隧道仰拱应用移动栈桥的施工技术

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摘要：在隧道工程施工过程中，仰拱的开挖和支护是非常重要的一个环节，对隧道施工质量有比较大的影响。文章以实际工程为例，对隧道仰拱施工中对移动式栈桥的应用进行了分析和探讨，对移动式栈桥在隧道仰拱施工中的注意事项和应用效果进行了分析，在保证隧道仰拱施工质量、提高仰拱隧道施工效率方面意义重大。

关键词：隧道仰拱；移动栈桥；施工技术；隧道工程；施工质量 文献标识码：A

中图分类号：U445 文章编号：1009-2374（2017）11-0198-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.11.100

1 工程概况

新建银川至西安铁路正线长度616.81km，其中陕西省境内163.21km，甘肃省境内271.85km，宁夏自治区境内181.75km。线路设计时速为250km/h，预留350km/h。中铁十一局集团承建YXZQ-6标段，起止里程为DK138+151.98～DK167+858，线路长27.91km，位于陕西彬县炭店镇、新民镇、永乐镇境内。主要工程有3桥（640.25延米）、3隧（27270延米），其中彬县隧道全长14250m；隧道占线路全长的97.71%。

由于施工工期紧张，在进行隧道施工过程中为保障施工进度及质量，项目联合厂家研制了可移动式仰拱栈桥，通过应用移动栈桥进行仰拱施工，减少了施工工序的干扰，提高了施工进度，保障了施工质量，同时提高了机械化水平降低了施工成本。

2 可移动栈桥的施工特点

（1）在栈桥的前钢桥下开展混凝土填充施工时，车辆可以利用栈桥直接下至台阶，可以更好的配合施工，满足早成环、早封闭施工的基本要求；（2）栈桥通行时要在混凝土强度达到脱模要求后进行，要求接地压强值3kgf/cm2（0.3MPa）；（3）使用遥控液压操作，使用电控专用小车进行行走，可以进行前后左右移动。栈桥施工时不需要进行人工铺轨，只需要一个人就可以进行操控；（4）使用一体化仰拱模板，允许通过的荷载值为50t。

3 可移动式栈桥的结构构成

根据国内外先进技术，本工程设计使用标准化结构设计，为了满足栈桥移动要求，在栈桥的引桥两端都布置了移动机构，而且布置了限位预警机构。在行走的过程中，会将栈桥钢桥抬起，并利用液压系统放下液压系统执行机构，仰拱栈桥立面结构如图1所示：

4 施工技术

4.1 施工步骤

4.1.1 将隧道开挖至设计长度后即可开展仰拱施工。首先进行首端仰拱的浇筑和回填，将仰拱栈桥拼好后立即进行检查，达到要求后即可安排移动栈桥就位。如果此时首端仰拱强度没有达到设计强度值的70%，不能将栈桥的后轮放置到仰拱上。栈桥就位后状态图如图2所示：

4.1.2 移动式仰拱就位后，即可进行仰拱施工，施工之前先处理基础，然后将防水板安装好。接着绑扎钢筋，并进行仰拱的浇筑。一般来说，当栈桥下一段仰拱的浇筑和填充工作完成，并且栈桥强度达到设计要求值后即可将栈桥向前移动。

4.1.3 在开展台阶开挖时，分别从左幅和右幅进行开挖，在隧道中移动栈桥时，要进行侧向移樱以保证栈桥可以紧随台阶开挖。

4.2 拼装栈桥

4.2.1 拼装流程。（1）在场内进行配置时，先将支架搭建好，支架搭设高度为800mm。然后安装好定位桁架，连接主横梁，接着连接好底部拉杆，并安装好左侧导向承载装置和支撑梁承载装置，将前端油缸和右侧导向承载装置安装好，连接好端部支撑，然后将前端车轮组安装好；（2）安装中间标准段桁架，然后将主横梁连接好，并对底部拉杆进行连接，最后安装手链起升装置和中间支撑装置；（3）进行后端标准桁架的安装，然后将主横梁安装好，最后对底部拉杆进行连接；（4）拼装好后端3m标准段桁架进，然后连接底部拉杆和主横梁，安装好液压油缸和液压站，连接端部支撑，组装好后端车轮和导向板，然后安装支脚；（5）安装报警装置、液压系统和电气系统；（6）顶升前后液压缸，并安放好前后工作支撑，收回液压缸。保证桁架可以落至工作支撑上，将桥面板安装好；（7）为了保证栈桥行走过程中的扭转刚度，需要使用拉杆安装导桁架顶部；（8）对移动栈桥进行行走试验，移动速度控制在0.5m/min。为了检查栈桥的安全性，首先将工作支撑放下，然后在自卸车上装满渣料，最后安排工作人员驾驶自卸车从栈桥上通过。使用800mm×800mm的条形方木作为安装支架，然后搭设型钢，保证安装的可靠性和安全性。

4.2.2 拼装时需要注意的方面。（1）在拼接桁架时，要将下弦杆销和上弦杆螺栓连接好；（2）要将吊装速度控制好，吊装速度不能过快；（3）对于一些比较重要的结构组成部分，要将移动过程中有可能出现的安全隐患消除掉，并采取相应的措施来保证液压系统和电气系统的安全性。

4.3 栈桥移动就位

4.3.1 栈桥移动就位的施工步骤。（1）清理残渣。栈桥移动之前，清除干净桥面、桁架和前后引桥上的残渣；（2）对油缸进行顶升。操纵液压控制阀，然后顶升前后液压缸，并进行锁定，保证钢支墩脱离地面并保持水平状态；（3）对障碍进行排除。将桁架、钢支墩、前后引桥等底部障碍物拆卸下，然后清理栈桥仰拱面上的残渣。为了降低后引桥在拖动过程中产生的摩擦力，需要使用若干根直径为48mm的钢管布置在后引桥的下部；（4）引桥提升。铲车行进到引桥前方位置后，使用钢丝提升铲斗到引桥前端，保证其缠绕到栈桥上部节点；（5）栈桥牵引。按照图3中标识的牵引位置1和牵引位置2将钢绳栓紧。在对栈桥进行牵引时，牵引铲车的行驶速度要保持在0.5m/min；（6）栈桥支护。栈桥向前移动如果仍然无法达到使用要求，要将牵引铲车行走中断，利用制动装置终止栈桥行走，放下前引桥，并对栈桥钢支墩支撑面和引桥端部进行平整。根据实际需要将垫块铺设好，保证栈桥工作过程中支撑的牢固性；（7）收缩油缸。操作液压控制阀，并锁定前后液压缸，保证钢支墩可以全部接触到地面。保证支撑的可靠性以及桥面的水平；（8）限位。使用限位装置限位，防止设备移动时产生侧向移动或前行的情况。

4.3.2 栈桥纵向移动过程中需要注意的方面。（1）栈桥在移动时，为了提高栈桥行走和移动时的扭转刚度，需要将拉杆安装导桁架的顶部；（2）平稳启动牵引铲车，并缓慢行走；（3）整平行走路面，避免桥体过大出现扭曲和振动破坏结构；（4）行走路面混凝土强度比较小时，会有碾压痕迹出现。为了解决这一问题，需要使用槽钢或钢板进行铺设，并不断地进行倒换，使车轮落在槽钢或钢板上。

4.4 栈桥转向

4.4.1 栈桥转向的基本流程。（1）缩回前液压缸，并利用前端支撑将前轮抬起；（2）人工将前端车轮组旋转90°；（3）伸长前液压缸，并使导向承载底板落至车轮平衡梁连接板上，然后进行定位。此时，前端支撑会离开底部支撑平台；（4）侧向牵引前端车轮组平衡梁，达到侧向位移的目的。

4.4.2 转向作业要点。（1）在进行侧向位移时速度不要过快，要保持平稳；（2）提高路面的平整性，防止桥体产生过大的振动和扭曲而对桥梁结构造成破坏；（3）由于后端车轮和初凝混凝土摩擦较大，为了避免对初凝混凝土路面造成破坏，减少后轮滑转产生的阻力，当出现侧向位移时，要求后轮可以落到钢板上；（4）侧向牵引力不能过大，要缓慢施加。

5 可移动栈桥的应用效果分析

本工程采用可移动栈桥施工后取得了良好的施工效果，和大型仰拱栈桥相比，可移动栈桥的施工效益更加显著，如表1所示。使用可移动栈桥施工后，每12m仰拱可以节省3h，如果按照24m进行计算，使用可移动栈桥可以实现仰拱的流水化作业，大约可以节省18.5h的施工时间。利用栈桥施工减少了各个工序之间的干扰，为仰拱施工留有充足的施工空间，保证了隧道的施工进度和施工安全。虽然可移动式栈桥的制作成本会高于简易栈桥，但是因为可以大幅提高施工效率，因此综合下来施工成本会有所降低。由于设置了专门的人行道，将行车道和人行到分离开来，提升了车辆的通行效率，保证了行人的通行安全。

6 结语

综上所述，在隧道工程施工过程中，由于施工工期紧，对施工质量和施工安全要求比较高，为了达到施工要求，需要在施工过程中充分利用现代化施工机械。本隧道工程在施工过程中利用可移动式栈桥进行隧道仰拱的施工显著提高了施工效率和施工安全，具有较高的应用价值。

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作者简介：厉建华（1981-），男，山东济宁人，中铁十一局集团第一工程有限公司中级工程师，研究方向：路桥施工技术。