高鐵隧道仰拱混凝土定型端模快速施工技術應用研究

霍立濤

摘要：相較于常規(guī)路段隧道施工，高鐵隧道的建設過程施工難度大，會遇到難以預測的風險元素，所以應持續(xù)優(yōu)化高鐵隧道建設技術，以達到理想的施工安全和質量標準。通常高鐵隧道仰拱混凝土施工多使用木質模具，由于此工藝會產生大量拼接縫，影響對后期仰拱混凝土施工質量。結合工程實際，在分析隧道仰拱混凝土定型端模施工工藝特征基礎上，論述仰拱混凝土定型端模快速施工技術在高鐵隧道工程的應用優(yōu)勢、應用要點、應用效果。

關鍵詞：高鐵隧道；定型端模；仰拱砼端；快速施工技術

0? ?引言

高鐵隧道仰拱混凝土施工位置的質量控制，是高鐵隧道施工質量控制的關鍵環(huán)節(jié)。常規(guī)工藝多使用木質模板按區(qū)塊施工，具體施工環(huán)節(jié)涵蓋材料準備、拼接組裝模板、緊固處理、混凝土灌注、模具拆除等一系列操作，實施過程繁瑣，歷時工期長，模具損壞率高，緊固作業(yè)多，易因形成拼接縫而使混凝土漿液滲漏，整體建設效果差[1]。如在施工中使用鋼制模板定型，由于模板質量等原因，會導致難以移動，不能精準控制仰拱背貼止水帶和中埋止水帶形成的定位。

基于此，亟待創(chuàng)新改良建立一套科學高效的高鐵隧道仰拱混凝土定型端模快速施工技術，以彌補常規(guī)施工工藝的缺陷，優(yōu)化模板結構，改良操作工法，提升施工效率，對高鐵隧道仰拱施工形成有效的質量管控。本文結合工程實際，在分析隧道仰拱混凝土定型端模施工工藝特征基礎上，論述仰拱混凝土定型端模快速施工技術在高鐵隧道工程的應用優(yōu)勢、應用要點、應用效果。

1? ?高鐵隧道仰拱混凝土快速定型端模結構

1.1? ?仰拱混凝土快速定型端模結構組成

仰拱混凝土快速定型端模為雙層結構，上端模板為混凝土填充斷面，下端模板為仰拱斷面，上下雙層模板間為中埋止水帶部分，并通過螺栓形成相連，模板外露距離以螺栓位置為依據(jù)確定[2]。仰拱混凝土定型端模通常由模具面板、鋼制骨架、背楞、角模、常規(guī)螺栓、對拉螺栓等材料構件拼接組裝而成。

1.2? ?仰拱混凝土快速定型端模結構標準

定型模板結構構造應簡潔合理，硬度高，輕質且難以形變，應充分達到灌注混凝土工法結構定型和表層質量工藝需求標準。定型模板型號規(guī)格、孔眼距離及尺寸等參數(shù)，應滿足標準制式的5或10進制建筑模數(shù)，應達到規(guī)范的通用定制標準[3]。

定型模板需配置可支撐隧道巖體結構上方壓力及混凝土側方壓力作用的對拉螺栓和匹配連接構件。定型模板應達到充分支撐效果和剛性需求，并可在常規(guī)維修保養(yǎng)的前提下，達到設計使用次數(shù)。

定型模板需配置同支撐結構相連的可調節(jié)構件，并可實現(xiàn)工程建設安全質量需要及施工標準。定型模板構件結構應配置專門的擺放鋼制架體，以抵御實際施工環(huán)境下的風力載荷，并維持自身平衡穩(wěn)固的功能。

2? ?仰拱混凝土定型端模施工技術的應用優(yōu)勢

相較于常規(guī)仰拱端模技術，利用仰拱混凝土定型端模施工技術可縮減拼裝模板作業(yè)量，通過常規(guī)螺栓、定位卡等，將邊墻位置、端頭位置、中心水溝位置所需模板拼接固定，統(tǒng)一整合，一方面可滿足設計外觀質量，另一方面可提高施工便捷度[4]。

利用組合拼接工藝將鋼板模形成統(tǒng)一整體拼接，以替換原有常規(guī)方木撐散拼模式，利用拼裝機械配合輔助人工拼接實現(xiàn)聯(lián)合拼裝，拼裝效率有效提升，摒棄了常規(guī)人工拼接施工的質量缺陷，降低了勞動強度，加快拼裝速度。仰拱定型端模通過常規(guī)螺栓、定位卡實現(xiàn)固結，利用模板結構縫位置精準定位背貼止水帶及中埋止水帶方位，并科學精準裝設止水帶方位。

相較于常規(guī)端模施工工藝，仰拱混凝土定型端模施工技術有效壓縮了支撐材料、木材等的材料資源損耗，改良了邊墻位置模板結構，有效降低了施工投資額。模板仰拱混凝土定型端模施工作業(yè)便捷靈活，操作面清潔、規(guī)整。 仰拱混凝土定型端模施工技術有效提升了模板結構剛性，精簡施工流程，加快作業(yè)進度，施工投資有效降低。

3? ?仰拱混凝土定型端模快速施工技術應用要點

3.1? ?實施準備階段

應參考高鐵隧道項目實際，依據(jù)混凝土外表質量需求及模板使用頻次，科學為模板選型。依據(jù)項目隧道結構設計、工程施工平面圖等科學劃定作業(yè)流水段，確保各個作業(yè)流水段模板的使用通用性及配置對稱性滿足施工需求。

科學把關模板配置型號及規(guī)格尺寸，單塊模板的質量、規(guī)格應滿足隧道施工現(xiàn)場起吊機械的吊裝需求[5]。布置螺栓環(huán)節(jié)應達到外觀整齊美觀，并可足以支撐灌注混凝土的側方壓力。

高鐵隧道混凝土仰拱定型端模的裝配設計，應滿足工程設計需求。在模板拼合前應仔細清除內部雜物，在模板留好清掃口位置，同時應檢測操作面的鋼筋質量，并形成檢測記錄。混凝土仰拱定型端模拼合過程中，應依據(jù)自內向外的拼合次序，并標注好模板拼合編號。

應保證仰拱定型端模的支撐穩(wěn)固效果，拼合完成模板后，實施必要的質量檢測，檢測合格侯填充封閉模板縫隙處置。正式實施混凝土灌注前，應在模板對應灌注高度點位做出標記。

3.2? ?處置定型端模基底施工

正式固定仰拱定型端模前，應平整處理仰拱基底表面，特別是模板端頭模板部位，基底的凹凸高度應限制在1cm以內[6]。為提升端模的裝設效率，應選擇安設模板的點位實施挖掘。

正式挖掘前應做好前期的放線測量準備，以防止發(fā)生超欠挖情形。針對難以實現(xiàn)開挖支護的區(qū)域，超挖位置應通過砂漿完成填補找平，并應在下輪施工過程中清除此區(qū)域砂漿。

3.3? ?端部背貼止水帶裝設施工

利用全站儀實施高鐵隧道的放線測量，確定出隧道仰拱環(huán)向施工裂縫的準確方位，并利用鮮明色彩的油漆完成標記。控制端部背貼止水帶的裝設位置準確，并控制對稱紅線的裝設位置偏差限定在低于15mm。

3.4? ?拼接端模下側模板

參考仰拱定型端模模板模擬拼裝結果，進行隧道仰拱模板裝設過程中，應利用專業(yè)吊裝機械參考裝設順序編號實施吊裝，相應施工人員應輔助配合。控制端模下側模板拼接位置，確保其蓋住背貼止水帶寬的一半區(qū)域。

裝設定型端模前，通過對施工人員及班組進行技術交底的方式，提升對端模下側模板拼接工藝的熟悉程度。定型端模進駐施工場地時，應細致清算數(shù)目，驗證模板的類型、規(guī)格、大小、平整程度是否與工程標準相匹配。

在正式拼接前應進行試拼裝，依據(jù)拼接順序進行編號。模板正式拼裝就位前應刷涂長功效隔離劑，并應合理控制隔離劑，以免影響現(xiàn)場作業(yè)效果。灌注混凝土時，應設專人監(jiān)督檢測隧道仰拱定型端模施工狀況，如出現(xiàn)質量問題應立即停止施工，并利用修復措施應對處置。

3.5? ?中埋止水帶裝設施工

將中埋止水帶裝設于隧道仰拱定型端模下模頂面過程中，應確保裝鋪效果平整且松緊適中，外露一半止水帶寬度，中間位置應卡于模板縫隙位置，偏差標準應控制在低于15cm。

3.6? ?端模上側模板裝設施工

高鐵隧道仰拱端頭上側模板裝設時，主要利用吊裝機械與人為輔助相結合的模式。裝設模板就位完成后實施必要調整，確保模板保持垂直標準。通過常規(guī)螺栓實施緊固處理，并配合鋼管完成支撐。上下位置模板應通過卡具完成定位相連。

3.7? ?掛裝邊墻位置防水板、土工布及盲管

掛裝邊墻位置防水板、土工布，并裝設豎直排水管及環(huán)側排水管，以將地下水排至仰拱作業(yè)區(qū)之外，避免地下水影響仰拱混凝土正常施工。利用反卷鋪裝工藝將防水板、土工布鋪設于豎直排水管，外露于模板預留孔，防水板露出長度相距縱向施工縫應超出1m，調節(jié)排水盲管角度，防止發(fā)生倒角情況。

3.8? ?仰拱邊側墻模板裝設施工

仰拱邊側墻模板的裝設同樣利用專業(yè)機械輔助人為作業(yè)的模式，應重點管控仰拱板的寬度及標高，并應保證仰拱表面的平整與清潔，保證仰拱混凝土接觸表面的外觀施工效果。

3.9? ?仰拱混凝土澆筑施工

實施高鐵隧道仰拱混凝土灌注及振搗攪拌時，應確保操作過程的一次成型，防止排水盲管發(fā)生上浮。灌注至施工設計要求標高點位時，應將鋼邊止水帶裝設于縱向施工縫位置，并做緊固處理。

3.10? ?中間水溝模板裝設施工

待隧道內仰拱混凝土硬化強度超過5MPa，應實施中間水溝的放線測量操作，移動水溝的定型模板，并將其卡至端模位置加以固定，以為后續(xù)的仰拱混凝土澆筑填充施工做準備。

3.11? ?仰拱混凝土二次澆筑填充

當仰拱混凝土強度已完全達到脫模操作標準后，操作人員應將仰拱模板緩慢卷起，隨即完成后續(xù)的混凝土填充澆筑作業(yè)。

實施隧道仰拱混凝土的二次填充時，為確保混凝土密實程度符合標準，應配合必要的振搗操作。預先在仰拱邊側墻模板裝設仰拱混凝土澆筑填充隔離板，以確保板頂?shù)臉烁呒包c位同工程設計標高相符，控制仰拱混凝土澆筑質量。

4? ?仰拱混凝土定型端模施工技術應用效果

4.1? ?有助于控制底部超欠挖、偷工減料

應用仰拱混凝土定型端模施工技術，實現(xiàn)隧道仰拱拼接尺寸達標，有效控制了常規(guī)仰拱工藝方式的底部超欠挖問題及施工過程的偷工減料問題，使仰拱厚度及整體施工效果達到工程預計標準。

4.2? ?有助于控制仰拱混凝土填筑外觀質量

通過在邊側墻模板底部位置及端頭模板頂端位置加裝混凝土填充隔離板的模式，并輔助使用中間水溝整體模板，在仰拱制定位置標記施工要求填充標高，以有效控制仰拱頂端面標高，從而有效控制仰拱混凝土填筑的外觀質量，防止臨接仰拱接觸面發(fā)生錯臺誤差等質量缺陷。

4.3? ?有助于規(guī)范止水帶裝設

通過對隧道仰拱實施混凝土定型端模快速施工，可使用模板平面壓力定位止水帶。定位底模過程中，應保證仰拱的平整度符合作業(yè)要求，以確保背貼止水帶的裝設質量。

中埋止水帶的一半位置被固定于模板縫隙里，另一半埋設于混凝土中，所以在仰拱作業(yè)時不會對其產生破壞，保證了止水帶裝設的準確性及規(guī)范性，有效提高了止水帶的裝設質量效果。

4.4? ?有助于提高施工效率

高鐵隧道仰拱應用混凝土定型端模快速施工工藝中，因為引入了機械設備，使得施工效率有效提高，壓縮了施工周期。裝拼定型端模過程中，利用機械完成吊裝，利用卡具及螺栓緊固處理，操作便捷，一次定型，節(jié)省了裝接時長。

相關統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，相較于常規(guī)仰拱工藝，利用仰拱混凝土定型端模施工技術實施模板拼接可節(jié)約近50%時長。因為采取機械與人力相結合的工藝進行施工，所以在施工效果極大提高的同時，也有效節(jié)省了人工資源及人工成本。同時，應用仰拱混凝土定型端模施工技術可大幅度節(jié)省施工材質投資成本，具有良好的經濟性。

5? ?結束語

本文結合高鐵隧道工程實際，圍繞高鐵隧道仰拱混凝土定型端模快速施工技術進行論述，在分析隧道仰拱混凝土定型端模施工工藝特征的基礎上，探討仰拱混凝土定型端模施工技術在高鐵隧道工程的應用優(yōu)勢，提出一套系統(tǒng)完備的高鐵隧道仰拱混凝土定型端模快速施工技術應用措施，達到了良好的施工效果。

應用高鐵隧道仰拱混凝土定型端模快速施工技術，可有效解決底部超欠挖及施工偷工減料問題，控制混凝土填筑質量，規(guī)范止水帶裝設，提升鋪裝效率，壓縮施工進度，操作便捷，具有良好的經濟實用性。

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