仰拱顶模及栈桥在隧道仰拱施工中的应用
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摘要：隧道仰拱混凝土在浇筑施工过程中常常需要靠顶模才能使混凝土的形状符合设计要求。同时，为保证仰拱施工期间洞内正常通车，需要在仰拱上方架设仰拱栈桥。结合武广客运专线大瑶山隧道的实际施工情况，设计了一种隧道仰拱混凝土浇筑专用顶模和栈桥。重点对该顶模和栈桥的结构和使用方法进行分析和探讨，以供同类工程借鉴和参考。
关键词：仰拱栈桥 顶模 仰拱混凝土 仰拱填充
1 概述
隧道尤其是高速铁路隧道的仰拱混凝土浇筑施工过程中，因仰拱混凝土形状多为弧形，且混凝土坍落度较大，如果不安装顶模很难控制混凝土的外形符合设计要求。同时，为保证仰拱施工期间洞内正常通车，需要在仰拱上方架设仰拱栈桥。
我们修建的武广客运专线大瑶山隧道仰拱的半径只有15m，这样仰拱的弧形非常大，两翼比中线处的混凝土高2m左右，加之混凝土的标号多为C25或C30，坍落度比较大，施工中混凝土很难成型。为此，我们根据现场施工的实际情况设计了一种较为实用的仰拱混凝土顶模。也根据这个顶模的特点，设计了一副栈仰拱桥。下面简述仰拱顶模和栈桥的结构和使用方法。
2 仰拱顶模和栈桥
2.1 适用范围
该仰拱顶模和栈桥适用于隧道仰拱混凝土施工，尤其是仰拱半径较小，混凝土坍落度较大的隧道中使用。
2.2 仰拱顶模和栈桥的总体设计原则
仰拱顶模为整体式可伸缩结构，下部设轮子，可使用机械设备拖行。仰拱栈桥采用工30工字钢制作，上表面铺设钢板，两侧带可折叠坡道，下部设轮子，可使用机械设备拖行。
2.3 仰拱顶模的结构及制作
①主框架采用工18工字钢焊接制作，根据隧道仰拱宽度及填充的高度定主框架尺寸。②根据仰拱设计形状订做整体式钢模板，模板厚度大于5cm，模板间设置转轴，模板纵向长度为5m。③采用液压油顶升降及伸缩模板。④顶模尾端设置一对可升降行走轮。⑤顶模两端分别设置一对升降油顶，所有油顶均通过油顶控制箱控制。
2.4 仰拱栈桥的结构及制作
①仰拱栈桥共两幅，每幅四根主梁，主梁采用工30工字钢焊制，接头位置错开布置，且在工字钢腹板位置采用钢板帮焊，主梁间采用工30工字钢焊接固定且交错布置。②栈桥顶面铺设带花纹钢板，与主梁焊接牢固。③两端坡道为活动可旋转折叠结构，设置转轴。④栈桥尾端设置可升降的行走轮，两端设置支撑腿。⑤栈桥主梁长12米，不包括坡道部分。⑥仰拱栈桥摆放在左侧或右侧行车道位置。
2.5 仰拱顶模及栈桥的具体结构见图1、图2、图3、图4、图5。
图中：1—顶模主框架、2—边模油顶、3—底模油顶、4—顶模结构行走轮、5—泵送混凝土进料口、6—模板、7—仰拱中线、8—仰拱填充顶面线、9—待浇筑仰拱混凝土、10—顶模伸缩油顶控制箱、11—附着式振动器、12—顶模结构升降油顶、13—支撑丝杆、14—枕木或方木、15—栈桥坡道转轴、16—栈桥支撑腿、17—栈桥行走轮、18—栈桥主梁、19—栈桥钢板、20—栈桥坡道、21—堆码碴体、22—已浇筑仰拱填充混凝土、23—已浇筑仰拱混凝土。
3 仰拱顶模和栈桥的施工方法及工艺流程
3.1 准备工作：待已浇筑的仰拱砼达到初凝后，利用油顶收起两侧模板，再升起中间模板。清理模板并刷脱模剂。同时，将准备施工的仰拱基坑清理干净。
3.2 测量定位：根据设计测出仰拱中线及标高。待仰拱砼达到设计强度的90%时，降下行走轮，收起后支撑腿油顶，利用机械设备将模板结构前段吊起，收起前支撑腿油顶，拖动模板结构前行到待浇筑仰拱的位置，行动过程中注意模板中线对准测出的仰拱中线。铺设枕木或方木，放下前后支撑腿油顶，收起行走轮。根据测量的标高调整模板结构高度。
3.3 模板定位：根据测量结果利用模板升降油顶将中间模板下降到设计高度，固定好支撑丝杆，利用伸缩油顶就位两侧模板，固定好支撑丝杆。安装好封头模。
3.4 浇筑混凝土：连接好泵送砼管道后泵送砼。泵送砼的顺序为先从中间模板上的泵送口压入混凝土再从仰拱两侧口压入砼。采用附着式平板振动器振捣。
3.5 施作上一板填充混凝土。
3.6 栈桥移位及就位：清除下两板仰拱洞碴，用碴体堆码栈桥前端平台。待上一板回填砼达到设计强度后移动仰拱栈桥。将栈桥两端坡道翻起折叠，利用机械设备吊起栈桥后端，放下行走轮，吊起栈桥前端，拖动栈桥前行至碴体平台前，铺设枕木或方木，放下栈桥前端，使前支撑腿落在枕木之上。吊起栈桥后端，收起行动轮后放下栈桥，最后将两端坡道旋转放平。
3.7 重复2、3、4、5、6步。
4 结论
仰拱顶模及栈桥很好的解决了隧道仰拱混凝土浇筑施工过程中，因仰拱混凝土形状多为弧形，且混凝土坍落度较大，不容易成型的问题。同时，也为仰拱施工期间洞内正常通车提供了良好的条件。通过实践证明，我们在武广客运专线大瑶山隧道的仰拱施工中，仰拱顶模及栈桥的应用起到了比较好的效果，有较大的推广价值。
参考文献：
[1]赵广平.新型组合弧形钢模板在高速铁路隧道仰拱整幅施工中的应用.《隧道建设》，2010年第6期.
[2]中华人民共和国铁道部.客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准.北京：中国铁道出版社，2006.