拱架法在明洞施工中的應用

侯鵬飛

摘 要：新建貴陽至廣州鐵路站前工程GGTJ-7標段古斗二號雙線隧道因地處架梁通道關鍵位置，明洞段特采用了拱架法施工，采用外拱架配合腳手架固定木模板作外模，拱架為鋼筋提前綁扎提供可靠支撐，鋼模臺車作內(nèi)模，砼采用輸送泵泵送。該法將明洞施作時間縮短至4天一板，較大限度地解放了臺車資源，保證了總工期，尤其適用于明洞較長的隧道或隧道群，能重復利用拱架，降低施工成本，增加施工經(jīng)濟性。

本文重點簡述拱架法明洞施工工藝的注意事項。

關鍵詞：隧道；明洞；拱架；測量；安全

中圖分類號：U455 文獻標識碼：A

1.工程概況

古斗二號雙線隧道絕對高程290m～430m，相對高差最大達140m，自然坡度一般10°～46°，最大埋深112m，溶蝕峰林峰叢地貌。該隧受附近斷層影響，節(jié)理裂隙較發(fā)育。本隧進口采用斜切式洞門，出口采用耳墻式洞門。全隧606m（DK454+494-DK455+100）除斜切、斜切延伸及DK454+989～DK455+O09明洞段段采用明挖法施工，設置明洞襯砌外；其余段落均采用暗挖法施工，設置復合式襯砌。偏壓式明洞襯砌結(jié)構(gòu)圖詳如圖1所示。

2.主要目的

古斗二號隧道位于我標段架梁咽喉地段，工期緊迫。截至2012年3月7日，剩余工程量為：二襯DK454+703-+660（43m）Ⅱ級圍巖、DK454+660-DK454+650（10m）Ⅲ級圍巖、DK454+623-DK454+580（43m）Ⅲ級圍巖、DK454+980-DK454+989（9m）V/I圍巖、DK455+009-DK455+100（91m）V/I圍巖；明洞DK454+989-DK455+009（20m）偏壓明洞，DK454+524-DK454+509（15m）斜切延伸段。鑒于資源有限，二襯按2.5天一板，明洞按14天一板（不考慮天氣等不利因素影響）排布工期，架梁車很難如期通過。因古斗二號隧道二襯臺車不能完全滿足進度要求，考慮將相鄰臺車拆裝至該隧道，加快二襯施工進度；同時采用拱架法提前進行明洞鋼筋綁扎等工序，從而縮短明洞工期。

該工藝將明洞施工工藝的綁筋、鋪模板的環(huán)節(jié)采取措施創(chuàng)造條件提前進行，大大縮短了明洞施作時間至4天一板，保證了架梁。

3.具體施工工藝

施工的程序大致為：拱架的制作、拱架的運輸與安裝、綁扎鋼筋、鋪設模板等、臺車就位并調(diào)整各部件至工作狀態(tài)、外模及封端頭模、砼的澆注等工序，所涉及各工序均嚴格遵守規(guī)范施工。

3.1 拱架的制作

3.1.1 為給明洞綁筋、鋪設模板工序提供穩(wěn)固的作業(yè)平臺，采用I20b工字鋼加工制作拱架。采用A、B、C三單元加工制作，各單元長度詳見圖2型鋼拱架斷面圖及圖3型鋼拱架安裝立面圖。

3.1.2 拱架制作在洞外集中預制，由鋼板、角鋼、型鋼等焊接而成。組織專業(yè)工人按照圖4明洞拱架加工圖中各單元參數(shù)（半徑、弦長等）進行加工。

3.1.3 加工前，由現(xiàn)場技術(shù)員對工人進行書面及口頭交底，保證工人對各參數(shù)熟練掌握。加工完成一榀后首先對其進行試拼，確定參數(shù)無誤后，繼續(xù)加工剩余工程量。

3.2 拱架安裝

該明洞工藝改進方案的關鍵就是拱架安裝環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)需要使用防水板作業(yè)臺架配合16t吊車進行作業(yè)，首先進行左右對稱進行的A、B單元安裝，最后安裝C單元。

3.2.1 對于A接點如圖5A接點所示，實際地質(zhì)情況為硬質(zhì)巖層可不設置墊鋼板，如果地質(zhì)狀況不理想，為防止拱架不均勻沉降，宜設置，施工明洞仰拱時可同時考慮預埋鋼板，方便拱架的錨固；施工明洞仰拱時可同時考慮預埋鋼板，方便拱架的錨固。按照既定方案，現(xiàn)場測量確定預埋鋼板的高程及平面位置。

3.2.2 對于BC接點預埋鋼板按照圖6B、C接點施工：為防止拱架不均勻沉降，建議設置墊鋼板。

3.2.3 考慮安裝過程的偏差及結(jié)構(gòu)本身產(chǎn)生的沉降變形，將拱架內(nèi)側(cè)半徑定為731cm，安裝間距按2m/榀設置。鋼架焊接及螺栓連接應符合《鋼結(jié)構(gòu)工程施工驗收規(guī)范》的要求，以保證焊縫及螺栓連接質(zhì)量。鋼架間設置縱向φ22鋼筋連接，連接鋼筋環(huán)向間距不大于1m，鋼架與縱向連接鋼筋尾部采用焊接連接，焊接接頭焊縫不小于10mm。施工明洞仰拱時考慮按設計圖要求形式預埋鋼板，40cm×40cm×1cm鋼板預埋高程應如圖所示在內(nèi)軌頂面下74.5cm填充頂面上，平面位置應埋設在設計邊墻外側(cè)砼10cm以外。型鋼拱架與預埋鋼板必須可靠焊接，采用在邊坡錨桿及兩洞口拉筋（不小于φ20）形式保證拱架支立的垂直度、穩(wěn)固度，測量緊跟。施工中可根據(jù)現(xiàn)場實際揭示的地質(zhì)狀況進行適當調(diào)整，鋼架腳必須放在牢固的基礎上。

3.3 綁扎鋼筋、鋪設模板等

3.3.1 型鋼拱架安裝穩(wěn)固后，即可組織人員進行鋼筋綁扎。首先在型鋼拱架上焊接定位筋，環(huán)向間距不大于1m，內(nèi)外層鋼筋與仰拱預埋筋及定位筋進行綁扎及焊接連接。綁扎鋼筋的過程要加密測量，設定指定的監(jiān)測點，監(jiān)測鋼筋的橫向、縱向位移及下沉量，如變形量較大，必須采取措施加固拱架或設置向上的拉筋等減小變形。

3.3.2 鋪設模板采用4m長20cm寬木板（厚為5cm），利用不小于φ22鋼筋在模板外側(cè)配合鐵線加固模板，縱向間距不大于1m。在從底部逐步綁扎固定模板的同時，環(huán)向每1m焊接一排模板固定筋伸出模板外側(cè)，環(huán)環(huán)綁扎加固，模板固定筋與環(huán)向鋼筋必須進行可靠焊接連接。

3.3.3 臺車就位及擋頭板安裝

該工序與常規(guī)的襯砌施工時臺車就位完全相同，這里不再贅述，在確保定位無誤后，固定臺車，實現(xiàn)就位；擋頭采用松木板封牢。隧道襯砌前，對襯砌臺車結(jié)構(gòu)、構(gòu)件進行全面檢查，確保符合設計要求。模板安裝要穩(wěn)定、堅固，澆注前，利用鋼管、木板在邊坡部位進行模板加固支撐，并專人對模板縫進行修補堵漏等，保證不漏漿。

4.施工安全及其他

4.1 拱架施工前應復測中線和高程，確保襯砌輪廓線符合要求，發(fā)現(xiàn)欠挖要及時處理，處理欠挖的爆破須由專業(yè)爆破員進行爆破處理，爆破前必須吹哨警戒，嚴格檢查裝藥及連線方式，防止啞炮。另外，要嚴密注意邊坡穩(wěn)定情況，以便于及時采取應對措施處理。

4.2 運輸過程中，提前安排適合拱架長度的車輛；安裝過程，須由專人指揮吊車進行吊裝作業(yè)，尤其是拱架吊裝要嚴格按照操作規(guī)程操作；作業(yè)過程，注意加密測量點位及頻率，防止拱架變形嚴重造成安全隱患。

4.3 該方案執(zhí)行之前，還需要根據(jù)具體明洞數(shù)量、綜合工期、經(jīng)濟效果、安全性等進行綜合分析。

結(jié)語

對于明洞較長的隧道或隧道群，利用拱架法施工工藝能顯著縮短明洞施工工期，能重復利用拱架，降低施工成本，增加施工經(jīng)濟性。

參考文獻

[1]鐵道部經(jīng)濟規(guī)劃研究院.鐵路隧道工程施工技術(shù)指南[M].北京，中國鐵道出版社，2008.