自行式移动栈桥在公路隧道仰拱施工中的应用

自行式移动栈桥在公路隧道仰拱施工中的应用

作者：罗宏涛

来源：《中国科技纵横》2016年第08期

【摘 要】近年来，公路建设发展迅猛，深埋、长大山岭隧道日渐增多。隧道穿越地层的复杂程度加剧、建设难度更大，传统的以人工为主的施工方式已满足不了现代化建设的需求，机械化施工成为隧道施工的发展方向，公路隧道仰拱做为衬砌结构的重要组成部位，传统仰拱施工时，通常采用半幅开挖或搭设简易钢栈桥全幅开挖施工，施工周期长，安全隐患多，工程质量难以保证。因此如何提高仰拱施工质量，保证仰拱与二衬快速成环封闭，是确保隧道整体施工质量的关键技术难题之一。本文结合自行式移动栈桥在隧道仰拱施工中的应用情况，具体阐述了自行式移动栈桥隧道施工中的重要作用。 【关键词】自行式移动栈桥 机械化 仰拱施工

十堰至天水国家高速公路甘肃段徽县（大石碑）至天水公路土建工程项目多座隧道仰拱施工中，通过采用自行式移动式栈桥，全断面一次开挖最大可达12m，减少开挖扰动次数，每循环仰拱施做时间可控制在48h以内，大幅提高了仰拱施工速度；根据仰拱的几何尺寸，自主设计制作定型模板，仰拱端模板钢筋定位孔，控制了不同层距钢筋的定位，钢筋绑扎“弧形点位高程控制法”控制技术，实现了绑扎成型骨架与仰拱同曲率；有效解决了仰拱施工进度慢、与二衬成环效果差等问题，保证了隧道工程的整体质量。 1 工程概况

十堰至天水国家高速公路甘肃段徽县（大石碑）至天水公路土建工程项目小川隧道为上、下行分离的四车道高速公路长隧道，隧址位于陇南市成县小川镇王家沟，隧址区最高峰为昆仑山，隧道单洞长7802m。隧道进出口洞门均采用削竹式。隧道最大埋深183m，隧道右线进口端位于半径1200m平曲线上，左线出口端位于半径1000m平曲线上；设计时速80km/h。 2 施工工艺原理

自行式移动栈桥安装时，应用8T吊车在洞外完成，在各类定型模板安装时严格控制其精确定位和稳定性。栈桥移动由电气控制系统、行走系统、液压系统、前后引桥部分组成，采用电-液控制，配备顶升、平移油缸，安装牵引链条，通过电机驱动装置连接控制系统，带动栈桥前、后、左、右自动移动，整个栈桥就位无需人工和机械铺轨，操控简单，前引桥搭设在未开挖下台阶围岩上，操作系统及后引桥搭设在已拆模的回填混凝土上；实现了仰拱全断面一次开挖最大可达12m，减少开挖扰动次数，每循环仰拱施做时间可控制在48h以内。

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3 操作要点 3.1栈桥安装校核

采用8T吊车配合4名工人在洞外完成栈桥的安装、调试，经安全检测后投入使用。引桥采用Q345钢板制作，栈桥自重及上部荷载均匀传递到8个底座上，每块底座再将载荷通过30个高弹性橡胶垫及15个垫板传递到混凝土表面上，每条轨道设有的66个高弹性橡胶垫及垫板将栈桥重量传递到混泥土上，以保证混泥土受力均匀。这样即使浇注混泥土不够平整也能保证受力均匀，受力面积增大至1.5m2，设计通过荷载50T，对长引桥部分按“安全系数法”进行受力验算，校核以简支梁为模型，通过弯矩叠加法进行计算。当混凝土达到脱模强度后便可移动栈桥并以此进行下循环仰拱施工，从而解决掌子面与仰拱施工之间的平行作业问题。 3.2栈桥就位

在长引桥上设置有小车轨道，小车通过承重轮在轨道上行走，小车上设置有驱动装置，驱动装置通过牵引链条带动小车移动；栈桥前引桥搭设部位采用挖掘机整平夯实，整平有效宽度比栈桥左右各宽出1m，搭设长度不小于1.5m，架设栈桥（通过栈桥横移和前移），将栈桥移动至需浇注混凝土的隧道前且处于正中位置，放下栈桥前后引桥；搭设后由挖掘机试通行，预压稳固后方可通行。前引桥下方进行隧道底部清碴、扎钢筋等衬砌作业。栈桥移动灵活、方便、安全，既保证了施工机械的正常通行，又为仰拱及回填施工提供了足够的作业空间。 3.3仰拱底板开挖及清理

在仰拱开挖之前，每4m对开挖段进行测量放样，以此控制开挖深度。软岩采用破碎锤配合挖掘机进行开挖，硬岩采用松动爆破，少量欠挖部位采用破碎锤进行破除，对底板虚渣进行清理后复测基底高程，确保基底曲率满足设计要求。 3.4仰拱钢筋绑扎、模板及混凝土施工

（1）仰拱钢筋安装。仰拱基坑验收后进行钢筋作业。严格按照设计要求进行仰拱钢筋预弯加工，获得有效弯曲半径，仰拱钢筋安装采用“弧形点位高程控制法”施工。即，在基坑的中心、1/4及拱脚处固定5排Φ22定位钢筋，纵向排距1m，通过高程测量，在每根定位钢筋上标记绑扎部位，采用定位卡控制，自下而上、先环向后纵向依次绑扎钢筋，确保绑扎成型的钢筋骨架与仰拱同曲率。

（2）仰拱定型模板安装及混凝土浇筑。钢筋作业完成后，进行模板安装。首先安装两侧弧形边模，每4m测量放样，确定平面位置及顶面高程符合要求，并支撑牢固；然后安装仰拱端头模板，纵向连接钢筋从端模预留孔中穿出，纵向钢筋搭接长度不小于30d（d为钢筋直径），模板与围岩之间的缝隙用高标号砂浆填塞。仰拱混凝土集中拌和，用混凝土运输车统一

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运输至工作面，浇筑时采用插入式振捣器进行振捣，确保混凝土密实，混凝土浇筑至仰拱两侧顶部时安装接茬钢筋及止水带。

（3）混凝土质量控制。混凝土所用原材料进场后，进行坍落度试验，经试验检测合格后方可使用。严格按规范要求分层、连续浇筑，一次完成，确保振捣均匀、密实，不漏振也不过振，真正使混凝土施工做到“内实外美”。及时洒水养生，洒水频率以混凝土表面经常处于湿润状态为准，连续养护7d以上。 4 结语

采用自行式移动仰拱栈桥不仅解决了仰拱施工与掌子面平行作业间临时交通之间的干扰，减少了机械设备的使用，降低了机械设备消耗，节约油耗，降低了粉尘污染，改善了隧道内施工作业环境，减少了施工人员职业健康危害，保护了施工人员的身心健康，还大大缩短了每循环的作业时长，仰拱施工在实现了机械化、自动化的基础上，月进度最高可达180m，仰拱未超出允许范围，保证掌子面施工顺利进行，为同类隧道仰拱施工积累了实践经验。