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1、隧道仰拱与填充轻便模板安装分层浇筑施工工法1、前言目前国内传统的仰拱台车或桁架模板结构复杂、体积庞大，在隧道狭小的作业空间内安拆不方便，且仅能保证一副栈桥通行，制约仰拱前部作业，仰拱结构尺寸、弧面曲率、密实度难以保证。第四工程有限公司依托承建的高速TF-06合同段梁子坪隧道实际工程地质情况及现场情况分析,针对隧道仰拱施工特点，成立了技术攻关小组，对隧道仰拱模板进行改造，优化相关施工工艺，通过探索实践和钻研总结，形成了隧道素混凝土仰拱模筑施工工法。相较于传统工法采用隧道仰拱轻便模板，准确实现仰拱结构设计尺寸，仰拱混凝土均匀密实。且体积小，轻便，可直接采用人工安拆，同时满足两副栈桥通行，适合大断面
2、素混凝土仰拱隧道施工，综合工效较高，施工质量得到保证，取得了较好的社会效益和经济效益。2、工法特点在隧道仰拱施工时，通过加工与仰拱设计尺寸一致的轻便曲面腹模，与仰拱端头钢模连接，整体采用地锚加固的方式施工，实现仰拱与仰拱填充的分层浇筑。纵向止水带定位通过在仰拱曲模顶部设置卡槽定位装置，安装固定；止水带接长统一采用热熔焊机进行接长，极大提升了纵向施工缝防水效果。主要亮点：2.0.1通过端模与腹模连接，确保仰拱尺寸准确；2.0.2通过整体曲面腹模，确保了仰拱设计瓠面和曲率；2.0.3通过分窗进料振捣，保证仰拱混凝土密实度和强度；2.0.4通过使用上、下钢端模，实现了仰拱环向中埋式止水带的准确定位；
3、2.0.5体积小，同时满足两副栈桥通行，适合大断面隧道施工，综合工效较高；2.0.6经济实用，只占用仰拱台车造价的15%。3、适用范围本工法适用于大断面素混凝土仰拱隧道施工。4、工艺原理该工艺的原理是现场采用加工与仰拱设计尺寸一致的轻便的曲面模板，并使之与仰拱端头钢模相连接，通过压杆和地锚加固形成整体，中部利用仰拱钢筋进行支撑。模板中间留出振捣窗口,方便浇筑混凝土时依次逐窗振捣。相比起传统的仰拱台车或桁架模板等大型工装，轻便模板更加易于安拆和使用，不占用隧道内狭小的空间。仰拱衬砌的高标号混凝土与仰拱填充的低标号混凝土实现分层浇筑，施工质量得到保证。5、工艺流程及操作要点5.1 施工工艺流程图5
4、1施工流程图5.2 操作要点5. 2.1仰拱端模及环向止水带安装仰拱端头模板使用定型组合钢端模拼装而成，保证仰拱厚度、线性及环向止水带居中、平顺。图5.2-1仰拱端模横断面ICm修.】Oca鹰的用板帝175pt影例板背物加强5rrm皤电16的定位螺检拱曲根孔对,Z50M527)ICm厚,10Cln宽的钢板带（型8的螺栓孔图5. 2-2仰拱钢端模纵断面2CJ 的轴： 通过轴上半 部分可以左 右活动Z AXl=jgLtt /、- T 用 Ym / 一才 J 厚，10Cm宽 的钢板带图5. 2-3仰拱端头a型模板1 .仔细复核仰拱端头开挖断面，严控欠挖，超挖部分使用同标号混凝土回填,根据仰拱底面的设
5、计几何尺寸，在仰拱端头环向每50Cm锚固守12钢筋头，上部焊接12钢筋连通作为仰拱端模底部找平控制的基准，采用喷射混凝土找平，找平带宽50cm,在仰拱端头形成符合设计要求的圆顺断面。2 .按模板编号依次从中心向两侧安装仰拱下端模，并采用锚固钢筋固定，锚固钢筋采用中16钢筋，锚固深度30cm,锚固位置与端模预留锚栓孔对应。3 .在仰拱下端模顶面安装中埋式环向止水带。先把止水带一半平放在仰拱下端模上，另一半伸入待浇筑仰拱段，止水带按设计采用6钢筋卡进行固定，然后安装上端模。安装下端模仰拱端头找平安装环向止水带安装上端模5.2.2仰拱腹模安装、加固1.钢筋马凳安装在已浇筑的仰拱端头标识仰拱瓠面，打设
6、水平钢筋托架；托架平台采用16的钢筋，植入深度30cm,外露长度30Cnb环向间距50cm。采用弧形钢筋马凳作为腹模下部托架（马凳纵向间距2m）；马凳间采用12钢筋连接。钢筋马凳可提前制作成型，仰拱断面复测及基底处理完成后，现场直接安装就位。2仰拱腹膜安装按照编号依次从边墙向中部拼装仰拱腹模。仰拱腹模安装完成，纵向采用中89钢管作为模板压杠，压杠与每块模板连接处外露十字钢筋连接进行反扣锚固，使模板整体受力；靠近钢端模一侧通过螺栓与钢端模连接固定。单块仰拱腹模平面尺寸图（单位：1111:仰拱腹模加固图图5.2-5腹模平面尺寸、加固示意图图5.2-6安装、加固仰拱腹模5.2.3纵向中埋式止水带安装
7、隧道衬砌纵向中埋式止水带使用紧线器配合止水带固定卡具进行安装固定。1.止水带固定卡具加工止水带固定卡具主要由止水带卡槽、卡槽定位装置、止水带绷紧装置组成。止水带卡槽构造如图所示。止水带卡具构造图（单位：m）图5.2-7止水带卡具构造图止水带卡槽靠边墙模板侧焊接5cm槽钢，另一侧焊接5cm角铁形成卡口，卡口上部为较接，通过调节卡槽螺栓松紧度使卡口固定止水带。卡槽定位装置一端与边墙模板焊接合页连接，合页预留3个孔间距25mm螺栓孔，通过与不同的螺栓孔调节移动卡槽定位装置左右距离，以适用于不同的围岩级别。另一端预留定位槽口，用来放置和固定止水带卡槽。卡槽定位装置纵向间距1.5%止水带绷紧装置由钢筋夹
8、和紧线器组成。2 .止水带安装根据仰拱衬砌厚度确定卡槽定位装置连接螺栓孔并连接成合页，翻转合页使卡槽定位装置平放在边墙模板上。用钢筋夹夹紧边墙处预留的止水带，连上紧线器通过钢筋等锚固点将止水带绷紧、拉直、拉平、拉顺。松动止水带卡槽螺栓，将卡口置于止水带两侧，并将卡槽槽钢外侧卡入定位装置预留的定位槽口内，精调止水带，保证止水带露出纵向施工缝高度为17.5cm,使止水带线形顺直、位置居中后将螺栓紧固固定。止水带安装图端头拉直止水带3 .止水带接长止水带每捆长度为28m,为减少止水带焊接，每施工两板仰拱（每板仰拱H.9m）对止水带进行一次接长焊接。止水带接长采用热熔焊机焊接，止水带热熔焊机是由模具和
9、控制箱两部分组成，模具内设有与控制箱相连接的电热元件，模具的界面形状与被加热元件相适应，模具的中间部位设有测温设施，硫化胶片与止水带接头处的硫化胶材料相似,亲和作用大，混炼胶片里的硫化剂扩散至接头界面，与硫化胶剩余的双键发生交联反应，形成共硫化体系，使接头处连为一体，从而保证了止水带接头质量。卜？IoCllLl对接（推荐形式:厂硫化连接止水带常用接头形式止水带热熔焊机图5.2-9止水带热熔焊机5. 2.4仰拱混凝土施工仰拱腹模及端头钢模安装完成后，进行模板复测及检查，检查无误后，混凝土通过溜槽入模，依次从下往上逐层浇筑、分窗振捣仰拱混凝土。混凝土浇筑过程中，专人盯控模板及锚固状态，发现异常及时
10、处理。仰拱逐窗进料仰拱逐窗振捣2.5纵向施工缝施工1.接茬钢筋素混凝土段仰拱边墙采用HRB400E中16的接茬钢筋进行加强连接，预留在施工缝矮边墙内7.5Cm处，间距20cm（止水带内外侧交叉布置），插入混凝土30Cm深，露出混凝土面30cm,预埋钢筋时在仰拱端头拉设钢筋标高线，确保纵向处于一条直线上。接茬钢筋安装时，可采用钢筋卡具进行定位控制，确保其位置、线性准确。如图。预埋钢筋立面布置图（单位：Crn）埋钢筋平图5.2-11预面、立面图2 .止水条预留压槽为控制衬砌纵向施工缝止水条安装顺直、上下居中，在仰拱混凝土浇筑完成后，混凝土初凝之前对止水条安装位置使用两根6米长20X5Omin的方管
11、进行压槽，保证压槽顺直。止水条尺寸为2030mm,为保证止水条居中，压槽深1.6cm,宽2.2cmo3 .二次收面仰拱浇筑完成后，需及时对边墙纵向施工缝进行第一次收面，严格控制混凝土标高和外观质量；待接茬钢筋和止水带预留压槽完成后，在混凝土初凝前，及时对纵向施工缝进行二次收面，防止混凝土产生裂缝，确保混凝土外观质量。5.2.6仰拱腹模拆除仰拱混凝土浇筑完成后8小时拆除仰拱腹模，按照后装先拆的顺序拆除。5.2.7仰拱填充施工腹模拆除后，安装、加固填充端模和保温中心水沟模板，端模与仰拱端模螺栓连接，保温中心水沟两侧模板面板间距控制为1.5m,高度控制与仰拱填充面齐平。浇筑过程中注意分层浇筑与振捣，
12、浇筑结束后注意仰拱填充顶部的收面、标高控制。填充混凝土强度达到5MPa后允许行人通过，达到设计强度的50%（IOMPa）后允许车辆通行。6、人员、材料及机具设备主要劳动力计划6.1主要劳动力计划工种人数工作地点责任范围项目经理1施.T现场工程总负责，负责各方面组织协调工作项目总工1施工现场负责方案的总体规划技术员2施工现场负责现场作业的技术控制质检员1施工现场现场质量管理、监督和检查安全员2,施工现场现场生产安全管理、监督和检查材料员1仓库、现场材料采购、验收、保管和控制测量员2施工现场负责工程测量、放线模板工4施工现场主要现场模板安装混凝土工4施工现场负责现场混凝土浇筑工作杂工2施工现场配合
13、其他工种施工6.2主要材料计划序号材料名称单位数量用途1钢筋HRB400t20仰拱钢筋2止水条ID100施工缝施工342.5普通硅酸盐水泥t50混凝土拌和4粗集料t40混凝土拌和5细集料t30混凝土拌和6.3主要配备序号机械名称规格型号单位数量备注1混凝土运输罐车IOm3台6运混凝土2挖掘机1.1m3台1出渣、排危3仰拱模板/套1仰拱施工4电焊机/台4钢筋、模板加固5插入式振捣器ZN25台8混凝土振捣6发电机250KW台2备用电源7全站仪/台1复核断面、模板8装载机/台1出渣、移栈桥9通风机/台2换空气7、质量控制环向止水带和仰拱模板安装质量控制要点：1.模板安装必须稳固牢靠、接缝严密，不得漏
14、浆；模板与混凝土的接触面必须打磨清理光滑并均匀涂刷脱模剂；2.模板的几何尺寸必须满足设计规范要求；3.模板安装轴线偏位、高程偏差及平面位置需符合要求；4.止水带固定牢固、平直，不得有扭曲现象；5.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,其中心线应与施工缝的中心线重合；6.止水带安装应平顺、居中。仰拱混凝土浇筑质量控制要点：1.混凝土自高处向模板内倾卸时，为防止混凝土离析应采取相应的措施；2.混凝土浇筑应连续进行且保证充分的振捣；3.混凝土浇筑，应分层浇筑，每层高度应为30cm；4.混凝土分层浇筑时，振动棒要插入老混凝土层5T0cm;5.振捣时，要遵循“三不靠”的原则。纵
15、向施工缝施工质量控制要点：L纵向施工缝在衬砌台车安装前应按照设计规范要求对其进行处理，同时做好止水带、止水条及接茬钢筋的处理；2.纵向施工缝应保证止水带位置准确、线性顺直；3.预留压槽线性顺直，严格控制压槽深度，确保后期放入的止水条上下居中；4.接茬钢筋预埋时，使用特制钢筋卡具进行控制，确保钢筋上下居中、线性顺直；5.压槽和接茬钢筋施工完毕后，及时进行二次收面，二次收面应在混凝土初凝前完成。仰拱腹模拆除质量控制要点：仰拱腹模拆除时不得野蛮施工，破坏混凝土棱角。仰拱填充质量控制要点：1.注意控制仰拱填充混凝土的顶面高程；2.待混凝土强度达到IOMPa后方能允许车辆通行。8、安全措施建立健全安全生
16、产管理机构：项目部成立以项目经理为组长安全领导小组，安全总监、项目总工、项目副经理为副组长，各部门负责人及班组长为成员的安全领导监督小组机构，全面负责项目部安全管理工作。开展安全教育、培训及安全技术交底：项目部通过对管理与技术人员、参建队伍进行安全教育、培训及安全技术交底，增强施工人员的安全知识、能力和意识。开展应急演练：对易突发的涌水、坍塌、等情况进行应急演练，使施工管理人员熟悉对突发事件的应急处理措施。应急物资：施工现场配备充足的应急物资，当出现突发事件时可紧急处理。风险源辨识：对易发生安全事故的风险源如：施工用电、物体打击、机械伤害等进行辨识，使现场安全控制做到有的放矢。施工监测：施工前
17、应按照监测方案布置完成施工监测点，并采集初始值，当监测数据超出预警值时应及时撤出人员。编制应急预案：针对施工中可能发生的突发事件，编制应急预案，对可能发生的突发事件，做到有预案、有交底、有措施。9、环境保护措施建立环境保护管理组织机构，健全环境保护管理体系，强化环保管理，提高思想认识，增强环保意识。施工生产、生活区域裸露场地、运输道路，经常洒水除尘。采用低噪音的施工设备，创造良好的施工环境。要废弃的石渣及时拉运，不得随意流放到红线以外，造成环境污染和水土流失；不得长时间存放施工现场，做好现场文明施工。10、效益分析10.1 社会效益现场采用加工与仰拱设计尺寸一致的轻便的曲面模板，并使之与仰拱端
18、头钢模相连接，通过压杆和地锚加固形成整体，中部利用仰拱钢筋进行支撑。模板中间留出振捣窗口,方便浇筑混凝土时依次逐窗振捣。相比起传统的仰拱台车或桁架模板等大型工装，轻便模板更加易于安拆和使用，不占用隧道内狭小的空间。仰拱衬砌的高标号混凝土与仰拱填充的低标号混凝土实现分层浇筑，施工质量得到保证，具有显著的社会效益。10.2 经济效益采用一套大型仰拱台车需要40-60万元，经济成本较高，而一套仰拱轻便模板仅需4万元，经济实用，施工每一板仰拱仅需耗时2天，用工6人，相较传统大型模板工效大大提高，而且本工法模板体积小，同时满足两副栈桥通行，尤其适合大断面素混凝土仰拱隧道施工。该工法施工安全可控，施工费用显著降低，施工工期明显缩短，潜在的经济效益巨大，具有广阔的应用前景。
