长大隧道自行式移动仰拱栈桥研制及施工技术
田晓峰
（中铁十二局集团第二工程有限公司，山西大原030032）
[摘要]为确保重载铁路永久运营安全，研究解决隧底仰拱及填充施工质量通病，研制开发了长大自行式移动仰拱施工技术方案.通过在长大隧道施工中采用带有行走装置的仰拱栈桥跨越仰拱作业区段，解决了隧道施工通道， 栈桥，对该工装设备技术参数做了详细介绍，并配备了下挂式仰拱模板，仰拱及填充一次性浇筑24m，形成了专项工人施工环境得到了很大改善，减少了工序干扰，减少了施工缝，降低了仰拱施工工艺对不均匀沉降的影响，极大地提高了工效.
[关键词]隧道工程；仰拱栈桥；自行式移动；下挂式模板；施工技术
[中图分类号]U445.35 [文献标识码]A [文章编号]1002-8498(2017)15-0120-04
Long Tunnel Self-propelled Mobile Inverted ArchTrestle DevelopmentandConstruction
TIAN Xiaofeng
( China Raihwy 12ah Bureau Group Seond Engineering Go. Izd. Taiyuan Shanzi 030032 China)
Abstract;To ensure permanent operating safe of overloaded railway this paper studies and solves the tunnel invert and filling construction quality problems develops self-propelled mobile inverted archtrestle and introduces the equipment technical parameters in detail. This device is equipped with ahanging type invert formwork invert and filling with one-time pouring of 24m which forms a specialconstruction technical scheme. Through the long tunnel construction with a walking device invert archworkers environment is greatly improved as well as reduces the process of interference the construction trestle across the invert operation section it solves the channel tunnel construction and constructionjoints the invert construction process on the influence of uneven subsidence which greatly improves thework efficieney.
Key words tunnels ; invert arch trestle; self propelled moving: hanging type formwork:; construction
2856m.工程合同总额8.014亿元，总工期为37个
1工程概况
起讫里程为DK555117-DK562800，全长DK555117-DK555210.07段（93m）位于R=7683m，为单洞双线隧道，其中V级围岩180m，占1200m的左偏曲线上，其余段均位于直线上，隧道 2.34%；V级围岩7403m，占96.36%；V级围岩线间距变化范围4.00-4.13m，隧道纵坡为单面上100m，占1.3%.最大埋深约为90.25m.特别是累坡，坡度及坡长依次为4.9%/333m，5.1%/7350m计长度约1500m的粉细砂层地段，极易发生流砂、万荣隧道总的特点是安全风险高、工期紧、任务重.砂、黄土隧道.因此，万荣隧道被列为蒙华铁路1为确保重载铁路永久运营安全，研究解决隧底级高风险及重难点工程.为确保工程工期和化解仰拱及填充施工质量通病，通过回顾、分析、总结以
涌砂，施工安全风险极高，是制约工期的最大风险2长大自行式移动仰拱栈桥研制
源.同时，万荣隧道也是目前亚洲在建的最长涌流2.1研制目的
短、沉降量变化大等病害隐患问题，以改造施工工装、创新施工工艺为攻关目标，联合设备制造厂家，
表1自行式移动仰拱栈桥技术参数
研制开发长大自行式移动仰拱栈桥施工工装设备.
2.2栈桥结构及组成
Table 1 The technical parameters of self- propelled mobile inverted arch trestle
通过在长大隧道施工中采用带有行走装置的仰拱栈桥跨越仰拱作业区段，各种车辆设备和人员在栈桥上正常通行，栈桥下同时进行隧道仰拱钢筋绑扎、仰拱及填充浇筑混凝土等作业，优化仰供施工工序，缩短仰拱施工时间.根据仰拱施工规范要 求，隧道仰拱及填充需分开浇筑，研制了下挂式仰拱模板用于仰拱及填充分开浇筑.该模板为模块化设计，模板单位长度为1.5m，下挂式仰拱模板组装方便，仅需一次组装，无须重复，大大降低了工人劳动强度，待隧道全部仰拱施工完成后拆卸.使用 下挂式仰拱模板，定位准确，仰拱施工质量提高，节省重复拼装标准钢模板的时间，提高仰拱浇筑工效.
序号 项目 技术参数I 2 一个循环有效施工长度 主桥长度 29 24m3 4 行车道宽度 前引桥长度 3.8m 18. 9m5 后引桥长度 10.8 12%6 7 前引桥坡度 后引桥坡度 11%8 9 梅执栈桥全长 仰拱栈桥总宽 46. 5m 8. 611 10走车板面至栈桥主梁顶面高度 允许通过的最大荷载 700kN(白卸车) 0. 6m12 整机纵向移动方式 滑轨式白行（液压驱动）13 14 整机及坡桥升降方式 液压系统 一套支撑转向系统 液压驱动15 16 减速机 电动机 Y132M2-6 型 11kW 电动机 2 台 250 型涡杆减速机2台17 栈桥移动速度 6m/min16 18 车辆过桥限速 整机功率 5km/h 22kW17 栈桥总质量 约120t
栈桥结构参考国内外贝雷桥、钢桥成熟的设计技术，采用标准化的结构形式，设计为全液压自行3.8m，总长度46.5m，主栈桥主梁长度为29m，有效 式仰拱栈桥，行车轨道中心距为5.5m，栈桥净宽为长度24m，前引栈桥为18.9m，后引栈桥为10.8m.为满足移动要求，在栈桥两端设置移动行走机构，并设置限位预警装置：行走时，栈桥拾起、放下由液压系统执行机构完成.栈桥行走装置由2台250型 涡杆减速机和2台11kW电机带动行走.栈桥液压部分由12只油缸和1台液压站组成，由液压站控制每只油缸升降.本移动栈桥主要由钢桥、行走装置、液压系统、限位装置等组成.栈桥按700kN活荷载和自重设计验算，其强度和刚度均能满足规范 要求.结构技术参数如表1所示，结构组成如图1所示.
3长大自行式移动仰拱栈桥施工技术
3.1施工工艺流程（见图2）
保证仰拱端头距离下台阶≤40m.仰拱栈桥完成拼 1）隧道根据现场施工情况安排进行仰拱施工，装并通过检验后，即可移动就位.当已施工仰拱强度达到设计强度后，则可将栈桥后引桥设于仰拱上，栈桥下可展开仰拱施工.
面正常推进的情况下进行仰拱施工.正常情况下， 2）仰拱栈桥移动就位后，即可依托栈桥在掌子栈桥下仰拱钢筋绑扎、止水带安装、中心涵管安装、
图1仰拱栈桥结构组成
万方数据
Fig. 1 Structural position of invert arch trestle
缸一自行结构.
5）安装液压油路.
6）顶升前后液压缸一放置前后工作支撑→收回前后液压缸，使桁架搁在工作支撑上.
7）安装桥面板.
的扭转刚度. 8）安装桁架顶部拉杆，以增加栈桥移动行走时
9）安装仰拱弧形模板.
10）一般以6m/min的速度自行式行走，进行行走试验；并放下工作支撑，采用装满渣料的自卸汽车在栈桥上通过，进行安全检查.
3.2.2仰拱初支面检查
1)若仰拱初支施工后回填了渣土，先把回填渣土采用人工配合机械清理干净，清理时避免损坏初期支护.
图2施工工艺流程
Fig. 2 Construction processing
立模、仰拱、填充浇筑等进行流水施工安排.当完成栈桥此段仰拱浇筑与填充，且达到允许强度后即可向前移动栈桥.如此循环推进.三台阶施工工序如图3所示.施工顺序：开挖①部，施作初期支护1一开挖②部，施作初期支护11→开挖③部，施作初 期支护III→开挖④部，施作初期支护IV→施作初期支护仰拱IV一②部与③部平齐.
2）对仰拱初支轮廊、净空尺寸进行测量检查，要满足设计要求：若有仰拱初支面混凝土破损的部位，采用喷锚补齐.
3.2.3栈桥移动就位
前后引桥等上面的残渣. 1）清理残渣栈桥移动前，需清理桥面、桁架、
2）顶升油缸操纵液压控制阀，同时顶升、锁定前后液压缸，使前后钢支墩离地，并尽量保持桥面水平.
底部障碍物. 3）排除障碍拆除前后引桥、钢支墩、桁架等
4）提升引桥采用液压油缸提升前引桥使之脱离仰拱初支1.5m高，采用液压油缸提升后引桥使之脱离仰拱填充0.5m高.
5）自行行走通过倒移工具钢轨缓慢匀速行走（一般控制在6m/min）.通过调整钢轨位置来进行仰拱栈桥定位，栈桥纵向移动到位后，通过横向移动系统进行小幅度定位调整.
图3三台阶施工工序横断面
Fig. 3 Cross section of three steps construetion process
3.2操作要点
用制动装置使栈桥完全停止后，平整引桥底部，放 6）驻桥支护当栈桥前移满足施工要求时，采下前引桥，引桥底部铺设800mm×800mm×20mm的钢板，钢板上方安放枕木，使前引桥座于枕木上.栈桥钢支墩的上面放置枕木垫实主栈桥，以保证栈 桥工作时支撑可靠.
3.2.1栈桥现场拼装
1）现场安装时，搭建100cm高的安装支架，现场采用挖掘机吊装配合安装.
连接底部拉杆一安装支撑梁一安装左侧导向承载 2）定位主栈桥29m标准段桁架→连接副梁→装置一安装前端油缸一安装右侧导向承载装置一连接端部支撑一安装前端车轮组.
7）收缩油缸操纵液压控制阀，同时收缩、锁定前后液压缸，使前后钢支墩充分接触地面，要求保持桥面水平、支撑可靠.
3）拼装后引桥→连接主横梁→栈桥后端支撑缸→自行结构. 支架一安装栈桥举升主油缸一安装后引桥提升油
机构等重要部位状况，消除其移动过程中可能出 8）安全防护重点检查栈桥接头、支撑、行走现的安全隐患；并采取适当措施，保护好液压系统.
4）拼装前引桥一连接主横梁一栈桥前端支撑支架→安袭械释升主油缸→安装前引桥提升油
1）根据仰拱施作长度24m，提前把仰拱钢筋采仰拱脱模，仰拱弧形模板拉至填充面以上30cm 1）通过拉动手动葫芦、收缩仰拱平移油缸进行
3.2.4仰拱钢筋绑扎、止水带安装
用挤压套简连接至设计仰拱长度，钢筋搭接长度符即可.合设计及验标要求.
2）仰拱及填充脱模时不要用锤重击，尽量避免损坏模板.
2）通过仰拱弧形模板和初期支护的间隙把仰钢筋.
拱钢筋拉入仰拱初支上，按照设计要求，分层绑扎4结语
车辆设备和人员正常通行，栈桥下仰拱钢筋绑扎、 1）采用长大自行式移动仰拱栈桥，栈桥上各种止水带安装、立模、浇筑混凝土等流水作业.相比传统的简易栈桥，解决了隧道施工通道、栈桥下作速安全推进. 业空间问题，减少了工序干扰，实现了隧道施工快
3）仰拱纵向钢筋通过钢筋卡槽伸出，保证两板仰拱间钢筋搭接.
3.2.5定位仰拱弧形模板、立增头模
1）通过手动葫芦把仰拱弧形模板放下.
2）测量班放样定出仰拱位置，通过仰拱平移油缸结合拉动手动葫芦，把仰拱弧形模板定位准确.
2）采用长大自行式移动仰拱栈桥，一次性施工仰拱及填充24m：相比采用传统的简易栈桥一次施工6-8m，减少2-3道仰拱施工缝，降低了仰拱施工工艺对不均匀沉降的影响，大大降低了渗漏水、 整体浇筑短、沉降量变化大等病害隐患发生的概率.
3）仰拱端头采用钢模（留有钢筋卡槽），有效控制钢筋间距和止水带平整度.
留好检查井. 4）若设计此仰拱存在检查并时，按设计要求预
3.2.6仰拱浇筑
3）采用长大自行式移动仰拱栈桥，与掌子面开挖形成相应的配套工法，相比采用传统的简易栈桥，优化了施工工序，缩短初支闭合时间，加快了掌子面施工进度.
1）混凝土罐车行至栈桥上，采用淄槽浇筑混凝土.
2）采取分片分层浇筑，加强混凝土振揭摊铺.
3）混凝土浇筑不宜太快，浇筑量宜≤30m²/h.
4）采用长大自行式移动仰拱栈桥配置下挂式模板，定位准确，工人施工环境得到了很大改善，相比传统的简易栈桥，仰拱及填充混凝土易于振，更能保证.模板定位一般由原来的10名工人缩减 仰拱收面更平整，结构尺寸、线型精确，混凝土质量至4名工人即可，大大提高了工效、降低了工人的劳动强度；加之重复利用周期长，维修保养简单方便，比传统仰拱模板安装费用每延米节约成本100元左右，经济效益显著.
4）过轨管件可通过仰拱栈桥中间预留的2.6mx0.9m孔洞或仰拱弧形模板和初期支护的间原放入仰拱，按照设计要求安装.
3.2.7中心涵管安放
1）仰拱栈桥中间预留一个2.6mx0.9m孔润，通过该孔洞下放中心涵管（2m长），仰拱两头采用钢筋把涵管左右两侧固定牢固，并采取土工布包裹 严实，防止混凝土渗人.
2）拖动中心涵管时要尽量小心，避免破坏涵管.
5）采用长大自行式移动仰拱栈桥，如遇到隧道不良地质，仰拱及填充施工长度可以随意调整，也可满足仰拱跳槽施工，复杂地质隧道施工适用性强，隧道施工推广价值高.
3.2.8仰拱填充立端头模
规范要求预留. 1）填充与仰拱错开≥50cm，遇到沉降缝要按照
参考文献：
2）仰拱填充端头采用钢模施工，采用钢筋支设牢固，在钢模上标出填充面标高，以控制好填充施工高度.
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3.2.9仰拱填充浇筑
1）仰拱填充端头采用钢模，保证混凝土端头平整.
2）混凝土罐车行至栈桥上，采用淄槽浇筑混凝土.
3）采取分片分层浇筑，加强混凝土振揭摊铺.
4）混凝土浇筑不宜太快，浇筑量宜≤30m/h
3.2.10税数据
