XXX隧道仰拱及仰拱填充施工技术

隧道仰拱及仰拱填充施工技术

摘要文章对XXX隧道仰拱及仰拱填充施工作业技术进行了全面概述，适用于时速200km/h以内客货共线铁路隧道仰拱及仰拱填充施工；可作为时速200km/h以上及客运专线铁路隧道仰拱及仰拱填充施工参考。对类似隧道仰拱及仰拱填充施工有着借鉴、指导的意义，保障了隧道仰拱及仰拱填充的高质量完成。

关键词施工准备工艺流程作业要点技术规范质量要求

1、概况

XXX隧道位于四川盆地北东部的广元市苍溪县鸳溪镇和浙水乡，为单洞双线，线路走向近北南向，隧道全长5215m，最大埋深165m。本隧位于龙门山印支褶皱带东部，四川川中坳陷燕山褶皱区之川北凹斜东部；测区广泛分布侏罗系、白垩系砂泥岩地层，形成缓而开阔的背斜、向斜或孤立的鼻状穹窿构造，隧道就位于NE向的梓潼向斜的SE翼，九龙山背斜的NW翼，地层呈单斜状，倾角2~8°不等，未见断层构造，受褶皱带影响，发育两组节理。

2、技术准备

2.1 仰拱施工时间的确定

根据隧道施工新奥法原理，仰拱应尽早及时施作，紧跟掌子面，但又不能干扰掌子面开挖、支护作业，可视现场实际情况适时施作仰拱。一般情况下，Ⅴ级围岩仰拱距掌子面距离不得超过40米，Ⅳ级围岩不得超过50米，Ⅲ级围岩不得超过90米。

2.2 隧底断面检查

在仰拱施工前，技术人员应组织测量人员对隧道隧底断面进行检查，以确保仰拱厚度。如隧底有初期支护的，应在初期支护施工时确保尺寸符合设计要求。

2.3 选定配合比

Ⅳ、Ⅴ级围岩仰拱采用C35耐久性钢筋混凝土，Ⅲ级围岩仰拱采用C30耐久性素混凝土；仰拱填充采用C20素混凝土；衬砌混凝土抗渗等级不得低于P8。在仰拱施工前，试验室应按现行的有关规定，选定经济合理可行的配合比。

2.4 测量放样

在仰拱施工前，应按设计现场测放出预浇筑段仰拱及仰拱填充的定位桩及高程：隧道

中线桩、左右边桩、内轨高程（每10m一点），以利于仰拱及仰拱填充模板及沟槽定位。

3、机具人员及材料准备

3.1 仰拱栈桥

管段内隧道仰拱及仰拱填充混凝土浇筑方式为分段整幅连续浇筑，一次成型。为不干扰和影响掌子面的开挖和支护作业，采用仰拱栈桥辅助施工作业。根据每循环仰拱及仰拱填充混凝土浇筑长度不同，选用不同长度的栈桥，一般情况下，长度以10～12m为宜，每个洞口配置4副（8片）。栈桥采用32a工字钢制作，必须保证足够的刚度和稳定性。栈桥制作材料及尺寸见图1所示。

图1、仰拱栈桥

3.2 仰拱及仰拱填充模板

根据设计文件中仰拱及仰拱填充混凝土尺寸，场外预制好仰拱及仰拱填充模板。为保证模板的刚度和稳定性，挡头模板采用钢板制作成分块小钢模，肋采用角钢加固，仰拱模板为方便止水带的安装，模板中间做成通缝；水沟边模采用钢板或槽钢制作。

图2、仰拱及仰拱填充模板

3.3 其他机具

在仰拱施工前，除以上机具外还必须准备好以下其他施工机具：混凝土全自动搅拌站1座、混凝土运输车2辆、插入式振动器2台、溜槽1副、装载机1辆、挖掘机1辆。并对机械进行检修及试运行等工作，以保证施工中机械正常运行。需配置的机具见表1。

3.4 原材料

在仰拱施工前，应对原材料进行检验，如水泥、粉煤灰、钢材、砂、石、水、外加剂等。材质必须满足设计和规范要求，对不合格的材料禁止使用，并及时清除出施工场地，以免混用。

3.5、人员准备

仰拱及仰拱填充施工前，相关施工人员必须进场，除了必要的搅拌站及汽车等车辆司机外，混凝土浇筑作业人员不宜少于10人。并对其进行安全教育、技术培训，使其熟悉有关施工工艺流程、技术标准和注意事项。相关作业人员数见表1。

表1、隧道仰拱及仰拱填充施工机具及作业人员配置一览表

4、工艺流程

仰拱及仰拱填充施工工艺流程框图见图3。

图3、仰拱及仰拱填充施工工艺流程框图无碴轨道仰拱填充预留30cm找平层，其余工艺流程与有碴轨道相同。

5、施工工艺要点

5.1、仰拱钢筋绑扎

⑴. 钢筋进场时，必须对其质量指标进行全面检查，其质量应符合现行国家标准的规定和设计要求。

⑵. 钢筋品种、级别、规格和数量必须符合设计要求。

⑶.钢筋应平直、无损伤，表面无裂纹、油污、颗粒状或片状老锈。钢筋保护层垫块的位置和数量应符合设计要求，当设计无要求时，不少于4个/m2。

⑷. 钢筋的加工应符合设计要求。当设计未提出要求时，应符合下列规定：

①.受拉热轧光圆钢筋的末端应作180°弯钩，其弯曲直径dm不得小于钢筋直径的

2.5倍，钩端应留有不小于钢筋直径3倍的直线段（图4）。

②受拉热轧光圆和带肋钢筋的末端，当设计要求采用直角形弯钩时，直钩的弯曲直径dm不得小于钢筋直径的5倍，钩端应留有不小于钢筋直径3倍的直线段（图5）。

③弯起钢筋应弯成平滑的曲线，其弯曲半径不得小于钢筋直径的10倍（光圆钢筋）或12倍（带肋钢筋）（图6）。

④用光圆钢筋制成的箍筋，其末端应作不小于90°的弯钩，有抗震等特殊要求的结构应作135°或180°的弯钩（图7）；弯钩的弯曲直径应大于受力钢筋直径，且不得小于箍筋直径的2.5倍；弯钩端直线段的长度，一般结构不得小于箍筋直径的5倍，有抗震等特殊要求的结构，不得小于箍筋直径的10倍。

图4、弯钩图5、直角形弯钩

图6、弯起钢筋图7、箍筋末端弯钩

⑸.钢筋接头应设置在承受应力较小处，并应分散布置。配置在“同一截面”内受力钢

筋接头的截面面积，占受力钢筋总截面面积的百分率，应符合设计要求。当设计未提出要求时，应符合下列规定：

①.焊（连）接接头在受弯构件的受拉区不得大于50%，轴心受拉构件不得大于25%。

②.在构件的受拉区，绑扎接头不得大于25%，在构件的受压区不得大于50%。

③.钢筋接头应避开钢筋弯曲处，距弯曲点的距离不得小于钢筋直径的10倍。

④.在同一根钢筋上应少设接头。“同一截面”内，同一根钢筋上不得超过一个接头。

5.2、仰拱模板、止水带的安装及加固

⑴.仰拱模板采用自制钢模，中间预留埋设止水带通缝，模板安装前，根据测量桩在隧道两侧边墙上用红油漆标出模板位置，然后挂线安装仰拱模板，以保证模板线条平直。模板安装好后，根据测量放出的水平点用水平管打标高，用红油漆在模板上标出仰拱混凝土顶面标高，保证仰拱混凝土顶面坡度平顺。模板与混凝土的接触面必须清理干净并涂刷隔离剂。模板安装好后，采用钢管支撑并加固，紧贴在模板上的钢管架应做成横带、竖带形式，利用钢管扣将钢管架连成整体，最后支撑于未开挖的隧底岩石上，如前面已开挖，应在隧底竖向打钢筋头，然后撑在钢筋头上，以保证支撑稳固。模板安装必须稳固牢靠，接缝严密，不得漏浆。

⑵.模板安装好后，埋入30 cm宽中埋式橡胶止水带并固定（不得用钉子或铁丝等物将止水带穿孔），止水带在环向方向伸出混凝土表面不小于30 cm，止水带接缝平整、牢固、不得有裂口和脱胶现象，并不得有穿孔，混凝土浇筑前应校正止水带位置，保持其位置准确、平直。

5.3、浇筑仰拱混凝土

经过自检、监理工程师检查合格后，开始浇筑仰拱混凝土。

混凝土采用混凝土搅拌站集中拌制，通过输送车运输，人工摊铺，由已浇筑一端向另一端摊铺，并由仰拱中心向两侧对称进行。当距离较远时，混凝土从运输车出来后采用溜槽辅助施工。采用插入式振捣器振捣，振捣方法：开动振动棒，振捣手握住振捣棒上端的软轴胶管，快速插入混凝土内部，振捣时，振动棒上下略为抽动，振捣时间为20～30秒，但以混凝土面不再出现气泡、不再显著下沉、表面泛浆和表面形成水平面为准。使用插入式振动器应做到快插慢拔，插点要均匀排列，逐点移动，按顺序进行，不得遗漏，做到均匀振实。移动间距不大于振动棒作用半径的1.5倍（一般为30～40 cm），

靠近模板距离不应小于20 cm。振捣上一层时应插入下层混凝土面5～10 cm，以消除两层