陳 文

(廣鐵集團(tuán)廈深鐵路廣東有限公司，廣東深圳 518000)

1 概述

普速鐵路隧道洞門有端墻式、柱式、翼墻式、耳墻式、臺階式等結(jié)構(gòu)形式，其組成始終未脫離端墻、翼墻等擋土結(jié)構(gòu)。隨著人們環(huán)保意識的提高和隧道施工技術(shù)的進(jìn)步，特別是隨著高速鐵路的修建，洞門設(shè)計(jì)既要滿足結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定、環(huán)保美觀的要求，又要滿足減緩微氣壓波影響的要求，帽檐斜切式洞門結(jié)構(gòu)就成為主導(dǎo)的洞門形式。本文依托廈深高鐵雙鷹頂隧道橢圓帽檐斜切式洞門施工修建情況，分別從施工工藝流程、作業(yè)要點(diǎn)、注意事項(xiàng)、質(zhì)量控制、勞力及機(jī)具組織、質(zhì)量安全控制措施、技術(shù)效果等方面進(jìn)行闡述，為今后同類工程施工積累經(jīng)驗(yàn)，具備一定的指導(dǎo)借鑒作用(見圖1)。

圖1 成型實(shí)物圖

2 施工工藝流程

高速鐵路隧道橢圓帽檐斜切式洞門施工工藝流程見圖2。

圖2 橢圓帽檐斜切式洞口施工工藝流程

3 施工作業(yè)要點(diǎn)

3．1 明洞施工

雙鷹頂明洞施工長度9．16 m，內(nèi)模利用液壓襯砌臺車，外模及端模采用木模。明洞施工主要考慮以下幾個問題:

1)臺車要準(zhǔn)確定位到明洞和斜切段的分界里程，例如雙鷹頂隧道進(jìn)口洞門該分界里程為DK218+618．84(計(jì)算值)。臺車定位不準(zhǔn)確，會直接影響到斜切段的施工。

2)端模要安裝到臺車端頭，有利于安裝和加固。端模上要鉆孔，鉆孔范圍是從拱頂?shù)揭r砌內(nèi)拱頂下1．0 m范圍，將明洞襯砌縱向鋼筋伸出端模，拱頂處按設(shè)計(jì)伸出縱向鋼筋，便于下一步和帽檐鋼筋相連。

3)預(yù)埋件的安裝，預(yù)埋件在臺車上的安裝里程可能與臺車開孔位置不相符合，可在臺車模板表面標(biāo)出軌槽的安裝位置，將軌槽在臺車模板表面進(jìn)行點(diǎn)焊連接。

4)明洞外模的加固。模板安裝的牢固與否是混凝土施工成敗的重要環(huán)節(jié)。明洞邊墻外側(cè)場地較開闊，可搭設(shè)滿堂支架進(jìn)行外模加固。如果場地狹窄，借助臨時邊坡用φ100鋼管進(jìn)行斜向支撐加固。

帽檐模板由內(nèi)、外模及擋頭模組成，內(nèi)模由橢圓輪廓線a，c組成，外模由橢圓輪廓線b，d組成(見圖3)。

圖3 帽檐模板

3．2 斜切段施工

斜切段施工分為兩部分，第一部分為斜切面施工，斜切面施工完成后，進(jìn)行帽檐施工。斜切段長11．84m，襯砌臺車10．5m，考慮搭接10 cm。為便于施工，減少施工縫，加工臺車加長段1．5 m，與臺車同弧度，高度以3．0 m為宜。

斜切段施工的內(nèi)模利用襯砌臺車，外模采用木模，斜切面端模采用δ=6 mm鋼板。斜切面主要由兩條橢圓輪廓線控制，一條坡度為1∶1．25是斜切面的內(nèi)輪廓線。另一條為坡度1∶1．19是斜切面的外輪廓線。先將襯砌臺車就位到洞門的起點(diǎn)里程，按襯砌的標(biāo)準(zhǔn)斷面將臺車定位。然后在襯砌臺車模板表面放樣，內(nèi)輪廓線的放樣可采用兩種方法:一種是沿臺車的一個橫斷面將臺車30 cm～50 cm等分弧后，利用1∶1．25坡度距臺車另一個端頭的距離來確定內(nèi)輪廓線各點(diǎn)。另一種方法是計(jì)算出內(nèi)輪廓線上點(diǎn)的高程和對應(yīng)里程后確定內(nèi)輪廓線上各點(diǎn)。然后將各點(diǎn)連接成平滑的曲線。內(nèi)輪廓線上的各個放樣點(diǎn)最好用鋼釘在臺車模板表面做好標(biāo)記，并用紅漆標(biāo)出。外輪廓線是一條空間無參照的曲線。通過計(jì)算，可以確定對應(yīng)于內(nèi)輪廓線上的各個放樣點(diǎn)的外輪廓線上各點(diǎn)的水平距離和豎直距離，可根據(jù)計(jì)算值預(yù)先用φ12圓鋼彎出直角彎鉤，順序擺放，用水平尺控制順序安裝，垂直焊接于臺車內(nèi)輪廓線放樣各點(diǎn)，并將直角彎鉤固定牢固，然后將各直角彎鉤頂點(diǎn)用線繩連接成平滑曲線。擋頭模板安裝時，模板一邊靠緊內(nèi)輪廓線，另一邊只要將鋼模板貼緊直角鋼筋彎鉤頂端，就能保證端模安裝的準(zhǔn)確性。為保證混凝土的密實(shí)性和混凝土的外觀質(zhì)量，必須有充分的振搗，擋頭模的安裝采用間隔安裝的方法，將擋頭模安裝完成以后，間隔兩塊拆掉一塊，待混凝土澆筑到該高度時，再將這塊模板安裝到位，以保證混凝土振搗有充分的作業(yè)空間。斜切段混凝土澆筑完成后，拆除端模和外模，襯砌臺車不動，進(jìn)行帽檐模板安裝。

3．3 帽檐施工

帽檐施工是本洞門施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)(見圖4)。帽檐模板的加工和安裝是帽檐施工的最重點(diǎn)。

1)帽檐模板加工。

帽檐模板分為內(nèi)模，外模和端模。帽檐實(shí)體是一個由四條橢圓曲線構(gòu)成的橢圓臺。帽檐的內(nèi)輪廓面、外輪廓面、底面和頂面均為曲面，每一個曲面都由相鄰兩條橢圓曲線及其相對位置來控制。帽檐的底面為已施作好的斜切面，其余三個曲面都需要加工模板，為解決這一問題，模板加工廠家制作了一個與洞門實(shí)體比例為1∶10的模板模型，然后將各個尺寸按比例放大來加工帽檐模板。為減少模板接縫，考慮安裝因素，要盡可能加大模板的平面尺寸，本洞門帽檐模板內(nèi)模、外模均由8塊模板組成，最大1塊平面尺寸為3．5 m×4．0 m，重約1 700 kg，拱頂分模線設(shè)在隧道中線上，且左右對稱，各模板之間通過螺栓連接，接縫嚴(yán)密。

圖4 帽檐施工現(xiàn)場

2)帽檐內(nèi)模、外模安裝。

斜切面施作完成后，對照橢圓曲線方程，沿隧道縱向間距1 m計(jì)算出帽檐內(nèi)模，外模下口安裝線各點(diǎn)位的標(biāo)高、里程和支距，在斜切面上進(jìn)行二次放樣。內(nèi)模、外模安裝下口線實(shí)際上就是斜切面的內(nèi)外輪廓線，二次放樣后內(nèi)外模下口按放出的內(nèi)外輪廓線施工，可減小模板下口的安裝偏差，保證下口安裝的準(zhǔn)確。內(nèi)模、外模上口線的確定是技術(shù)控制中的一個難點(diǎn)，因內(nèi)外模上口線完全是兩條無參照的空間曲線，必須通過確定曲線上的點(diǎn)來確定這兩條曲線，在施工過程中是靠對模板分模點(diǎn)的控制來解決這一問題的。首先，模板的下口可以進(jìn)行精確安裝;其次，拱頂中線上的模板上口頂點(diǎn)這個分模點(diǎn)是可以控制的。通過控制帽檐頂部模板上口頂點(diǎn)的安裝里程、距臺車模板頂面中線的高度來控制這個安裝點(diǎn)。只要能把另一個上口分模點(diǎn)控制在設(shè)計(jì)位置，這塊模板就安裝成功了。這個分模點(diǎn)的控制用測量儀器來控制，先對這個分模點(diǎn)進(jìn)行測量，與計(jì)算出的設(shè)計(jì)位置進(jìn)行比較后，對這個分模點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整，直到調(diào)整到設(shè)計(jì)位置為止。第二塊模板與第一塊之間通過螺栓連接，分模點(diǎn)的定位與第一塊相同。模板安裝過程中，請注意要左右對稱安裝，并進(jìn)行加固，防止模板順臺車模板表面滑落，造成事故。模板安裝時，要先安裝內(nèi)模，內(nèi)模安裝完成后，進(jìn)行帽檐鋼筋安裝，再安裝外模。模板安裝采用起吊荷載20 t的吊車，臂長及荷載均能滿足要求。

3)斜切面與帽檐的連接、帽檐鋼筋安裝。

斜切面和帽檐分兩次澆筑，為確保斜切面和帽檐的整體連接，采用在斜切面端模上打孔穿出鋼筋的方法，按設(shè)計(jì)預(yù)留出φ14連接鋼筋，帽檐鋼筋要在帽檐內(nèi)模安裝完成后，按設(shè)計(jì)進(jìn)行安裝，內(nèi)?？梢越o鋼筋安裝提供一個參照面。鋼筋安裝完成后，再安裝外模板。

4)帽檐端模的安裝。

帽檐端模采用δ=6 mm鋼板，每塊長度以1．2 m～1．5 m為宜，在加工廠預(yù)先加工成型。帽檐內(nèi)外模安裝完成后，對內(nèi)外模的上口線進(jìn)行精確放樣，將帽檐上口的兩條輪廓線在模板上精確放出，作為帽檐端模的安裝控制線，可減小單純依靠模板上口作為端模安裝控制線帶來的施工偏差。為確保對高性能混凝土的振搗有足夠的作業(yè)空間，帽檐端模仍同斜切面端模一樣采用間隔安裝的方法。

5)模板加固。

帽檐內(nèi)模加固的受力體主要為液壓襯砌臺車，在襯砌臺車表面沿臺車縱向均布20槽鋼，環(huán)向間距1．5 m，焊接于臺車表面，然后從帽檐模板背面用槽鋼或工字鋼作斜撐與臺車表面槽鋼焊接牢固。內(nèi)模、外模安裝完成后，內(nèi)外模之間用φ20拉桿(兩端套絲)連接，用螺母緊固于模板外側(cè)。拉桿設(shè)雙層，環(huán)向間距0．8 m;拉桿外套PVC管，模板及拉桿拆除后，用M20砂漿將其封堵。外模下口的加固主要靠預(yù)留在襯砌表面的預(yù)埋鋼筋，外模下口法蘭與預(yù)埋鋼筋焊接牢固，承受模板的豎向受力;頂部模板與襯砌面上的預(yù)留鋼筋通過φ100鋼管焊接牢固;帽檐兩側(cè)邊墻模板利用臨時邊坡用φ100鋼管、20工字鋼或方木進(jìn)行斜向支撐。帽檐端模靠焊接于內(nèi)外模板之間端帽頂面的角鋼來進(jìn)行加固。

6)混凝土施工。

模板加固經(jīng)檢查符合要求后，進(jìn)行澆筑混凝土，澆筑過程中要控制好混凝土的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，確?；炷琳駬v充分。其次要分層對稱澆筑，以免造成偏壓，導(dǎo)致跑?，F(xiàn)象的發(fā)生。

4 施工注意事項(xiàng)

1)在加工帽檐模板時要考慮襯砌施工誤差，即襯砌臺車模板半徑比原設(shè)計(jì)大5 cm。

2)在液壓襯砌臺車模板上放輪廓線c時要考慮隧道縱坡。

3)施工明洞時端模的安裝要考慮隧道縱坡，同時明洞內(nèi)襯砌縱向鋼筋要伸出端模，便于和斜切段和帽檐鋼筋連接。

4)在施工明洞和斜切段時要考慮預(yù)埋件，作為加固帽檐模板桿件的支撐點(diǎn)。

5)由于使用液壓襯砌臺車作帽檐內(nèi)模的支撐結(jié)構(gòu)，而在安裝邊墻下半部分帽檐內(nèi)模時，臺車模板影響了帽檐內(nèi)模準(zhǔn)確對位，需對帽檐內(nèi)?？v橫肋及下口法蘭進(jìn)行處理，澆筑帽檐混凝土前在臺車模板帽檐內(nèi)模之間充填水泥砂漿，以保證帽檐內(nèi)模不變形。

6)由于施工誤差，輪廓線c，d不可能完全在斜切面上，特別是輪廓線d在安裝帽檐外模前需要重新放樣。

5 勞動組織及機(jī)具設(shè)備

施工人員經(jīng)培訓(xùn)合格后上崗，特殊工種應(yīng)持證上崗，單作業(yè)面施工一般需要10人左右，并保持相對穩(wěn)定，人員分配和調(diào)整應(yīng)按不同工種配齊、配足。施工機(jī)具配備與隧道正洞襯砌施工基本相同，只是在臺面帽檐模板安裝時臨時增加1臺吊車即可，見表1，表 2。

6 質(zhì)量控制措施

1)嚴(yán)格測量，采用全站儀精確放樣，尤其是四條輪廓線的放樣，測量的允許誤差均控制在規(guī)范規(guī)定的允許范圍。2)帽檐模板的安裝精確對位，符合設(shè)計(jì)要求，采用組合式對拉螺桿，可靠的鋼管支撐加固系統(tǒng)，液壓臺車作為支撐結(jié)構(gòu)，確保模板加固牢固。3)為防止帽檐模板變形，裝卸運(yùn)輸時嚴(yán)禁模板堆壓在一起。

7 安全控制措施

所有參與施工人員必須佩戴安全帽，高空作業(yè)人員還應(yīng)佩帶安全帶。

機(jī)械及照明用電應(yīng)由專職電工負(fù)責(zé)，非電工人員不得進(jìn)行任何用電作業(yè)。

攪拌機(jī)必須由專職司機(jī)操作，并應(yīng)勤檢查，勤維修，使機(jī)械始終處于良好的工作狀態(tài)。

吊裝帽檐模板時，要有安全員現(xiàn)場指導(dǎo)，使用前要檢查鋼絲繩，始終堅(jiān)持先檢查后使用的原則。

表1 勞動力組織

表2 主要機(jī)具設(shè)備表

8 與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有的有益效果

1)方便機(jī)械化施工，可以多作業(yè)面平行作業(yè)，模板安裝簡單，工效較高。

2)整體模板一次加固成形，確保了外觀尺寸的圓順美觀。

3)施工縫少，增強(qiáng)了明洞及洞門的防水性能。

［1］新建廈門至深圳鐵路廣東段站前重點(diǎn)工程．雙鷹頂隧道設(shè)計(jì)圖［Z］．武漢:中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，2007．

［2］廈深鐵路潮汕至深圳段新建工程．雙線隧道洞門參考圖［Z］．武漢:中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，2007．

［3］TB 10003-2005，鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范［S］．