浅谈高速铁路隧道喇叭口倒切式洞门施工技术

浅谈高速铁路隧道喇叭口倒切式洞门施工技术

摘要：高速铁路隧道的洞门形式多种多样，各种洞门适用于不同的隧道形式，本文主要介绍了10m喇叭口倒切开孔式缓冲结构隧道洞门的施工方法，该类洞门主要适用于洞口场地狭窄或桥隧相接以及边仰坡有落石掉块可能的地段，本文主要总结了10m喇叭口倒切式开孔缓冲结构隧道洞门的倒切段轮廓线的控制方法，以期为类似工程的施工提供借鉴。

关键词：铁路隧道喇叭口倒切空间轮廓

0 引言

我国大多数高铁线路中有大量的隧道、高架桥（丘陵地区）或高架结构（平原微丘地区），因此高速铁路中隧道比重显著增加。隧道采用的洞门形式也随着洞口地形、地质条件及空气动力学影响的不同而多样化，一般有帽檐斜切式、喇叭口倒切式、双侧挡墙式隧道门、挡翼墙式明洞门以及单压式明洞门等多种隧道门，徐墩隧道进口属于桥隧相接形式且洞口场地狭窄，因此洞门设计为10m喇叭口倒切式开孔缓冲结构。

1 概况

新建合福铁路客运专线闽赣段Ⅵ标徐墩隧道地处福建省东北部低山丘林区，自然坡度一般为20～25°，植被发育，多为松树林。进口位于山坡半坡，出口坡度较缓，进出口地面标高分别为134.3、133.1，隧道设计范围为DK636+050.8～DK636+431，全长380.2米。隧址区地下水为基岩裂隙水，进出口段地下水较发育，地下水无化学侵蚀性，碳化环境作用等级为T2。徐墩隧道位于低纬度带，气候温和、雨量充沛，属亚热带季风气候，年平均气温最高24.57℃，最低15.2℃。

2 隧道门设计与展示

徐墩隧道进口设计采用10m喇叭口倒切式开孔缓冲结构隧道门，该隧道门适用于洞口场地狭窄或桥隧相接、边仰坡有落石掉块可能的地段，该洞门结构由1节开孔段与喇叭口倒切段组成，开孔段在隧道顶部设置开孔，开孔大小为3m （纵向）×3.2m（横向）。洞门结构沿隧道中轴面（即图一所示Y-Z面）对称。10m喇叭口倒切式开孔缓冲结构洞门如图1所示。

图1 10m喇叭口倒切式开孔缓冲结构洞门展示图

3 喇叭口倒切式开孔缓冲结构的施工步骤

徐墩隧道10m喇叭口倒切式开孔缓冲结构开孔部分长7m，由于喇叭口向洞外倒切，洞内喇叭口段长度与洞外喇叭口长度均为3m，整个喇叭口倒切段共长为6m,因此整个洞门系长度实际为13米，如图2：10m喇叭口倒切式缓冲结构纵断面图所示。徐墩隧道衬砌模板台车长12米，洞门系不能一次整体浇注，因此在洞门施工时分为两段施工，分别为7m开孔段与6m喇叭口倒切段。

图2 10m喇叭口倒切式开孔缓冲结构纵断面图

3.1 洞门开孔段施工

1)钢筋绑扎

洞门开孔段施工时利用12m台车做内模，首先进行台车定位与加固支撑，然后按设计要求绑扎洞门钢筋。施工时先将环向主筋安装到位，安装过程中钢筋保护层必须符合设计要求，内层主筋安装及纵向分布钢筋安装完毕后涂刷隔离剂。以上工序完成后安装外层钢筋，箍筋在纵向与环向钢筋交叉的每个节点设置，以箍筋长度控制层厚，保证钢筋弧度圆顺，层厚均匀，最后按照设计要求进行动力学开孔钢筋绑扎。

2）内模、外模施工

开孔段衬砌外模固定采用环向拉筋固定，环向拉筋采用φ22螺纹钢，纵向间距80～100cm，环向拉筋采用固定钢筋与衬砌钢筋焊接固定，固定钢筋采用φ22螺纹钢，环向间距不大于80cm，纵向间距与拉筋一致，环向拉筋与固定钢筋、固定钢筋与衬砌结构钢筋焊接应牢固。施工中环向拉筋位置应尽量紧靠单块模板端头，上下层模板接缝处应尽量错开，避免出现模板通缝。外膜加固可采用钢管、方木、工字钢等支撑。

动力学开孔处模板采用木胶板，5cm厚木板作为肋板，肋板间距40cm，肋板后环向焊接三排φ50小导管作为环向拉杆。开孔处内模与外模固定采用对拉丝杆，丝杆外套φ10mmPVC管。

衬砌外层模板必须拼装紧密，局部由于模板欠缺造成的部分空洞在灌注混凝土前用破布或土工布废料堵塞严密，防止灌注混凝土时由于泵送混凝土压力较大造成严重漏浆或者造成跑模现象。

3.2 洞门喇叭口倒切段施工

1）模板的选择

由于喇叭口倒切的两条轮廓线全为坐标控制，若使用组合钢模型存在较大困难，一是加工困难，轮廓把握不准，二是安装困难，很难与开孔段紧密连接。鉴于以上情况，采用木模板拼装倒切喇叭口，考虑到喇叭口的外观效果，建议使用竹胶板，外嵌普通木模板加固。

2）立模的理念

倒切喇叭口施工最关键的就是模板的支立，由于倒切喇叭口的A、B轮廓线变化复杂，给立模带来极大困难，其控制的方法是将A、B轮廓线的坐标放样到模板台车上，施工时，先支立内弧模板，再绑扎喇叭口双层钢筋，然后支立外弧模板并加固。

3）坐标换算

控制倒切喇叭口的全是三维坐标，无法直接用来指导模板支立，在控制A、B轮廓线时，将设计三维坐标引申到模板台车上，坐标点很多，不同位置的坐标引申方式不同。在喇叭口倒切结构坐标体系中，A、B轮廓线控制设计坐标的Z 和X（Z-从隧道洞门口向洞外的距离，X-是坐标点与隧道中线的距离），通过立模时移动高程Y即可定位设计坐标点。

4）内弧模板支立

内弧模板支立之前，先参照喇叭口倒切内轮廓线A的点位在衬砌台车表面上放样，每个点根据坐标体系中Y值和Z值的变化，用对应相同X值长度的钢筋焊接在衬砌台车上，然后将各点通过φ6.5盘条进行连接，放出轮廓线A，轮廓线必须确保圆顺。轮廓线A放样完成后，内模骨架采用预先加工好的钢管或者轻型工字钢沿轮廓线A进行纵向焊接，一端焊接在台车表面（喇叭口起始位置），一端通过焊接在台车表面上的竖撑焊接在喇叭口末端A轮廓线上，竖撑间距及骨架间距根据实际情况进行设置或加密。如图3：喇叭口倒切式缓冲结构倒切段内模骨架施工图。

图3喇叭口倒切式缓冲结构倒切段内模骨架施工图

内模骨架施工完成后，利用木板拼出轮廓线形状，并预留轮廓线控制模板的位置，普通木板宽度要求适中，避免直接支立轮廓控制模板时造成模板以折线相接，从而导致喇叭口的弧面呈现折面，影响外观效果。拼出轮廓线形状后，开始支立轮廓控制模板，该模板利用大张竹胶板，尽量减少接缝数量，整个内弧控制模板支立完毕后，利用砂浆将控制模板的接缝抹平，这样可以避免漏浆和利用胶布粘贴造成的印痕。