高速鐵路隧道下錨段施工工法

周歡歡

（中鐵一局集團(tuán)第二工程有限責(zé)任公司，河北 唐山 063000）

常規(guī)施工下，錨段襯砌是采用簡易臺車或采用臺架施工，通常情況下，簡易臺架受力計(jì)算復(fù)雜，加工時(shí)間較長，耗費(fèi)人工和材料較多，這樣造成了下錨段襯砌成本加大。中鐵一局哈牡客專項(xiàng)目直接利用二襯臺車施工下錨段襯砌，完美地解決了上述問題。此工法是利用二襯臺車作為承重載體，在下錨段位置架立雙層鋼架，靠近臺車側(cè)鋼架內(nèi)半徑與臺車一致，靠近下錨段襯砌位置鋼架外半徑考慮按照下錨段襯砌內(nèi)斷面減去模板厚度加工，兩層拱架支架沿環(huán)向設(shè)置背肋和豎撐，安裝完鋼架后再安裝平面小鋼模作為下錨段襯砌的內(nèi)模和端模，頂升臺車模板使內(nèi)層鋼架緊貼臺車頂面面板。最后利用臺車開窗位置進(jìn)行混凝土澆筑施工，使下錨段和相鄰普通地段二襯混凝土同時(shí)澆筑形成整體，不留施工縫。

1 工藝工法特點(diǎn)

（1）利用二襯臺車作為支撐平臺，提高了安全性，降低了安全風(fēng)險(xiǎn)。（2）施工周期較短，操作簡單，在整個(gè)施工過程中，尤其是模板安裝和加固方面極大地簡化了工序，大大地提高了工效。（3）投入較少，相對于傳統(tǒng)工藝，所需配置的工裝僅僅為12榀工字鋼拱架和輔助用的橫撐及豎撐，減少了成本的投入。（4）利用二襯臺車作為支撐平臺，可直接利用，而傳統(tǒng)下錨段施工臺架需要專門設(shè)計(jì)并經(jīng)過驗(yàn)收。（5）利用二襯臺車施工，下錨段和相鄰襯砌同時(shí)澆筑，在斷面變化處消除了施工縫，減少了襯砌開裂和滲漏水的可能。

2 適用范圍

適用于帶有下錨段的各類隧道襯砌施工。

3 工藝原理

利用工廠化生產(chǎn)鋼拱架結(jié)合二襯臺車作為下錨段襯砌受力體系，既可以適應(yīng)各種下錨段，又可以縮短工期和節(jié)約資金。在施工正常地段襯砌的同時(shí)就可以施工下錨段襯砌，避免在交界處留有施工縫，影響結(jié)構(gòu)的整體性。利用原有襯砌臺車和成型的鋼拱架作為承重載體，不需要再重新進(jìn)行計(jì)算，可以保證施工的安全性。

4 施工方法

4.1 施工工藝流程（如圖1）

圖1 施工工藝流程圖

4.2 操作要點(diǎn)

下錨段二襯施工利用二襯模板臺車加組合鋼模與一般襯砌段整體澆筑一次成型，模板利用I18工字鋼拱架支撐，采用標(biāo)準(zhǔn)0.3×1.0m鋼模板拼裝而成，厚6cm，二襯臺車面板外部采用工字鋼拱架作為支撐，拱架與臺車面板之間點(diǎn)焊，拱架加工完畢后必須進(jìn)行試拼，經(jīng)驗(yàn)收合格后方可投入使用。

外模鋼拱架加工時(shí)考慮鋼拱架外半徑為下錨段襯砌設(shè)計(jì)半徑，斷面凈空加大預(yù)留變形量5cm。每個(gè)下錨段縱向凈寬長度為5m，設(shè)置鋼拱架間距為1榀/m，共6榀，縱向采用I18工字鋼連接，間距為1～1.5m，縱、環(huán)向鋼架之間采用法蘭連接；臺車面板外部鋼拱架加工時(shí)考慮拱架內(nèi)半徑為模板臺車面板半徑，拱架之間利用Ф22螺紋鋼連接，間距亦為1～1.5m。考慮在施工下錨段仰拱的時(shí)候矮邊墻厚度向線路內(nèi)側(cè)增加25cm，這樣在立模和架立鋼拱架時(shí)底部有著力點(diǎn)，另外，加寬部分在后期施工水溝電纜槽后將會覆蓋，不會外露。堵頭模板采用0.7×1.0m鋼模分節(jié)段安裝加固，堵頭模板均為集中加工的鋼模板，每塊內(nèi)弧長均為1m，特殊段模板根據(jù)現(xiàn)場情況額外加工調(diào)整節(jié)。一套堵頭模板為26塊，每處下錨段需加工2套堵頭模板。堵頭板加工完成后，必須進(jìn)行試拼，檢查合格后方可使用。

4.3 具體施工步驟

（1）測量放樣。測量組先對下錨段位置進(jìn)行放樣，放樣內(nèi)容包括：下錨段鋼筋綁扎位置、定位鋼筋位置、襯砌段就位位置。

（2）施作定位鋼筋，鋪設(shè)土工布、防水板。按照設(shè)計(jì)要求對下錨段襯砌土工布與防水板進(jìn)行鋪設(shè)，在一般襯砌段與錨段變截面處要按照變截面部位鋪設(shè)，防水板鋪設(shè)應(yīng)從下而上進(jìn)行，下層放水板壓住上層防水板，鋪設(shè)松緊適當(dāng)并留有余量，實(shí)鋪長度與初期支護(hù)基面弧長比值為10∶8，確保混凝土澆注后防水板與初支面密貼，尤其注意下錨段與普通地段交界處防水板陰、陽角處的補(bǔ)強(qiáng)。

（3）施作二襯鋼筋。按照設(shè)計(jì)要求，對下錨段鋼筋進(jìn)行綁扎，環(huán)向鋼筋采用機(jī)械連接，一般采用冷擠壓套筒，在拱頂部位不允許出現(xiàn)接頭，二襯鋼筋應(yīng)在鋼筋加工場內(nèi)集中擠壓加工，運(yùn)輸至現(xiàn)場后再和仰拱預(yù)留鋼筋進(jìn)行連接，鋼筋綁扎完成后應(yīng)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行接地鋼筋的焊接，焊接時(shí)應(yīng)在焊接位置背后進(jìn)行遮擋，防止電焊時(shí)燒傷防水板。上述工作全部完成后，安裝混凝土墊塊，要求不少于4個(gè)/m2。

（4）下錨段模板安裝及二襯臺車就位。一是拱架安裝。臺車就位前利用防水板臺架進(jìn)行固定模板拱架以及模板的安裝，可利用二襯鋼筋把拱架臨時(shí)固定，并將定位鋼筋加固牢靠，安裝拱頂、拱肩、拱腰、拱腳處縱向連接鋼架，確保拱架的穩(wěn)定，拱架安裝完成之后即安裝模板，模板應(yīng)自下而上安裝，安裝時(shí)對應(yīng)二襯臺車窗口位置預(yù)留進(jìn)料和振搗孔位；同時(shí)，焊接連接鋼筋，拱架與臺車之間可以點(diǎn)焊，防止拱架滑移。二是二襯臺車就位。臺車就位前應(yīng)將堵頭模板和預(yù)埋槽道等材料事先在下錨段區(qū)域內(nèi)、臺車外側(cè)處存放，并對拱架及堵頭模板凈空尺寸進(jìn)行檢查，符合要求后即可進(jìn)行臺車就位。就位時(shí)，必須嚴(yán)格按測量放樣對臺車精確定位，并加固牢靠。三是外側(cè)模板安裝。臺車就位完成并加固后，從底部往拱部拼裝臺車端頭標(biāo)準(zhǔn)鋼模板，安裝工藝同普通地段二襯。四是下錨段堵頭模板安裝。把堵頭模板固定安裝在臺車上，利用工字鋼進(jìn)行定位加固，防止堵頭模板位移。待拱架及堵頭模板安裝到位后，先把上層拱架縱向連接鋼架補(bǔ)齊并加固，上下拱架之間采用加墊塊的方式進(jìn)行支撐，墊塊放置位置為上層縱、環(huán)向鋼架交點(diǎn)處，厚10cm，可在鋼筋加工場切割工字鋼統(tǒng)一加工，墊塊與上下層拱架之間進(jìn)行點(diǎn)焊。加固要穩(wěn)固牢靠，特別是在拱架連接板處一定要加強(qiáng)支護(hù)，防止變形，通過環(huán)、縱向鋼架和墊塊的安裝、加固，使上下層拱架以及模板受力形成整體，最終傳遞到二襯臺車上，有利于混凝土澆筑時(shí)附著式振搗器的振搗。

（5）襯砌砼澆筑。在混凝土澆筑之前應(yīng)在拱頂模板上安裝附著式振搗器，在澆筑過程中要按照從下到上以及分層澆筑的方式，并且重點(diǎn)對下錨段范圍以及轉(zhuǎn)角位置做好振搗工作。在澆筑至預(yù)留窗口時(shí)應(yīng)及時(shí)對窗口進(jìn)行封閉，過程中應(yīng)當(dāng)有專人負(fù)責(zé)模板、拱架的觀察，澆筑過程中一旦出現(xiàn)異常要立即停止?jié)仓庸毯弥蠓侥芾^續(xù)進(jìn)行。

5 質(zhì)量要求

（1）拱架。在對拱架進(jìn)行焊接加工時(shí)，不僅要求在焊接后滿足不允許存在假焊以及裂紋和焊瘤等缺陷問題，而且在對拱架按照每榀的順序焊接完成之后在平整的水泥地面上進(jìn)行擺放和試拼。對其進(jìn)行安裝則需要滿足橫向位置和高程偏差控制在2cm、垂直度為2°之內(nèi)的要求。（2）滑道槽安裝。滑道槽的安裝是下錨段襯砌施工的重中之重，而且該段滑道槽數(shù)量最多，布置形式最為復(fù)雜，安裝時(shí)應(yīng)利用卡具在場外拼裝并固定牢靠后方能安裝，安裝時(shí)利用“T”螺栓將滑道槽固定在組合鋼模板上，而模板的固定和安裝也需要特別注意。（3）綜合接地。下錨段的綜合接地相對普通地段顯得尤為重要，因此，應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工，并符合規(guī)范要求。（4）混凝土澆筑。混凝土施工時(shí)應(yīng)多窗口分層澆筑、分層振搗，嚴(yán)格控制混凝土坍落度。

6 節(jié)能環(huán)保

為了滿足高速鐵路隧道現(xiàn)場施工節(jié)能環(huán)保的要求，首先，對于現(xiàn)場材料來說，要按照規(guī)定區(qū)域進(jìn)行材料的有次序堆放，并且做好相應(yīng)的保護(hù)工作。其次，就是所用的施工工具和設(shè)備也需要按照順序進(jìn)行擺放，而且對于施工使用完成的設(shè)備要統(tǒng)一進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)。再次，就是在對不同的施工環(huán)節(jié)進(jìn)行施工完成后需要清理現(xiàn)場，避免亂擺亂放的雜物對后續(xù)施工造成不利影響。最后，就是施工過程中產(chǎn)生的廢水等不允許進(jìn)行亂排亂放，需要排放到指定場所而且對有可能存在污染物質(zhì)的廢水進(jìn)行處理后才能統(tǒng)一排放。

7 資源節(jié)約和效益分析

利用二襯臺車施工下錨段襯砌，縮短了下錨段的施工工序時(shí)間，加快了隧道施工進(jìn)度，縮短了工期；減少了額外臺架的計(jì)算和投入，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益；利用二襯臺車施工使施工的安全性得到了極大的保障；施工縫的減少對下錨段處的防排水和混凝土質(zhì)量起到了極好的效果。