隧道仰拱弧型模板設計與施工

摘要：無鋼筋仰拱處采用弧模改造施工技術，成功解決了無鋼筋地段弧模的安裝與加固問題，能保證仰拱及仰拱填充分開澆筑。仰拱弧模拼裝焊接形成整體，矮邊墻頂面線保持在一條直線上，既能增加模板的穩定性，保證仰拱混凝土澆筑質量，又能減少施工工序，提高施工效率。在已拼裝仰拱弧模上加設支撐鋼架，既保證了模板固定牢靠，又防止了混凝土澆筑過程中模板的上浮。仰拱混凝土初凝后可將下節模板拆除，直接澆筑填充混凝土，節省了模板移動時間，降低了施工成本。

關鍵詞：弧模改造;加固;穩定;拼裝

1" "工程概況

贛深鐵路GSSG-8標銀瓶山隧道位于廣東省東莞市樟木頭鎮境內。隧道屬剝蝕低山，地形起伏較大，相對高差30～260m，最大埋深590m。隧址區穿越地層巖性有沖洪積巖、殘坡積層、凝灰熔巖、凝灰巖、石英斑巖、花崗巖等。隧道采用單洞雙線形式，全長9813.37m，為全線重點工程。其中Ⅱ級圍巖5120m，Ⅲ級圍巖3370m，Ⅱ、Ⅲ級圍巖長度占隧道總長的86.51%，圍巖整體性較好。由于上南斜井進正洞施工范圍內Ⅲa級圍巖襯砌只有500m，考慮經濟效益的因素，暫不配備液壓站橋，采用仰拱弧模進行仰拱施工。

Ⅲa級圍巖復合式襯砌仰拱原設計無初期支護及鋼筋，每版仰拱澆筑長度多為12m，在施工時由于沒有鋼筋，弧形模板無法固定，若采用簡單固定方式人員無法在模板上行走及施工。且在混凝土澆筑過程中，由于混凝土膨脹性會將模板頂起，造成仰拱結構尺寸偏差，無法保證施工質量[1-2]。針對此問題，為了保證施工質量、加快施工進度，在現場施工中積極摸索，決定對銀瓶山隧道無鋼筋段仰拱弧模進行了改裝加固[3]。

2" "工藝原理

在隧道采用仰拱弧模施工無鋼筋處仰拱時，充分考慮弧形模板的優缺點、混凝土性能及施工難易程度。采用整根工字鋼將已拼裝的弧模頂部進行縱向焊接，確保矮邊墻頂口整齊、順直，在同一條直線上。用整根工字鋼對弧模變心點位置進行縱向焊接，保證弧形。將已焊接的工字鋼進行延長，兩側各延長3m，在延長的工字鋼下焊接支撐，形成穩定的底腳。最后在已焊接的工字鋼上焊接操作平臺，既保證了模板線形準確，又滿足了模板加固的需求，有效避免了混凝土澆筑過程中結構尺寸改變[4]。此外，仰拱混凝土初凝后可將下節模板拆除，直接澆筑填充混凝土，省去了模板拆除的時間，仰拱模板可在下一板仰拱開挖后直接吊裝就位。

3" "施工要點

3.1" "施工準備

結合銀瓶山隧道斷面尺寸設計出仰拱模板圖紙，確定弧模拼裝順序，每塊模板的位置。確定機械情況，核對現場挖掘機、裝載機機械型號。根據弧模圖紙及現場機械情況，畫出加固措施，制定材料使用計劃[5]。仰拱弧模斷面如圖1所示。

模板改裝前做好施工用水、用電的準備，確保改裝順利進行。做好改裝用料的準備，包括工字鋼、鋼筋、角鋼、電焊機、氧氣乙炔等的準備，確保材料的供應和作業工具的正常使用[6]。

3.2" "仰拱弧模模板改進與拼裝

在已施工的混凝土墊層上根據圖紙拼裝仰拱弧模，共24塊模板，其中A、B、C型模板各8塊，其中7塊1.5m、1塊1.6m。模板拼裝采用螺栓緊密連接。仰拱弧模拼裝如圖2所示。對模板體系進行復核，確保結構尺寸符合要求，對現場施工標高進行控制，確保各部分結構尺寸符合要求。隨時檢查其結構，監測在施工過程中是否存在變形等現象，并涂抹脫模劑。

傳統仰拱弧模通常以木?；蛘麎K鋼模設計，中埋式止水帶安裝時必須90°彎折。水帶安裝平順性不好，甚至固定不牢固，易引起止水效果差強人意。項目部研究討論后，仰拱弧模均采取由內側和外側“L”形鋼模組合。采取內、外側“L”形鋼模夾緊固定中埋式止水帶的方式安裝止水帶，靠近初支一側的縫隙，采用木板或其他材料嵌縫固定，防止漏漿。改進仰拱弧模設計，利于止水帶安裝，完全確保了中埋式止水帶安裝質量。

3.3" "施工頂口縱向支撐

在已拼裝的弧模頂口加焊一條整根的I16工字鋼，既能加強模板的整體性，又能保證模板口在一條直線上，不會因混凝土施工導致模板頂面變形。

3.4" "加工作業平臺、焊接兩側底腳支撐

原設計無鋼筋等支護，需在模板上搭設作業平臺，以保證施工作業人員有足夠的操作空間。在混凝土澆筑時可將其作為振搗平臺，方便振搗工施工并可增加仰拱弧模自身質量。在澆筑混凝土過程中，由于模板自身質量增加，可以有效對抗混凝土上浮對模板造成的影響。

加工平臺過程中，需考慮兩側底腳的外露，因弧模無法固定，需將平臺尺寸加長，確保已加固完成的弧模能平穩坐在巖面上。仰拱弧模改裝截面如圖3所示，仰拱弧模底節模板如圖4所示。

3.5" "施工變心點縱向支撐及兩側底座

在仰拱變心處增加一道縱向支撐，采用I16工字鋼焊接，壓住變心點，使模板形成一個整體，這樣在澆筑混凝土過程中，便不會因為混凝土的擠壓引起仰拱結構改變。仰拱弧模改裝頂部平臺如圖5所示。

3.6" "安裝下節模板

在仰拱弧模安裝固定后由測量人員進行校核，尺寸無誤后加裝下節模板，下節模板與施工平臺間采用絲杠連接。這種方式既可保證模板的穩定牢靠，又能保證在混凝土初凝后可快速拆除下節模板。利用吊裝設備安裝仰拱弧模，仰拱弧模與矮邊墻模板通過其間螺栓孔，采用栓接的方式進行連接。

3.7" "仰拱襯砌鋼筋施工

在仰拱鋼筋綁扎前嚴格按照圖紙位置，采用全站儀測量放樣出鋼筋的平面位置及高程位置，以便于精準安裝臺架。仰拱襯砌鋼筋在鋼筋場，按設計規格、形狀、編號統一下料加工成型，運輸至施工現場進行綁扎與焊接，仰拱鋼筋搭接采用幫條單面焊接。安裝鋼筋時，鋼筋長度、間距、位置、保護層厚度需滿足設計要求。

3.8" 仰拱混凝土澆筑

因為模板整體弧度與設計完全相同，在仰拱混凝土澆筑時只需要澆筑到下節模板底，即可有效控制仰拱混凝土澆筑高度和弧度。由于下節模板與上面的平臺是用絲杠連接，只需將絲杠拆除就能將下節模板拆除，在拆除下節模板后立即就能澆筑仰拱填充，作業平臺的底部為填充頂面高度?；炷翝仓瓿珊罂墒┕は乱话嫜龉埃龉伴_挖后，將仰拱弧模用挖掘機直接吊至下一版仰拱處固定，加固方式同上一版。這不僅省去了模板來回周轉的時間，同時也能延長模板的使用壽命。

4" "質量控制

4.1" "工程質量控制標準

隧道襯砌施工執行《銀瓶山隧道設計圖》贛深施（隧）140、《雙線隧道復合式襯砌》贛深施隧01、《高速鐵路隧道工程施工技術規程》QCR9604-2015、《鐵路隧道工程施工質量驗收標準》TB10416-2018。

4.2" "工程質量保證措施

模板拼裝時技術人員全程跟蹤指導，確保拼裝順序準確、順直無錯臺。焊接時確保焊縫飽滿，無咬肉、掉渣現象，及時將焊渣敲除。測量人員將模板頂面線放出，施工人員嚴格按線施工，確保仰拱結構尺寸滿足設計要求。

混凝土澆筑時及時振搗，每側至少有一根振搗棒。振搗過程中嚴格遵循快插慢拔的要求，嚴禁在混凝土內拖拽振搗棒。仰拱澆筑完至少4h才能將下節模板拆除，澆筑仰拱填充混凝土，仰拱（底板）和填充混凝土厚度應符合設計要求。

仰拱（底板）和填充應進行實體檢測，混凝土應密實，無空洞、雜物。填充、底板混凝土頂面高程應符合設計要求，高程允許偏差為±10mm。仰拱（底板）和填充的橫向坡度應符合設計要求，表面平順，不積水。模板系統必須具有足夠的強度、剛度和穩定性，并保證仰拱矮邊墻模板與上板施工完成的仰拱矮邊墻混凝土的搭接長度大于10cm。

施工前檢查模板各節點連接是否牢固，有無錯動移位現象情況，模板是否翹曲或扭動、位置是否準確。澆筑采用從前到后一次澆注成型，初凝之前抹平壓光。填充混凝土強度達到5MPa 后允許行人通行，填充混凝土強度達到設計強度的100%后，棧橋向前移動，連續施工前方仰拱。填充混凝土施工完畢后，及時對其表面收面、壓實，防止形成浮漿后影響填充表面強度。

4.3" "現場應急措施

建立搶險保障系統，其中包括：應急物資、設備保障、人員保障、通訊保障及交通保障等;水泥、木材、編織袋等搶險物資，藥品、擔架等救援醫療物資，人員安全培訓救援知識、演練等;手機、對講機等通訊設備，車輛及道路交通指揮人員等交通設施。

當發生觸電事故時，嚴禁教護者用手直接推、拉和觸攬觸電者;嚴禁教護者使用金屬物品或其他絕緣性能差的物體（如潮濕的木棒、布帶等）接觸觸電者。觸電者脫離電源后，必須立即采取急教措施，如人工呼吸法、心臟按摩法。

當發現作業人員受機械傷害時，現場人員應立即通知應急救援小組。應急救援小組組長接到報警后，以電話的方式通知各成員趕赴事故現場，啟動事故現場處置方案。在第一時間將受傷人員脫離危險地段，對傷者采取處理急救，防止受傷人員失血、休克、昏迷，現場處理后迅速送至醫院急救。

5" "結論

本文以銀瓶山隧道為背景，闡述無鋼筋段仰拱弧模改裝加固施工要點和效果，得到以下結論：無鋼筋仰拱處采用仰拱弧模進行混凝土澆筑施工，能保證仰拱及仰拱填充分開澆筑，利于止水帶安裝，有效確保了中埋式止水帶安裝質量。在已拼裝的仰拱弧模上加設支撐鋼架，既保證了模板固定牢靠，又防止在混凝土澆筑過程中模板的上浮，相比液壓式移動弧模造價要低得多。已澆筑的混凝土線形美觀、振搗密實，模板無塌陷和上浮現象。對每板12m的仰拱施工，平均每6個人在36～48h就能施工一版仰拱及仰拱填充，可保證在2～2.5個月之間完成仰拱及仰拱填充的澆筑。對定制的仰拱弧模進行改進加固，機械、材料均能在現場匹配，大大降低了施工成本，提高了施工效率。

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[J].隧道建設，2010，30（6）：706-711.

[2] 翟德平.新型整體弧形鋼模架在高速鐵路隧道仰拱施工中的應用[J].工程建設標準化，2015（1）：250-250，225.

[3] 羅旭陽，孫凱.高瓦斯隧道全封閉復合式襯砌仰拱施工技術[J].鐵道建筑技術，2019（8）：109-113.

[4] 吳敏，黃智.單洞雙線鐵路隧道仰拱施工質量控制技術研究[J].隧道建設（中英文），2020，40（z1）：278-287.

[5] 何聰，余大龍，邱月.斷層破碎帶隧道襯砌仰拱優化設計[J].高速鐵路技術，2017，8（3）：52-57.

[6] 王傳奇，劉瑾，姜濤.隧道施工常用小型工裝的制作及應用[J].公路，2013（2）：213-216.