隧道仰拱标准化施工工艺

一、工程简述

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二、工艺总结

仰拱、仰拱填充施工程序为：施工准备→测量放线→开挖→基坑清理→钢筋绑扎、立模→基坑验收→仰拱砼浇注→养护→填充砼浇注→进入下一循环。

(一)测量放线

仰拱开挖前应对仰拱开挖深度进行放线，具体方法为:在边墙上准确测量出预留钢筋上下线,根据基线标高与仰拱开挖面标高的高差，计算预开挖仰拱段横向每间隔1米处的钻孔深度,以此为依据指导钻爆工的施钻深度，以保证仰拱开挖深度符合设计要求.

(二)仰拱开挖

仰拱开挖根据围岩软硬程度采用以下两种方法进行：对于硬质岩、中硬岩采用钻爆开挖仰拱，钻孔设备为YT-28气腿式凿岩机，一次爆破成型，人工配合机械清底；对于软弱围岩段及土质段采用以机械开挖为主，局部弱爆破为辅,人工清底的方式开挖。

采用爆破方法开挖时应注意控制钻孔深度，根据仰拱底部围岩情况预留15～30cm采用人工配合机械清底，防止扰动底部围岩和超挖，钻孔深度根据预先测出的标示于两侧边墙上的基准点连线进行控制。Ⅴ级围岩仰拱单循环开挖长度按照验标要求不超过3m.

（三)仰拱初支

隧道仰拱初支为开挖后先喷湿4cm厚C25砼,架立钢支撑,为减少回弹量，降低粉尘,提高喷层质量，采用湿喷法作业，复喷砼至设计厚度。

(四）仰拱钢筋安装

仰拱钢筋采用钢筋弯弧机弯制。在加工前,首先按照设计图纸确定钢筋下料长度及预弯半径。加工时要考虑弯制的钢筋存在一定的回弹量,以确保钢筋安装时的线型与现场放样线型一致。在加工过程中,现场技术人员要跟班作业，检查弧长及半径是否与设计一致,经检验合格后进行钢筋安装作业。

（五)止水带安装

钢边止水带定位:每根钢边止水带用两根4cm和6cm扁钢夹在中间，两根角钢间用螺栓固定紧，以保证钢边止水带顺直.相邻止水带间的连接采用铆钉连接,搭接长度不小于20cm。

中埋式橡胶止水带的安装：中埋式橡胶止水带夹在上下两层端模中间,外露和埋在混凝土中的宽度易于控制。

已施工完的钢边止水带

（六）仰拱端模、背模制作与安装

1、仰拱端模、背模的设计与制作

仰拱端模的结构尺寸采用设计图纸中仰拱的结构尺寸,模板的面板、肋板厚度综合考虑仰拱施工中混凝土的压力、模板的自重、周转使用时的易损性以及人工安装时的可操作性进行设计。

仰拱端模采用钢模,面板为12mm厚钢板，加劲肋板为4mm厚钢板。在面板上预留分布筋穿孔，间距16~42cm。仰拱端模在中埋式橡胶止水带处断开分为上下两层，每层由2个A单元和8个B单元组成，两层合计10个单元,各单元之间采用四个螺栓连接,上下两层钢模板采用螺栓固定。

仰拱端模

仰拱背模采用定型小钢模拼装成整体模板，模板面板厚度为3mm.小钢模间采用螺栓连接成整体，之后用两根工字钢焊接在模板背面,以形成纵向加固，用四根工字钢连接两根纵向工字钢，以形成横向加固。模板背面设吊环，以利于吊装.

仰拱背模

2、仰拱端模、背模安装

仰拱端模安装前，先进行测量定位,端模平面位置定位以隧道中心与端模中点重合为标准进行控制,高程以A单元端模、仰拱中部B单元端模顶距内轨顶面下0。7m进行控制.为保证仰拱的厚度和设计标高，下层端模安装时要根据放样标高用C25混凝土垫块调整模板高度。

仰拱端模安装时根据放样位置先安装下层B单元的8块端模,之后安装下层

2个A单元端模,如仰拱底部设背贴式止水带，则先安装背贴式止水带。下层端

模安装完成后在其上安装中埋式橡胶止水带，之后依次进行上层B单元、A单元端模安装。在安装端模时，注意将仰拱纵向钢筋通过端模上的预留孔穿出。同一层各单元间采用M20螺栓连接成整体。端模拼装成型后，进行端模斜支撑的加固作业。斜支撑采用ψ42钢管，布设间距为1~1.2m。钢管一头固定于上(下）层端模上，一头利用地锚固定于基岩面上.

仰拱背模一头固定于已安装好的端模上，一头密贴相邻仰拱端头，底部设马櫈以起到支撑作用，靠近隧道中线端设支撑,防止背模下滑。在相邻仰拱填充和仰拱端头的基岩面上各布设两根φ25钢筋于端模上的工字钢焊接，以防止仰拱混凝土施工过程中背模上浮.

（七）仰拱混凝土浇筑

仰拱混凝土由搅拌站集中拌制，混凝土输送车运至施工现场，溜槽下料，插入式振捣器振捣的施工方式.浇筑仰拱砼时应从中间向两侧分别进行。浇筑边墙砼时，应注意浇筑砼的数量，避免掩埋钢边止水带。施工中加强振捣，确保仰拱砼密实，完成后及时收面。

在仰拱混凝土施工中应注意以下几点：

(1)钢边止水带、橡胶止水带处的混凝土必须振捣密实，防止该处由于振捣不密实而产生漏水现象.

(2)振捣钢边止水带、橡胶止水带处的混凝土时不得将振捣器接触到止水带上，控制止水带处混凝土在振捣器作用半径范围内即可。

（3）振捣器在作业过程中不得接触到钢筋、模板；

（4）振捣必须密实,同时防止过振导致粗骨料下沉。

(八）、仰拱施工质量控制要点

1、仰拱开挖

仰拱开挖主要控制仰拱的开挖深度，根据围岩情况距基底15～30cm采用人工配合机械清底,防止采用爆破方法直接开挖或机械开挖至基底造成基底围岩松动，且容易超挖。

2、仰拱初支

仰拱初支主要控制初喷前的基底清理、钢架的安装质量以及初支顶面高程。

3、仰拱钢筋绑扎

仰拱钢筋绑扎前应先对仰拱主筋进行预弯,对仰拱钢筋的位置必须进行测量放样，通过测量点定位出定位角钢的位置，通过定位角钢的位置控制仰拱钢筋的间距及层间距。施工中主要控制钢筋的搭接长度、钢筋间距、排距及垫块布设。

4、止水带安装要求

止水带施工要求止水带位置应设置准确，固定牢固、平直,不得有扭曲现象；止水带接缝平整、牢固,不得有裂口脱胶现象；止水带安装径向位置允许偏差±5cm，纵向位置允许偏离中心为±3cm,中埋式止水带其中心线应与施工缝中心线重合;先施工一侧混凝土时，其端模应支撑牢固，严防漏浆；施工中主要控制止水带的安装位置、搭接长度、粘结质量以及平顺性.

5、仰拱端头模板安装

仰拱端头模板安装主要控制模板的强度及稳定性,同时模板拼缝是否严密也是施工中不可忽视的控制要点。

（九）、仰拱施工存在问题分析

在仰拱施工过程中，钢筋的定位和止水带安装的问题较多,如仰拱钢筋位置不准确、双层钢筋层排距不足、钢筋水平间距施工误差较大等。经过施工摸索，目前原因已经比较明晰：主要是仰拱钢筋定位不准，水平间距缺乏有力的控制，导致双层钢筋排距和主筋间距误差过大,解决办法：一是根据测量放线先用马镫将两层钢筋的层间距严格控制好，二是在角钢上按照设计钢筋水平间距将钢筋位置先预留出来，以便以后安放钢筋时直接将钢筋放入预留位置，减小施工误差.

止水带安装存在的主要问题是:钢边止水带安装后不顺直，止水带安装后不在两层主筋中间,中心偏差较大，且安装工程中止水带高低不平，露出来的半边止水带长度不够.经过施工摸索,目前原因已经比较明晰：主要是钢边止水带硬度大，如果不定位,钢边止水带安装完后容易反弹成曲线，钢边止水带的位置不容易定位，解决的办法主要有两点:一是选择压直工具，保证钢边止水带的顺直；二是在压直止水带工具上用钢筋把止水带水平位置固定。

仰拱端模安装时因初支不平顺、高程控制不好而影响端模的安装。解决办法是：控制仰拱初支喷射混凝土的平整度、高程。具体办法是:喷射仰拱初支混凝土前,经测量放线在端模位置按照1m间距布设喷射混凝土厚度控制标识，控制标识利用废弃钢筋头制作，钢筋端头为仰拱喷射混凝土顶面设计标高。另外，仰拱初支禁止侵占仰拱界限，端模位置小范围的不平处利用C25混凝土块调整。

仰拱、边墙超挖,A单元端模无法贴近初支表面。解决办法是：严格控制拱架加工、安装质量以及仰拱、边墙开挖质量，若在端模安装过程中出现A单元端模无法贴近初支表面的问题，可在端模背面用木板封严，在拆除端模时将木板拆除.

三、工艺实施和推广的意义

此项工艺的推广使我单位在隧道仰拱施作中质量控制有了质的提高,为确保隧道防排水工程质量达标奠定了理论和实践基础，也为我单位在后续的施工指明了方向.为把广大铁路建设成优质、平安的高标准铁路，我单位将继续深化工艺研究，努力做好后续样板工艺的实施和推广工作。