隧道仰拱應(yīng)用移動棧橋的施工技術(shù)

摘要：在隧道工程施工過程中，仰拱的開挖和支護(hù)是非常重要的一個環(huán)節(jié)，對隧道施工質(zhì)量有比較大的影響。文章以實際工程為例，對隧道仰拱施工中對移動式棧橋的應(yīng)用進(jìn)行了分析和探討，對移動式棧橋在隧道仰拱施工中的注意事項和應(yīng)用效果進(jìn)行了分析，在保證隧道仰拱施工質(zhì)量、提高仰拱隧道施工效率方面意義重大。

關(guān)鍵詞：隧道仰拱；移動棧橋；施工技術(shù)；隧道工程；施工質(zhì)量 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：U445 文章編號：1009-2374（2017）11-0198-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.11.100

1 工程概況

新建銀川至西安鐵路正線長度616.81km，其中陜西省境內(nèi)163.21km，甘肅省境內(nèi)271.85km，寧夏自治區(qū)境內(nèi)181.75km。線路設(shè)計時速為250km/h，預(yù)留350km/h。中鐵十一局集團(tuán)承建YXZQ-6標(biāo)段，起止里程為DK138+151.98～DK167+858，線路長27.91km，位于陜西彬縣炭店鎮(zhèn)、新民鎮(zhèn)、永樂鎮(zhèn)境內(nèi)。主要工程有3橋（640.25延米）、3隧（27270延米），其中彬縣隧道全長14250m；隧道占線路全長的97.71%。

由于施工工期緊張，在進(jìn)行隧道施工過程中為保障施工進(jìn)度及質(zhì)量，項目聯(lián)合廠家研制了可移動式仰拱棧橋，通過應(yīng)用移動棧橋進(jìn)行仰拱施工，減少了施工工序的干擾，提高了施工進(jìn)度，保障了施工質(zhì)量，同時提高了機(jī)械化水平降低了施工成本。

2 可移動棧橋的施工特點

（1）在棧橋的前鋼橋下開展混凝土填充施工時，車輛可以利用棧橋直接下至臺階，可以更好的配合施工，滿足早成環(huán)、早封閉施工的基本要求；（2）棧橋通行時要在混凝土強(qiáng)度達(dá)到脫模要求后進(jìn)行，要求接地壓強(qiáng)值3kgf/cm2（0.3MPa）；（3）使用遙控液壓操作，使用電控專用小車進(jìn)行行走，可以進(jìn)行前后左右移動。棧橋施工時不需要進(jìn)行人工鋪軌，只需要一個人就可以進(jìn)行操控；（4）使用一體化仰拱模板，允許通過的荷載值為50t。

3 可移動式棧橋的結(jié)構(gòu)構(gòu)成

根據(jù)國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，本工程設(shè)計使用標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)設(shè)計，為了滿足棧橋移動要求，在棧橋的引橋兩端都布置了移動機(jī)構(gòu)，而且布置了限位預(yù)警機(jī)構(gòu)。在行走的過程中，會將棧橋鋼橋抬起，并利用液壓系統(tǒng)放下液壓系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，仰拱棧橋立面結(jié)構(gòu)如圖1所示：

4 施工技術(shù)

4.1 施工步驟

4.1.1 將隧道開挖至設(shè)計長度后即可開展仰拱施工。首先進(jìn)行首端仰拱的澆筑和回填，將仰拱棧橋拼好后立即進(jìn)行檢查，達(dá)到要求后即可安排移動棧橋就位。如果此時首端仰拱強(qiáng)度沒有達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度值的70%，不能將棧橋的后輪放置到仰拱上。棧橋就位后狀態(tài)圖如圖2所示：

4.1.2 移動式仰拱就位后，即可進(jìn)行仰拱施工，施工之前先處理基礎(chǔ)，然后將防水板安裝好。接著綁扎鋼筋，并進(jìn)行仰拱的澆筑。一般來說，當(dāng)棧橋下一段仰拱的澆筑和填充工作完成，并且棧橋強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求值后即可將棧橋向前移動。

4.1.3 在開展臺階開挖時，分別從左幅和右幅進(jìn)行開挖，在隧道中移動棧橋時，要進(jìn)行側(cè)向移動，以保證棧橋可以緊隨臺階開挖。

4.2 拼裝棧橋

4.2.1 拼裝流程。（1）在場內(nèi)進(jìn)行配置時，先將支架搭建好，支架搭設(shè)高度為800mm。然后安裝好定位桁架，連接主橫梁，接著連接好底部拉桿，并安裝好左側(cè)導(dǎo)向承載裝置和支撐梁承載裝置，將前端油缸和右側(cè)導(dǎo)向承載裝置安裝好，連接好端部支撐，然后將前端車輪組安裝好；（2）安裝中間標(biāo)準(zhǔn)段桁架，然后將主橫梁連接好，并對底部拉桿進(jìn)行連接，最后安裝手鏈起升裝置和中間支撐裝置；（3）進(jìn)行后端標(biāo)準(zhǔn)桁架的安裝，然后將主橫梁安裝好，最后對底部拉桿進(jìn)行連接；（4）拼裝好后端3m標(biāo)準(zhǔn)段桁架進(jìn)，然后連接底部拉桿和主橫梁，安裝好液壓油缸和液壓站，連接端部支撐，組裝好后端車輪和導(dǎo)向板，然后安裝支腳；（5）安裝報警裝置、液壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)；（6）頂升前后液壓缸，并安放好前后工作支撐，收回液壓缸。保證桁架可以落至工作支撐上，將橋面板安裝好；（7）為了保證棧橋行走過程中的扭轉(zhuǎn)剛度，需要使用拉桿安裝導(dǎo)桁架頂部；（8）對移動棧橋進(jìn)行行走試驗，移動速度控制在0.5m/min。為了檢查棧橋的安全性，首先將工作支撐放下，然后在自卸車上裝滿渣料，最后安排工作人員駕駛自卸車從棧橋上通過。使用800mm×800mm的條形方木作為安裝支架，然后搭設(shè)型鋼，保證安裝的可靠性和安全性。

4.2.2 拼裝時需要注意的方面。（1）在拼接桁架時，要將下弦桿銷和上弦桿螺栓連接好；（2）要將吊裝速度控制好，吊裝速度不能過快；（3）對于一些比較重要的結(jié)構(gòu)組成部分，要將移動過程中有可能出現(xiàn)的安全隱患消除掉，并采取相應(yīng)的措施來保證液壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)的安全性。

4.3 棧橋移動就位

4.3.1 棧橋移動就位的施工步驟。（1）清理殘渣。棧橋移動之前，清除干凈橋面、桁架和前后引橋上的殘渣；（2）對油缸進(jìn)行頂升。操縱液壓控制閥，然后頂升前后液壓缸，并進(jìn)行鎖定，保證鋼支墩脫離地面并保持水平狀態(tài)；（3）對障礙進(jìn)行排除。將桁架、鋼支墩、前后引橋等底部障礙物拆卸下，然后清理棧橋仰拱面上的殘渣。為了降低后引橋在拖動過程中產(chǎn)生的摩擦力，需要使用若干根直徑為48mm的鋼管布置在后引橋的下部；（4）引橋提升。鏟車行進(jìn)到引橋前方位置后，使用鋼絲提升鏟斗到引橋前端，保證其纏繞到棧橋上部節(jié)點；（5）棧橋牽引。按照圖3中標(biāo)識的牽引位置1和牽引位置2將鋼繩栓緊。在對棧橋進(jìn)行牽引時，牽引鏟車的行駛速度要保持在0.5m/min；（6）棧橋支護(hù)。棧橋向前移動如果仍然無法達(dá)到使用要求，要將牽引鏟車行走中斷，利用制動裝置終止棧橋行走，放下前引橋，并對棧橋鋼支墩支撐面和引橋端部進(jìn)行平整。根據(jù)實際需要將墊塊鋪設(shè)好，保證棧橋工作過程中支撐的牢固性；（7）收縮油缸。操作液壓控制閥，并鎖定前后液壓缸，保證鋼支墩可以全部接觸到地面。保證支撐的可靠性以及橋面的水平；（8）限位。使用限位裝置限位，防止設(shè)備移動時產(chǎn)生側(cè)向移動或前行的情況。

4.3.2 棧橋縱向移動過程中需要注意的方面。（1）棧橋在移動時，為了提高棧橋行走和移動時的扭轉(zhuǎn)剛度，需要將拉桿安裝導(dǎo)桁架的頂部；（2）平穩(wěn)啟動牽引鏟車，并緩慢行走；（3）整平行走路面，避免橋體過大出現(xiàn)扭曲和振動破壞結(jié)構(gòu)；（4）行走路面混凝土強(qiáng)度比較小時，會有碾壓痕跡出現(xiàn)。為了解決這一問題，需要使用槽鋼或鋼板進(jìn)行鋪設(shè)，并不斷地進(jìn)行倒換，使車輪落在槽鋼或鋼板上。

4.4 棧橋轉(zhuǎn)向

4.4.1 棧橋轉(zhuǎn)向的基本流程。（1）縮回前液壓缸，并利用前端支撐將前輪抬起；（2）人工將前端車輪組旋轉(zhuǎn)90°；（3）伸長前液壓缸，并使導(dǎo)向承載底板落至車輪平衡梁連接板上，然后進(jìn)行定位。此時，前端支撐會離開底部支撐平臺；（4）側(cè)向牽引前端車輪組平衡梁，達(dá)到側(cè)向位移的目的。

4.4.2 轉(zhuǎn)向作業(yè)要點。（1）在進(jìn)行側(cè)向位移時速度不要過快，要保持平穩(wěn)；（2）提高路面的平整性，防止橋體產(chǎn)生過大的振動和扭曲而對橋梁結(jié)構(gòu)造成破壞；（3）由于后端車輪和初凝混凝土摩擦較大，為了避免對初凝混凝土路面造成破壞，減少后輪滑轉(zhuǎn)產(chǎn)生的阻力，當(dāng)出現(xiàn)側(cè)向位移時，要求后輪可以落到鋼板上；（4）側(cè)向牽引力不能過大，要緩慢施加。

5 可移動棧橋的應(yīng)用效果分析

本工程采用可移動棧橋施工后取得了良好的施工效果，和大型仰拱棧橋相比，可移動棧橋的施工效益更加顯著，如表1所示。使用可移動棧橋施工后，每12m仰拱可以節(jié)省3h，如果按照24m進(jìn)行計算，使用可移動棧橋可以實現(xiàn)仰拱的流水化作業(yè)，大約可以節(jié)省18.5h的施工時間。利用棧橋施工減少了各個工序之間的干擾，為仰拱施工留有充足的施工空間，保證了隧道的施工進(jìn)度和施工安全。雖然可移動式棧橋的制作成本會高于簡易棧橋，但是因為可以大幅提高施工效率，因此綜合下來施工成本會有所降低。由于設(shè)置了專門的人行道，將行車道和人行到分離開來，提升了車輛的通行效率，保證了行人的通行安全。

6 結(jié)語

綜上所述，在隧道工程施工過程中，由于施工工期緊，對施工質(zhì)量和施工安全要求比較高，為了達(dá)到施工要求，需要在施工過程中充分利用現(xiàn)代化施工機(jī)械。本隧道工程在施工過程中利用可移動式棧橋進(jìn)行隧道仰拱的施工顯著提高了施工效率和施工安全，具有較高的應(yīng)用價值。

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作者簡介：厲建華（1981-），男，山東濟(jì)寧人，中鐵十一局集團(tuán)第一工程有限公司中級工程師，研究方向：路橋施工技術(shù)。

（責(zé)任編輯：王 波）