仰拱弧形模板長節(jié)段施工工藝工法

1、蒙華鐵路MHTI-10標(biāo)二工區(qū)安萬里1 前言1.1 工藝工法概況過去隧道仰拱施工采用812m的短節(jié)段施工工藝工法，修建的隧道由于仰拱整體性不強，施工縫較多，發(fā)生仰拱開裂沉陷、滲漏水是必然的。根據(jù)蒙華公司關(guān)于仰拱長節(jié)段施工的要求，蒙華鐵路隧道仰拱施工采用由隧道局生產(chǎn)的24m自行式液壓仰拱棧橋。有效減少仰拱施工縫對接次數(shù)，提高了仰拱整體性，改善隧道施工通病，提高了仰拱施工質(zhì)量。1.2 工藝原理遵循“初期支護仰拱緊跟掌子面及時封閉成環(huán)、二襯仰拱及仰拱填充大區(qū)段施工”的原則。為有效控制圍巖變形，確保隧道施工安全，初期支護仰拱緊跟掌子面下臺階，二襯仰拱及仰拱填充采用鐵路隧道全液壓履帶式棧橋，進行全幅一次

2、性施工不小于24m。2 工藝工法特點仰拱長節(jié)段施工提高了仰拱質(zhì)量、改善了施工環(huán)境、提高了施工效率。長節(jié)段仰拱施工技術(shù)成熟，操作方便。3 適用范圍本工藝工法適用于鐵路隧道仰拱弧形模板長節(jié)段仰拱防排水施工。4工藝原理在左右側(cè)邊墻上每5米放樣出一對標(biāo)高控制點。初支仰拱開挖支護與邊墻開挖支護同步進行，初支仰拱支護完成后回填洞碴至邊墻墻腳處，二襯仰拱施工前人工配合挖掘機將回填的洞碴清除。二襯仰拱端頭鑿毛處理，鑿除混凝土表面的水泥砂漿和松軟層。安裝仰拱鋼筋，環(huán)向主筋接頭采用套筒連接為主，剩余鋼筋接頭采用綁扎連接。安裝二襯仰拱弧形鋼模板安裝及端頭模板。采用溜槽澆筑襯砌仰拱混凝土，混凝土向兩側(cè)對稱澆筑，一次完

3、成。檢查清理干凈仰拱面雜物，澆筑填充混凝土，混凝土養(yǎng)護。5 工藝流程及操作要點5.1工藝流程工藝流程見下圖施工測量施工縫處理、結(jié)構(gòu)防排水施工、鋼筋安裝不合格施工準(zhǔn)備初支仰拱頂面清碴棧橋行走就位初支仰拱頂面人工清理混凝土拌制混凝土運輸質(zhì)量檢查合格質(zhì)量檢查二襯仰拱弧形模板及端頭模板安裝不合格二襯仰拱混凝土澆筑二襯仰拱模板拆除及填充模板安裝仰拱填充混凝土澆筑仰拱填充模板拆除及養(yǎng)生混凝土拌制混凝土運輸下一循環(huán)施工二襯仰拱混凝土養(yǎng)護5.2 操作要點5.2.1 施工準(zhǔn)備1在開工前組織技術(shù)人員認真學(xué)習(xí)實施性施工組織設(shè)計，閱讀、審核施工圖紙，熟悉質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)、施工規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、文件。2對施工人員進行技術(shù)交底和崗

4、前培訓(xùn)，考核合格后方可上崗。3收集仰拱及仰拱填充結(jié)構(gòu)形式、施工長度、工程量、緊前工序驗收情況。4作業(yè)隊長確認人員、設(shè)備、材料、機具、作業(yè)環(huán)境是否滿足施工需求。5所有材料型號及規(guī)格符合設(shè)計要求。5.2.2 施工步驟1測量放線測量人員準(zhǔn)確放樣出二襯仰拱側(cè)模的平面位置，標(biāo)示出仰拱填充頂面標(biāo)高，在左右側(cè)邊墻上每5米放樣出一對標(biāo)高控制點（紅色油漆倒三角+水泥釘標(biāo)識），并形成書面交底給二襯仰拱施工班長。2初支仰拱頂面清碴初支仰拱開挖支護與邊墻開挖支護同步進行，初支仰拱支護完成后回填洞碴至邊墻墻腳處，二襯仰拱施工前人工配合挖掘機將回填的洞碴清除，由于棧橋前引橋較長，每次清碴區(qū)段長6m，采用挖掘機和自卸式汽車

5、出碴。3 仰拱棧橋前行每6m回填洞碴清理完成后，二襯仰拱棧橋前行6m。前行過程中，為保證棧橋后端已施工完成的仰拱填充面不因受力面積小而壓壞，在仰拱填充面上鋪設(shè)鋼板（長1.2m，寬1.5m，厚6mm）以擴大受力面積。4施工縫處理及結(jié)構(gòu)防排水施工pa。鑿毛完成后采用高壓風(fēng)清掃初支仰拱面上虛碴及雜物。清碴完成及時將現(xiàn)場的影像資料整理后上傳工區(qū)項目部和局指揮部。5二襯仰拱鋼筋安裝上組（24m）二襯仰拱端頭鑿毛處理及防水施工完成，經(jīng)監(jiān)理工程師驗收合格后安裝二襯仰拱鋼筋，嚴(yán)格按照技術(shù)交底進行安裝。環(huán)向主筋接頭采用以套筒連接為主，其余鋼筋接頭采用綁扎連接。安裝鋼筋時，鋼筋長度、間距、位置應(yīng)滿足技術(shù)交底要求。

6、二襯仰拱環(huán)向鋼筋保護層采用混凝土墊塊控制，不少于4塊/。二襯仰拱小邊墻主筋采用鋼筋定位卡控制鋼筋保護層厚度、鋼筋間距，鋼筋定位卡。6 二襯仰拱弧形鋼模板及縱向施工縫止水帶安裝二襯仰拱鋼筋安裝驗收合格后，安裝二襯仰拱弧形鋼模板。安裝模板前仔細檢查模板尺寸、平整度、光潔度等，清除干凈模板內(nèi)側(cè)的鐵銹等雜物，并涂刷脫模劑。模板安裝時嚴(yán)格按測量人員放線進行，誤差控制在5mm以內(nèi)，模板豎向、縱向接縫對齊，模板表面平整。二襯仰拱環(huán)向每間隔24m設(shè)置一道環(huán)向施工縫，沿施工縫位置鋪設(shè)背貼式止水帶、中埋式止水帶，止水帶采用鋼筋卡固定牢固。7二襯仰拱端頭模板安裝二襯仰拱鋼筋及弧形模板安裝完成后，安裝端頭模板。二襯仰

7、拱端頭模板采用定制的鋼模板，施工過程中先用下部模板將底部背貼式止水帶壓緊固定，將中埋式止水帶布設(shè)在下部模板表面，再安裝上部模板，采用鋼筋固定牢靠。環(huán)向止水帶在交叉處必須密貼焊接。止水帶接長采用熱硫化焊接。止水帶接長熱硫化焊接效果圖見圖5.1。圖5.1 止水帶接長熱硫化焊接效果圖模板安裝完成后進行自檢，檢查中線、高程、斷面和凈空尺寸等，自檢合格后報監(jiān)理工程師檢查。經(jīng)監(jiān)理工程師檢查驗收合格，方可進行下道工序施工。8 二襯仰拱混凝土施工混凝土由拌合站集中生產(chǎn)，通過混凝土運輸車運輸至施工現(xiàn)場。采用溜槽澆筑，由二襯仰拱中心向兩側(cè)對稱澆筑，一次完成。采用插入式振搗棒振搗，邊澆筑邊振搗，振搗時振搗棒豎直，且

8、快插慢拔，振搗點均勻分布，距離模板大于10cm，振搗至混凝土不冒氣泡、不下沉、表面開始泛漿為止。二襯仰拱混凝土澆筑后效果圖見圖5.2。9仰拱填充施工圖5.2 二襯仰拱混凝土澆筑后效果圖采用C20混凝土，澆筑前將仰拱頂面雜物清理干凈。模板采用鋼模板，安裝前由專人對模板進行打磨，檢查合格后進行模板安裝。嚴(yán)格控制仰拱填充的標(biāo)高，避免侵入道床范圍。模板安裝完畢且自檢合格后，經(jīng)監(jiān)理工程師檢查驗收合格，方可進入下道工序施工。仰拱填充混凝土拌制、運輸、澆筑及振搗的要求同二襯仰拱混凝土施工。混凝土澆筑應(yīng)分層施工，厚度控制在30cm左右。初凝后進行灑水養(yǎng)生，養(yǎng)護時間為14天。為防止對仰拱填充混凝土造成損傷，24

9、h后方可脫模。5.3二襯仰拱各工序施工時間5、級圍巖段的二襯仰拱設(shè)計為鋼筋混凝土，施工工序主要有初支仰拱表面清碴、二襯仰拱鋼筋安裝、二襯仰拱弧形模板安裝、二襯仰拱混凝土澆筑及仰拱填充混凝土澆筑。根據(jù)施工組織計劃安排，級圍巖每月施工7090m,級圍巖每月施工4050m。根據(jù)單工序時間統(tǒng)計，采用24米全液壓履帶式棧橋每月可施工4組，每組24m，每月二襯仰拱可施工96m，滿足施工需求。5級圍巖段的二襯仰拱設(shè)計為素混凝土。施工工序主要有初支仰拱表面清碴、二襯仰拱弧形模板安裝、二襯仰拱混凝土澆筑及仰拱填充混凝土澆筑。根據(jù)施工組織計劃安排，級圍巖每月施工130m。根據(jù)單工序時間統(tǒng)計,采用24米全液壓履帶式

10、棧橋每月可施工6組，每組24m，每月仰拱可施工144m，滿足施工需求。找平層及底板施工。5級圍巖無仰拱，設(shè)計為40cm底板混凝土。施工工序主要有開挖底板清理、找平層混凝土澆注、底板鋼筋綁扎、底板模板安裝、底板混凝土澆筑。根據(jù)施工組織計劃安排，級圍巖每月施工180m。根據(jù)單工序時間統(tǒng)計，采用24米全液壓履帶式棧橋每月可施工8組，每組24m。每月底板可施工192m，滿足施工需求。6勞動組織表6.1 施工人員配備（單作業(yè)面）序號職務(wù)人數(shù)1作業(yè)隊長1人2技術(shù)主管1人3技術(shù)員2人4安全員1人5瓦檢員2人6質(zhì)檢員1人7測量員2人8清碴工4人9混凝土工8人10鋼筋工12人11模板工6人7材料與設(shè)備7.1材料

11、要求7鋼筋鋼筋所使用的原材料品種、規(guī)格必須符合設(shè)計要求。鋼筋材料進場前檢驗必須按批抽取試件做力學(xué)性能（屈服強度、抗拉強度和伸長率）和工藝性能（冷彎）試驗。7.1.2混凝土混凝土拌合物性能滿足施工需要。7.1.3防水材料土工布、防水板、止水帶型號、規(guī)格符合設(shè)計要求，進場前必須按批次抽取試件檢驗。設(shè)備機具配置結(jié)合隧道開挖方法、工期要求進行合理配置，配套的生產(chǎn)能力為均衡施工能力的1.21.5倍。表7.1 主要設(shè)備機具配備（單作業(yè)面）序號設(shè)備機具名稱型號數(shù)量1挖掘機小松1臺2出碴車25T3輛3大跨度履帶式棧橋24m1臺4鋼筋調(diào)直機/1臺5鋼筋彎曲機/1臺6鋼筋切割機LW-2501臺7混凝土運輸車8m4

12、輛8插入式振搗棒/4個8 質(zhì)量控制8.1質(zhì)量控制8初支仰拱面清理人工配合機械將初支仰拱表面回填虛碴清理干凈，在綁扎鋼筋前采用高壓風(fēng)進行清掃。8二襯仰拱鋼筋安裝采用鋼筋定位卡確保邊墻兩側(cè)鋼筋間距及保護層厚度，通過設(shè)置混凝土墊塊，確保二襯仰拱底板鋼筋保護層厚度。8止水帶安裝仰拱環(huán)向施工縫的背貼式止水帶采用鋼模壓住固定，中埋式止水帶采用鋼模夾住固定，止水帶均要求沿施工縫居中順直。8混凝土振搗、養(yǎng)護及成品保護采用插入式振搗棒分區(qū)段振搗，杜絕漏搗，保證混凝土密實。仰拱填充初凝后開始灑水養(yǎng)護，養(yǎng)護14天。棧橋行走就位過程中在滾輪下墊鋼板，以保護仰拱填充面不被壓壞。8.1.5仰拱填充標(biāo)高及平整度仰拱填充模板

13、安裝完成后，測量組在填充端頭模板上紅油漆標(biāo)示，采用繃線的方式控制填充面標(biāo)高及平整度。8嚴(yán)格質(zhì)量控制，先由班組內(nèi)部工序質(zhì)量自檢后，再由質(zhì)檢員進行檢查，檢查合格后，最后由監(jiān)理工程師驗收合格方可進行下道工序施工。8.2質(zhì)量檢驗8鋼筋安裝和保護層厚度的允許偏差和檢驗方法符合下表：表8.1 鋼筋安裝和保護層厚度質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)表序號名 稱允許偏差（mm）檢驗方法1雙排鋼筋的上排鋼筋與下排鋼筋間距5尺量兩端、中間各1處2同一排中受力鋼筋水平間距拱部10邊墻203分布鋼筋間距20尺量連續(xù)3處4箍筋間距205鋼筋保護層厚度+10,0尺量兩端、中間各2處8模板安裝允許偏差和檢驗方法必須符合下表的規(guī)定表8.2 模板安

14、裝質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)表序號名稱允許偏差（mm）檢驗方法1基礎(chǔ)軸線偏移15尺量每邊不少于2處2模板表面平整度52m靠尺，不少于3處3相鄰兩模板表面高低差2尺量4底、頂面高程10測量，不少于6處8預(yù)埋件和預(yù)留孔洞的允許偏差和檢驗方法必須符合下表的規(guī)定：表8.3 預(yù)埋件和預(yù)留孔洞質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)表序號項目允許偏差（mm）檢驗方法1預(yù)留孔洞中心位置10尺量尺寸+10，0尺量不少于2處2預(yù)埋件中心位置5尺量8混凝土結(jié)構(gòu)外形尺寸允許偏差和檢驗方法必須符合下表的規(guī)定表8.4 混凝土結(jié)構(gòu)外形尺寸質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)表序號項目邊墻（mm）拱部（mm）檢驗方法1平面位置10尺量2垂直度2尺量3高程30，0水準(zhǔn)測量4結(jié)構(gòu)平整度151

15、52m靠尺和塞尺9安全措施各級管理和操作人員嚴(yán)格落實崗位安全職責(zé)。9.2施工前，必須對施工班組及具體操作人員進行安全技術(shù)交底。9.3未經(jīng)安全教育的管理人員及施工人員不準(zhǔn)上崗，未進行三級教育的新工人不準(zhǔn)上崗。9.4作業(yè)班組實行每班班前、班中、班后三檢制。對檢查中發(fā)現(xiàn)的安全隱患，立即整改。在隱患沒有消除前，不得進行施工作業(yè)。9.5加強棧橋結(jié)構(gòu)、制動、行走系統(tǒng)檢查和維護，嚴(yán)格按照棧橋使用維護說明書作業(yè)。9.6仰拱棧橋移動行走時安排專人指揮。9.7車輛通過棧橋時，下方作業(yè)人員必須避讓。9.8在隧道二襯仰拱施工時，應(yīng)保證洞內(nèi)照明充足和通風(fēng)良好。10 環(huán)保、節(jié)能措施10.1全面控制施工污染，減少污水、粉塵

16、及噪聲污染。10.2規(guī)范施工車輛管理，加強車輛清洗。10.3洞內(nèi)應(yīng)保持排水暢通，仰拱填充面不得有積水，施工排水要經(jīng)三級沉淀后排放。10.4施工完成后應(yīng)做到“工完、料盡、場地清”。11 效益分析11.1 施工作業(yè)時間.1有鋼筋段二襯仰拱施工、級圍巖段的二襯仰拱設(shè)計為鋼筋混凝土，根據(jù)單工序時間統(tǒng)計，采用24米全液壓履帶式棧橋每月可施工4組，每組24m，每月二襯仰拱可施工96m，滿足施工需求。無鋼筋段二襯仰拱施工級圍巖段的二襯仰拱設(shè)計為素混凝土，根據(jù)單工序時間統(tǒng)計,采用24米全液壓履帶式棧橋每月可施工6組，每組24m，每月仰拱可施工144m，滿足施工需求。找平層及底板施工。底板施工級圍巖無仰拱，設(shè)計

17、為40cm底板混凝土，根據(jù)單工序時間統(tǒng)計，采用24米全液壓履帶式棧橋每月可施工8組，每組24m。每月底板可施工192m，滿足施工需求。11.2 設(shè)備功效11.2.1提高質(zhì)量：單循環(huán)施工24m，有效減少仰拱施工縫對接次數(shù)，提高了仰拱整體性，改善隧道施工通病，對提高仰拱施工質(zhì)量具有極大的效果。11.2.2改善施工環(huán)境：在滿足各種施工車輛通行的前提下，可進行仰拱同步作業(yè)，且能滿足不同工況需要，可實現(xiàn)快速移動就位，棧橋施工空間高，有效改善了施工環(huán)境。12 應(yīng)用實例由中鐵一局集團有限公司承建的集義隧道位于位于渭南市韓城市桑樹鎮(zhèn)境內(nèi)，設(shè)計為高瓦斯隧道，屬全線重難點工程。隧道位于黃龍山中低山區(qū)，地處關(guān)中盆地

18、的東北邊緣和陜北黃土高原的南緣。區(qū)內(nèi)地勢總體西高東低，山巒疊嶂，溝谷幽深，地形崎嶇復(fù)雜，溝谷切割強烈。海拔標(biāo)高在6001100m之間，隧道進口地面標(biāo)高為679.39，出口地面標(biāo)高為689.36。圍巖以砂巖、泥巖為主，砂巖、泥巖互層，節(jié)理裂隙發(fā)育。泥巖：鮮紫色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，中厚層狀構(gòu)造，弱風(fēng)化，層厚230m。砂巖：青灰色夾紫紅色，砂質(zhì)結(jié)構(gòu)，弱風(fēng)化，層厚1030m，巖質(zhì)堅硬，錘擊聲脆不易碎，局部夾紫紅色薄層泥巖。蒙華鐵路集義隧道仰拱施工全部采用24m自行式液壓棧橋，目前蒙華項目部采用了兩種液壓棧橋，分別由中鐵隧道局設(shè)備制造公司和中鐵五新生產(chǎn)。隧道局生產(chǎn)的仰拱棧橋全橋長38.5m，主橋長度30.2m，

19、橋?qū)挒?.4m，承載能力55t，采用履帶前驅(qū)，電機功率15KW；中鐵五新生產(chǎn)的仰拱棧橋全橋長40.6m，主橋長度28.5m，橋?qū)?.5m，承載能力60t，采用電機后驅(qū)，電機功率12.5KW。兩種棧橋有效施工長度均能達到24m。12.2.1 初支仰拱頂面清渣初支仰拱開挖支護與邊墻開挖支護同步進行，初支仰拱支護完成后回填洞碴至邊墻墻腳處，二襯仰拱施工前人工配合挖掘機將回填的洞碴清除，由于棧橋前引橋較長，每次清碴區(qū)段長6m，采用挖掘機和自卸式汽車出碴。完成機械24m清渣后，采用人工再次對初支仰拱頂面進行清理，并留影像資料備查。12.2.2二襯仰拱棧橋前行每6m回填洞碴清理完成后，二襯仰拱棧橋前行6m。再進行下一循環(huán)清渣。12.2.3施工縫處理及防排水施工將前一組二襯仰拱端頭鑿毛處理，鑿除混凝土表面的水泥砂漿和松軟層。鑿毛面積應(yīng)不低于總面積的75%。邊墻盲管施工前由測量人員每5m進行測量放樣，