大斷面拱涵施工技術(shù)

段利賓

大斷面拱涵施工技術(shù)

段利賓

摘 要：大斷面拱涵由于適用的局限性，在鐵路施工過程中使用較少。結(jié)合寶蘭客運(yùn)專線蘭州鐵路樞紐工程高矢拱涵的施工地理特點(diǎn)和工期要求，通過加工專用的內(nèi)、外模走行臺車，較好地解決施工中的問題，既節(jié)約成本又提高施工進(jìn)度，對類似工程具有一定的借鑒作用。

關(guān)鍵詞：拱涵；大斷面；走行臺車；成本；施工進(jìn)度

0 引言

目前國內(nèi)的涵洞多以蓋板涵、箱型涵居多，拱涵特別是較長的大斷面拱涵相對較少。隨著鐵路的快速發(fā)展，在遇到河流地段峽谷相對較小，但需跨越寬度又較大時，大斷面拱涵比橋梁施工更實(shí)用、更節(jié)省成本。以寶蘭客運(yùn)專線1-9．0m高矢拱涵為例，對施工技術(shù)及工藝進(jìn)行改進(jìn)，提高施工效率、節(jié)約施工成本。

1 概況

新建鐵路寶蘭客運(yùn)專線蘭州鐵路樞紐工程DCSK4+024（1-9．0m）高矢拱涵位于存車場范圍內(nèi)，該拱涵位于蘭州市七里河區(qū)范坪村境內(nèi)，為跨越小金溝排洪而設(shè)，該涵采用1孔9m鋼筋混凝土拱涵設(shè)計(jì)，涵內(nèi)凈寬9m，凈高8．1m，全長546m，基礎(chǔ)位于砂質(zhì)黃土層，出入口采用M10漿砌片石鋪砌。

2 設(shè)計(jì)方案比選

方案1：采用傳統(tǒng)施工工藝，滿堂支架+木模板拼裝施工。該方案在涵洞施工方案中較為常見，但對于較長的大斷面拱涵所需的材料及勞動力投入較大，且施工周期較長。

方案2：內(nèi)模采用定制鋼模板臺車，外模采用鋼模或木模拼裝施工。該方案與隧道工程明洞施工相似，技術(shù)方案也較為成熟，按常規(guī)施工該方案可行度較高。

方案3：拱涵內(nèi)模及外模均采用專門定制的鋼模臺車進(jìn)行施工，并配備自行行走系統(tǒng)。該方案雖然在目前施工中采用較少但施工效率最高，且投入也較小，特別是模板、支架的投入費(fèi)用大大降低，同時節(jié)省滿堂支架施工及模板拼裝施工的時間，施工效率得到很大提升。

3 施工方案及工藝

綜合考慮施工安全、質(zhì)量、工期、成本等因素，結(jié)合本工程的施工特點(diǎn)，可以看出方案3效果最為可行，具有相對安全可靠、操作簡單、施工效率較高、節(jié)約成本等優(yōu)點(diǎn)，能很好滿足現(xiàn)場施工需要。

3.1 臺車構(gòu)造及體系

臺車主要由內(nèi)模、外模、端模、液壓/絲杠系統(tǒng)、支撐系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、軌道等組成（見圖1），臺車高度10．98m，凈寬4m。

3.2 基礎(chǔ)施工

基礎(chǔ)采用C40鋼筋混凝土，呈凹字形，兩端高4．0m，中間2．5m。基礎(chǔ)施工完后當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求時進(jìn)行臺車拼裝施工。

3.3 臺車拼裝

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際條件，臺車拼裝采用25t吊車，人工倒鏈、裝載機(jī)配合。外模臺車拼裝于拱涵基礎(chǔ)外側(cè)的行走軌道上，軌道長度12．5m/單元。按照鐵路軌道標(biāo)準(zhǔn)，單元連接處采用魚尾板相連。外模門架采用雙層橫梁，同時增設(shè)4件縱向防滑裝置，在縱向上將整套模板與門架牢牢連接成整體，通過縱向防滑限位裝置固定在門架橫梁上，頂部模板只能隨上縱梁左右平移，不出現(xiàn)前傾或后傾現(xiàn)象，這樣模板才不會出現(xiàn)“跑模”。同時，為了保證模板兩個端頭的強(qiáng)度，門架的縱向長度與模板總長一致，從而避免模板在使用時不會出現(xiàn)典型的喇叭口。臺車內(nèi)模原理與外模相似，內(nèi)模臺車頂部不設(shè)置伸縮系統(tǒng)，下部設(shè)置橫向伸縮系統(tǒng)保證快速拆模。臺車內(nèi)外模直接拼裝于拱涵基礎(chǔ)上，拼裝完成后對各部位及細(xì)節(jié)處進(jìn)行檢查、打磨，并涂刷脫模劑。

圖1 拱形臺車正視圖

3.4 涵身施工

拱涵內(nèi)模臺車拼裝完成后進(jìn)行鋼筋綁扎，鋼筋綁扎按照設(shè)計(jì)圖紙要求進(jìn)行施工。施工完成經(jīng)檢驗(yàn)合格后將外模臺車通過軌道及行走系統(tǒng)將外模臺車移動至準(zhǔn)確位置。內(nèi)模、外模臺車固定，安裝堵頭板模板及伸縮縫材料，檢驗(yàn)合格后進(jìn)行混凝土澆筑施工。拱涵頂部預(yù)留楔口，其寬度為30cm，拱圈強(qiáng)度達(dá)到70%以上時方可進(jìn)行合攏。內(nèi)模臺車為一個整體結(jié)構(gòu)（見圖2），外模臺車模板為兩塊分離式模板結(jié)構(gòu)（見圖3），安裝完成后外模頂部預(yù)留1．5m混凝土澆筑及伸縮口，保證混凝土澆筑施工及前期的混凝土本身變形。

3.5 拆模與養(yǎng)護(hù)

涵身澆筑完24h后涵身新澆混凝土強(qiáng)度能達(dá)到5MPa，可拆除外模；新澆涵身混凝土3d強(qiáng)度能達(dá)到70%，可拆除內(nèi)模。內(nèi)模拆模時支撐和液壓系統(tǒng)同時收縮使臺車與混凝土脫離，再通過臺車行走系統(tǒng)移動至下一單元拱涵施工。外模拆模時通過提升模板使之與混凝土脫離，通過行走系統(tǒng)移動至下一施工單元，進(jìn)行打磨、涂刷脫模劑，準(zhǔn)備下一施工單元的施工，拆模完成后的混凝土及時進(jìn)行覆蓋、養(yǎng)護(hù)。

圖2 臺車內(nèi)模現(xiàn)場

圖3 臺車外模現(xiàn)場

3.6 施工安全及實(shí)用性分析

拱涵臺車的應(yīng)用比常規(guī)施工具有更高的安全性和實(shí)用性，大大節(jié)約了拉動力和材料的浪費(fèi)，使拱涵施工向“工廠化”邁進(jìn)了一步。最重要的是臺車只通過人工操作行走系統(tǒng)進(jìn)行控制，省略常規(guī)施工中搭設(shè)腳手架、拼裝模板等需較大勞動力的工序，避免高空作業(yè)等施工發(fā)生。同時該臺車的應(yīng)用更加靈活和多變，為加快施工進(jìn)度可通過增加內(nèi)模臺車的數(shù)量和鋼筋綁扎勞動力來滿足緊張的工期要求，外模臺車僅需鋼筋綁扎完成后澆筑混凝土和等待拆模的時間。施工控制靈活、簡單，能夠滿足不同工期和條件下的要求，值得在施工中多推廣和應(yīng)用。

4 結(jié)束語

1-9．0m高矢拱涵施工從2013年8月開始進(jìn)行第1節(jié)拱圈施工，截至2013年12月全部澆筑完成。投入內(nèi)模臺車4臺，外模臺車2臺，比原先常規(guī)方案計(jì)劃工期提前4個月以上，并很好地節(jié)約了施工成本。通過我國建筑行業(yè)近幾十年的發(fā)展歷程可以看出，建筑業(yè)的施工逐漸向自動化、機(jī)械化的方向迅速發(fā)展。該案例的成功應(yīng)用也正符合這樣的發(fā)展規(guī)律。

段利賓：中鐵二十一局集團(tuán)有限公司蘭州樞紐項(xiàng)目部，工程師，甘肅 蘭州，730000

責(zé)任編輯 苑曉蒙

中圖分類號：U445

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1672-061X（2015）05-0042-02