高速铁路双线隧道仰拱机械化快速施工技术

1、高速铁路双线隧道仰拱机械化快速施工技术摘要：传统仰拱施工存在工程进度慢、质量差等问题，通过对技术工艺与施工 设备进行改进后，形成快速施工技术。将技术应用到具体施工中可知，仰拱机械 化快速施工技术可以加快施工速度，确保仰拱和掌子面安全距离，施工质量高。 此次研究主要是介绍高速铁路双线隧道仰拱机械化快速施工技术，希望能够对相 关人员起到参考性价值。关键词：高速铁路；双线隧道；仰拱；机械化；施工技术应用台阶法开展隧道施工之前，当台阶的长度比较长时，会对隧洞施工安全 造成极大影响。按照隧道安全施工技术要求可知，3级围岩中，仰拱和掌子面的 距离控制在90m以内；在4级围岩中，二者距离小于50m。在完成隧

2、道开挖后， 必须做好初期支护。且不同级围岩仰拱和掌子面间距控制在35m以内。即使在正 常开挖速度下，仰拱施工速度与掌子面的差异比较大，无法确保浇筑质量。为了 确保掌子面与仰拱施工满足要求，加快仰拱施工时间，必须对施工技术进行优化 改进。此次研究结合实际工程案例，分析仰拱快速施工技术。1、工程概况A铁路工程正线总长度为846.015km，设计速度为每小时230km，预留 280km/h提速空间。该工程的土质条件为发育岩溶，共计20座隧道，占据总线 路长度的70.7%，存在4座一级风险隧道。隧道仰拱两侧圆弧的半径为214cm，弧长度为230cm；中部圆弧的半径为 1366cm，弧长度为945cm。

3、仰拱最低位置与最高位置的差值为180cm。对于仰拱 混凝土来说，需要应用一次浇筑法，不需要预留施工缝。对于仰拱与填充部位， 则需要采用分层浇筑法，将中心水沟预留在混凝土中，宽度与深度分别为1m和 1.2m。由于仰拱施工速度，会对初期支护封闭时间、二次衬砌时间造成影响。即 使处于正常开挖速度下，传统施工方式也无法确保进度与质量标准。特别是在3 级围岩隧道施工中，整个开挖速度比较快，会影响工程质量安全。2、仰拱施工技术分析2.1仰拱分幅施工技术该项技术是将隧道仰拱分化为两个半幅进行施工，在半幅施工中，可以将另 半幅作为运输通道，整个隧道内部采用交叉施工方式。仰拱施工需要应用人工摊 铺技术，机械设备

4、主要为常规浇筑、振捣设备，没有应用专门的施工设施。2.2仰拱栈桥施工在隧道底部架设仰拱栈桥，确保运输的连续性，之后开挖栈桥下仰拱与填充 混凝土浇筑。当混凝土达到预设强度后，将仰拱栈桥移动到预定施工位置。同时 将栈桥两端分别搭设在隧道渣石与仰拱填充上，确保整个施工过程的循环性。在 仰拱施工期间，栈桥上可以通行车辆，以此解决底部施工和运行车辆通行问题。 2.3平行导坑运输法在运输隧道内渣料时，需要应用平行导坑方式。在仰拱开挖施工、运输中， 不会导致各工序干扰，因此应用一般混凝土浇筑与振捣设备即可。在设置平行导 坑时应当考虑到多个因素，特别是经济成本因素，所以这种方法的应用比较少。 2.4支墩施工技

5、术在隧道一侧设置运输轨道，对异侧隧底部进行清理，选择长度为40m的隧道 段，每相隔3m设置混凝土支墩，同时在支墩搭设扣轨，将栈桥作为车辆通行载 体。在对另一侧隧底进行清理时，需要采用分段灌注方式，以此保证仰拱的灌注 效果。在浇筑仰拱时，运输车直接倾倒混凝土，由施工人员摊铺。通过振捣器进 行振捣。在施工期间需要注意以下问题：由于支墩技术是一种仰拱栈桥技术，在 应用该项技术时，必须联合简易栈桥、混凝土运输设备、振捣设备。2.5仰拱预制施工技术该项施工技术多应用于TBM隧道中，在加工厂预制仰拱构件，之后将其运输 到施工现场，通过吊装设备调整安装位置，之后做好密封处理。然而该项技术在 隧道中应用案例比

6、较少。3、铁路双线隧道仰拱机械化快速施工技术3.1施工设备第一，仰拱模架：仰拱模架共包含左幅和右幅，由模板、刚性骨架组成。将 槽钢作为加强肋，以此加强模板刚度。在固定模板两端时，需要应用到销钉构件。 由于仰拱中部的半径大，整个坡度平缓，在具体施工中，可以无需设置模板，工 程人员通过自然摊铺方式，开展混凝土浇筑施工，整个施工范围为中部至模板下 沿。此时，通过仰拱两侧顶部，缓慢灌入混凝土，保证浇筑施工的一次成功率。 按照现场施工经验，若混凝土坍落度为130mm，则需要沿着仰拱、二衬边墙施工 缝，合理设置弧形模板，全面满足混凝土浇筑施工要求。第二，中心沟模架。施工过程中，应用一体结构中心沟模架，以工

7、字钢为模 架材质，同时固定厚钢板作为底板和面板；第三，端头梁。按照仰拱、填充部位的混凝土结构尺寸，准确设置端头梁。 当端头梁就位之后，将其作为依据，并且仰拱模架、中心沟模架的到位。端头梁 底部为弧形结构，确保上边缘标高等同于填充混凝土，合理控制混凝土标高。将 自由伸缩支柱设置在端头梁两侧，将其作为仰拱模架的定位依据。端头梁为工字 钢结构，可承载60t作用力。第四，栈桥。由于采用双车道模式，因此应用分离式钢梁作为左右幅栈桥， 采用双层结构，上层为弧形工字钢，下层为工字钢，同时将横梁设置在上下层之 间。第五，走行设备。在施工建设期间，可以将栈桥作为移动吊梁，以梁翼板作 为轨道，优化设置轨道吊车，全

8、面保证端头梁的起吊效果。通过拉杆可以拉近端 头梁与吊车连接度，同时将端头梁支柱进行收缩。将滚行轮设置在中心沟模架和 仰拱模架一端，另一端连接端头梁。在绞车拉动下，可以使中心沟模架和仰拱模 架向前移动。模架到达指定里程后，需要调整标高与平面位置。同时将手动葫芦 挂设在栈桥上，提升端头梁，卸载轨道车拉杆。3.2机械化快速施工工艺与施工效果在开展机械化施工时，多采样流水式作业。以端头梁为界限，可以将仰拱、 填充施工划分以下工作区：一：隧底开挖、出渣运输、隧底清理；二：安装、拆 除仰拱模板，浇筑混凝土。第一，缩短作业循环时间。通过比较传统施工、快速施工的仰拱作业时间可 知，快速施工方法的循环时间为16

9、h，详情见表1： 表1比较仰拱填充施工时间快速施工技术与混凝土作业平行作业与混凝土作业平行作业与混凝土作业 平行作业2h 7h 7h 16h第二，加快施工速度。开展机械化施工，可以防止不同工序分区可以避免工 序分区产生干扰影响，同时可以减少二衬间、掌子面的施工长度，确保二衬施工 的及时性和有效性。在应用常规施工工艺时，循环一次所花费时间大于53h,日 平均进度小于3m,极易导致隧道安全步距大于标准要求。通过快速施工技术， 月平均进度超过240m，同时将仰拱、掌子面控制在安全距离内。第三，工程造价低。在常规施工技术中，以小模板拼装方式为主，钢筋量为 40kg/m，且需要数十名施工人员同时作业，花

10、费时间比较长；仰拱模板安装费用 为每延米230元。应用快速施工技术，钢筋量不足10kg，且所需施工人员比较少， 安装费用为每延米80元，可以大幅度降低工程成本。第四，提升工程质量。传统施工技术多应用拼装小模板方式，会增加板缝数 量，还会出现错台问题。对于大模板来说，移动的难度比较大，在具体施工中还 会引发跑模问题。应用快速施工技术，可以提供一体式模架提升施工效果，该模 架具备良好刚度，通过端头梁进行加固定位，不会出现跑模问题，可以加强仰拱 混凝土浇筑质量。4、结束语综上所述，开展铁路双线隧道仰拱施工时，可以应用机械化施工技术，不均 能够使仰拱封闭、掌子面在安全距离内，还可以处理施工不一致问题，弥补常规 施工技术的不足与缺陷，施工效率高，整个高速铁路隧道施工的质量与安全比较 高。参考文献马介峰.大跨径燕尾式隧道单线断面变双线加宽断面开挖施工技