铁路隧道仰拱施工安全作业要点

仰拱施工控制要点

仰拱是隧道结构的主要组成部分之一，它是隧道结构的基础。它一方面要将隧道上部的地层压力通过隧道边墙结构或将路面上的荷载有

效的传递到地下，而且还有效的抵抗隧道下部地层传来的反力。为此仰拱的受力状态比较复杂。若有不慎，易出现隧道结构失稳，为此在施做仰拱结构时必须精细，其结构物一定要符合规范和设计要求。隧道仰拱施工应严格遵循“短进尺、弱爆破、勤量测、早封闭”的施工原则，平行作业交叉接口清晰，切实做好量测，完善施工排水，仰拱栈桥安全可靠。

一、施工工序安排：仰拱施工应视围岩类别、地形情况及隧道埋置深度的不同分别作不同的工序安排，其它平行作业工序应协调作业，前一道工序作业应满足结构稳定要求。

1．对于洞口偏压地段、Ⅵ、Ⅴ级浅埋段，为了保证隧道的施工安全，隧道仰拱开挖应紧跟开挖作业面，施工长度应不小于50m。并尽早进行模筑衬砌施工，闭合成环。

2．深埋段隧道根据围岩级别不同，为避免墙基应力集中，控制变形并及时形成闭合环，采用上下台阶施工的隧道，对仰拱部位开挖时，应控制一次开挖段的长度。

（1）Ⅳ级围岩地段，基坑长度应≤4.0m；

（2）Ⅴ级围岩地段，基坑长度应≤3.0m；

（3）设钢支撑地段一次开挖长应≤2榀钢架长度；

（4）仰拱工作面距离开挖下断面距离应≤35m。

3．应加强仰拱栈桥的加工、安装过程控制。

（1）仰拱栈桥设计时，其承载力不得小于最大通行荷载的1.5倍，以满足预留保险系数的要求；仰拱栈桥设计时，其最大挠度f/L不得大于1/400；栈桥加工焊缝应饱满、连续，焊缝高度不小于6mm、宽度不小于8mm；

（2）施工过程中，应加强栈桥挠度观测和控制，发现挠度超过要求应及时检修；应加强栈桥各焊接部位的质量检查，发现有焊缝脱落、焊缝开裂，应及时补焊；应加强栈桥主梁工字钢、上下钢板的质量检查，发现有开裂、塑性变形、疲劳破坏，应及时修补加强。

4．仰拱开挖前应进行初期支护质量检查。

（1）墙基喷射混凝土应无空鼓、裂缝及酥松；

（2）锁脚锚杆必须完成且安装质量合格；

5．应采用弱爆破开挖，保证仰拱基本成型。

（1）开挖尺寸应满足设计要求，底部平顺，无虚碴杂物；

（2）隧道底部两隅与侧墙连接处应平顺开挖，避免应力集中。

6．仰拱开挖时，应采取必要措施，保证洞内排水畅通。应配备排水设施，及时排除基坑内积水，严禁在未浇注混凝土前仰拱基坑内积水、浸泡，影响支护基础支撑应力。

7．量测工作必须及时跟进，重点观察拱项和边墙位移收敛变化。量测作业应严格遵守《关于进一步明确软弱围岩及不良地质隧道设计施工有关技术规定的通知》（铁建设2010第120号）要求，隧道拱顶下沉和周边收敛量测间距Ⅳ级围岩不得大于10m、Ⅴ级围岩不得大于5m。当地质条件为大变形软弱围岩时，变形一旦发生急剧，应立即进行仰拱加固：

（1）开挖前可架设横撑顶紧两侧墙脚防止边墙收敛对挤，横撑拆

除应在仰拱混凝土达到设计强度70%方可拆除；

（2）底面及两测应预先打设锚杆或注浆加固。

8．施工现场应结合隧道围岩地质情况，当以上措施不能满足结构稳定时，应及时作出支护变更意见，可采取进一步加强措施：（1）变更隧道支护参数。

（2）加强钢架底部支撑强度，采用短型钢三榀纵向连接。

（3）锁脚锚杆可改为注浆锚管。

（4）当变开速率难以收敛时，应在开挖工序中台阶处设置临时仰拱。

9．仰供及填充应分开浇筑，且应全幅灌注，仰拱和底板混凝土强度达到5Mpa后行人可通行，达到设计强度的100%车辆可通行。

二、作业流程

主要包括测量放线、铺设仰拱栈桥、开挖、清底、拱架（格栅、型钢）制安、喷射混凝土、防排水设施的预埋和铺设、仰拱施工、仰拱回填片石混凝土施工、仰拱及仰拱填充混凝土保湿养护等。详见下图：

仰拱施工工艺流程图

三、工序作业施工要点

1.测量放样：

测量组要准确定出仰拱开挖拱底、回填层顶面相对于隧道中线的距离及高标，并在边墙上每5~10米作水准点。保证仰拱及仰拱回填结构尺寸。

2.铺设仰拱栈桥：仰拱栈桥应安设牢固。

3.开挖：

（1）需设仰拱部位的基坑几何尺寸一定要符合设计文件要求。

（2）采用人工配合机械全断面开挖、清底，挖掘机、装载机、自卸车出渣。

（3）为避免开挖震动对已形成的初衬结构造成不利的影响和尽量控制超挖，仰拱开挖严禁放大炮，控制装药量。

（4）若岩层较硬可采用松动控制爆破，爆破时严格打眼装药程序。边墙处尽量用风镐或人工开挖以减少震动。

（5）开挖时应注意两侧边墙拱脚处附近不要钻设炮眼，拱脚处欠挖部分采用风镐凿除，以免松动边墙钢架。

4.支护：

（1）仰拱部位的基坑开挖后在施设各支护结构前，必须测量基底部标高、几何尺寸等，检查其是否符合设计要求。

（2）在施实仰拱支护前，对基坑中的虚渣、杂物、积水等必须清除干净。

（3）对超挖过大的坑穴，用C20片石砼回填密实。

（4）在仰拱的初支中设有钢拱架时：

a．钢架的型号、间距及钢架纵向连接钢筋的规格、间距及连接符合设计要求。

b．仰拱钢架与边墙钢架的连接应符合设计要求，特别应注意仰拱钢架与隧道边墙基底处的连接应采取板式连接。

c．仰拱钢架应用冷弯机弯制成符合弧度要求的形状。当整榀钢架分段制做时，其接头必须按设计要求制成板式连接。

（5）仰拱初喷混凝土施工：

a．喷混凝土的强度应符合设计要求。

b．喷混凝土的厚度应满足钢架保护层的要求。

c．喷射混凝土洞外拌制，洞内湿喷机喷射，注意原材料进场检验，现场喷射顺序、喷射厚度质量控制，禁止回弹料进入仰拱结构。

5.仰拱混凝土施工

（1）仰拱初支完成后，应及时施作仰拱结构。

（2）仰拱的厚度、结构、几何尺寸必须符合设计要求。

（3）仰拱中钢筋实施：

a．仰拱中各部钢筋的规格、部位、间距、绑扎焊接工艺必须符合规范和设计要求。

b．仰拱钢筋伸入边墙部位的长度应符合设计要求。