掌子面開挖、支護(hù)不受仰拱施工影響，保證了隧道施工進(jìn)度。

4）相比傳統(tǒng)簡易式棧橋拆卸、運(yùn)輸不便的情況，自行式移動(dòng)液壓棧橋主體結(jié)構(gòu)為模塊化拼裝型式，具有適于變跨、方便運(yùn)輸、快速拼裝等特點(diǎn)，便于從一個(gè)工點(diǎn)轉(zhuǎn)移到下一個(gè)工點(diǎn)繼續(xù)使用，避免了反復(fù)加工棧橋，減少材料損耗[2]。

多年來，中心還擔(dān)負(fù)著“國家農(nóng)副加工產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心（寧夏）”“國家清真食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心” “自治區(qū)枸杞產(chǎn)品檢驗(yàn)檢測(cè)中心”“自治區(qū)葡萄酒檢驗(yàn)檢測(cè)中心”的職能和任務(wù)；在國家能力驗(yàn)證、盲樣考核, 新開檢驗(yàn)方法及飛行檢查等考核中均得到了滿意結(jié)果；出具的檢驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)得起各種考驗(yàn)，特別是在重大突發(fā)食品安全事件中為食品安全執(zhí)法提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。

5）長段落仰拱快速施工，減少了仰拱施工縫的數(shù)量，注漿管、背貼式橡膠止水帶與中埋式橡膠止水帶用量減少，節(jié)約了材料。

6）長段落仰拱快速施工每循環(huán)需要時(shí)間為4～5d，其中，隧底虛渣清理至少2d，仰拱初支表面干凈、不積水，保證了仰拱混凝土與仰拱初支混凝土結(jié)合的密實(shí)度。

5 實(shí)施效果及結(jié)論

自行式移動(dòng)液壓棧橋改善了洞內(nèi)施工環(huán)境，利用自行式移動(dòng)液壓棧橋自身優(yōu)勢(shì)，可反復(fù)周轉(zhuǎn)使用，減少材料損耗，長段落仰拱施工，節(jié)約了止水帶、注漿管等材料，降低了施工成本。

長段落仰拱快速施工技術(shù)一次性施作24m 仰拱，減少了仰拱施工縫的數(shù)量，有效提高了仰拱的整體性和防水性能。

長段落仰拱快速施工技術(shù)能夠確保仰拱施工配合初期支護(hù)及時(shí)封閉成環(huán)，有效防止了隧道關(guān)門塌方，大大提高了隧道施工安全。長段落仰拱快速施工工法采用的自行式移動(dòng)液壓棧橋支架系統(tǒng)安全可靠,主桁架結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，可兼作護(hù)欄使用，防止了人員、車輛從兩側(cè)掉落；中間行走結(jié)構(gòu)配合鋼板覆蓋空隙，防止了掌子面出碴、噴射混凝土運(yùn)輸、進(jìn)料時(shí)機(jī)械車輛在棧橋上行走危機(jī)棧橋下面作業(yè)人員的生命安全。

施工進(jìn)度方面，長段落仰拱快速施工技術(shù)有以下3 方面優(yōu)勢(shì)：

1）仰拱棧橋作為掘進(jìn)工作面和襯砌工作面的過渡段，其主要作用在于保證仰拱施工時(shí)掌子面的臨時(shí)交通。常規(guī)仰拱施工技術(shù)中所采用的棧橋只能是利用隧道開挖鉆眼時(shí)才能正常施工，出碴、噴混凝土、進(jìn)料與仰拱平行作業(yè)存在較大的安全隱患。長段落仰拱快速施工技術(shù)所采用的自行式移動(dòng)液壓棧橋可以很好地解決仰拱清碴、混凝土澆筑與其他工序平行作業(yè)的安全問題，掌子面所有施工機(jī)械、人員通行在仰拱施工時(shí)基本不受影響，有效減少了仰拱施工給隧道掘進(jìn)造成的干擾。

2）作為混凝土施工平臺(tái)。長段落仰拱快速施工使用的自行式移動(dòng)液壓棧橋能夠承載60t，滿足仰拱、仰拱填充及邊墻混凝土澆筑過程中混凝土運(yùn)輸車輛荷重。利用棧橋無死角施工平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)仰拱、仰拱填充及矮邊墻混凝土直接入模，實(shí)現(xiàn)快速澆筑，據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際統(tǒng)計(jì)，利用棧橋平臺(tái)澆筑混凝土平均可達(dá)到65m3/h。

3）長段落仰拱快速施工進(jìn)度可達(dá)到常規(guī)仰拱施工進(jìn)度的1.2～1.5 倍。現(xiàn)以隧道Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖鋼筋混凝土仰拱襯砌為例，原施工組織進(jìn)度安排的施工任務(wù)為：Ⅳ級(jí)圍巖掌子面掘進(jìn)進(jìn)尺為70～90m/月, 仰拱及填充施工90m/月；V 級(jí)圍巖掌子面掘進(jìn)進(jìn)尺為50～60m/月，仰拱及填充施工90m/月。長段落仰拱快速施工進(jìn)度為:Ⅳ級(jí)圍巖掌子面掘進(jìn)進(jìn)尺平均為110m/月,仰拱及填充施工120m/月；V 級(jí)圍巖掌子面掘進(jìn)進(jìn)尺平均為75m/月，仰拱及填充施工120m/月。

6 結(jié)語

重載鐵路長段落仰拱快速施工技術(shù)在軟巖、砂質(zhì)黃土等不良地質(zhì)中的應(yīng)用，提高了結(jié)構(gòu)的整體承載能力，解決了仰拱不均勻沉降的問題，確保CPⅢ測(cè)量成果一次性通過評(píng)估。