公路隧道仰拱小型定型模板高效施工及控制技术

任伟红

【摘 要】为了充分、全面解决二衬边墙与仰拱连接问题和技术隐患，根据仰拱曲率、厚度、连接部位的成环要求，加工制作一种准确控制小半径连接段曲率和厚度的装置。通过这种控制技术，实现了仰拱的高效施工，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。

【关键词】仰拱；定型模板；高效施工；控制技术

0 引言

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。公路隧道仰拱做为衬砌结构的重要组成部位，传统施工时，通常安装简易钢模板进行混凝土浇筑施工，仰拱的几何尺寸和质量无法控制，施工周期长，安全隐患多。通过应用小型定型模板仰拱施工控制技术，提高了仰拱的施工效率，有效控制了该处曲率及坡型，保证了标准规范的厚度。

1 定型模板加工

1）该装置纵向长度为1.5m；弧形面板采用厚度σ6mm的钢板；加劲肋为∠40×40×4的角钢。

2）每节装置长度即为面板的下料长度1.5m；根据仰拱上表面轮廓圆弧半径、弧线长度，确定面板下料宽度。该部位半径R从上边缘100cm过渡到下边缘1500cm，形成与曲率变化一致的弧长155cm，水平宽105cm和垂直高73cm，详图见图1、图2、图3所示。

1.小半径变曲率弧形面板，2.水平宽，3.垂直高，4.小半径变曲率弧形加劲肋，5.上边缘加劲肋，6.下边缘加劲肋，7.水平加劲肋，8.垂直加劲肋，9.振捣预留孔，10.振捣预留孔旋转盖板（含旋转轴、盖板和把手），11.定位筋，12.加劲肋及其上卡槽，13.横断面方向仰拱顶面，14.纵向曲率最大处仰拱顶面，15.花篮螺丝，16.锚固筋拉钩，17.锚固筋拉钩，18.两头带丝扣钢丝绳，19.连接螺栓。

图1 弧形边模板立面图

图2 每节装置立面图

图3 装置固定立面图

图4 整体装置立面图

2 模板安装固定方法

1）在该装置纵向曲率最大处仰拱底面打设或焊接4根定位钢筋，用于限制该装置向中线方向位移，通过在拱架适当部位焊接的4个Π形钢筋将该装置托起，则该装置横向和竖向完成定位。

2）将花篮螺丝挂在两头带丝扣的钢丝绳上，两头分别和仰拱上的锚固筋拉钩、拱脚上的锚固筋拉钩挂接，并通过卡槽，拧紧花篮螺丝固定该装置，限制该装置左右位移，同时防止倾覆和该装置上浮。注意卡槽、锚固筋拉钩在同一横断面上，有利于受力和固定。

3 准确控制小半径连接段曲率和厚度的施工工艺过程

1）拱脚、仰拱开挖成型后，测量放样，根据测量情况，再次检查开挖情况，以便合理、准确安装拱架和该装置。

2）根据测量放样，按设计安装拱架或钢筋网等，根据结构尺寸，在开挖后的仰拱底面打设或在拱架上焊接4根定位钢筋，在仰拱底面和拱脚上固定锚固筋拉钩。

3）在拱架适当部位焊接的8个Π形钢筋，安装该整体装置，将该装置托起。安装前，对外表面抛光、涂刷脱模剂。检查拱架安装间距、高程、边墙墙脚与拱脚对应及连接情况，模板安装可以明显检核拱架的安装质量。安装时，检核8个Π形钢筋，模板下边缘卡在4根定位钢筋上，横向水平，竖向垂直，通过4道花篮螺、两头带丝扣的钢丝绳和锚固筋拉钩固定该装置。此时，可以通过模板顶面准确检核平面位置和高程。

4）浇筑过程中，从仰拱底部开始，大致对称向两侧浇筑，按要求振捣密实，当浇筑至该装置部位时，混泥土从拱墙处注入，并通过预留孔完成混泥土振捣，至预留孔高度时即可旋转封口，逐层往上浇筑，直至完成。这样既能保证混泥土的密实，也可以完全避免流动性造成的混泥土蠕移。

5）混凝土达到拆模强度后，松开花篮螺丝，取下钢丝绳，轻轻敲击、撬动，实现顺利脱模。并抽移至下一待施工位置，准备继续重复作业，提高模板周转率。

4 采用定型模板与传统仰拱施工比较

采用准确控制小半径连接段曲率和厚度的定型模板，对墙脚和拱脚小半径衔接部位进行施工控制，与传统仰拱施工相比较，具有以下优点：

1）模板安装和拆卸方便，安全可靠，经济实用，可以重复使用，最后回收残值率大于95%。

2）规范了拱脚底托墙脚的构造形式，实现了小半径曲率存在的圆接，保证隧道闭合扁圆环状结构的完整和合理过渡，从根本上解决了该部位的应力集中问题，避免了作为结构可能出现的严重下沉、严重收敛和出现裂缝的现象。有效解决了仰拱施工不规范，与二次衬砌成环效果差等问题。

3）有效防止了混凝土由于振捣、自重造成的流动性，杜绝了混凝土蠕移，有效保证了混凝土成型和密实，该部位质量保证措施有效。

4）施工中，可以准确控制小半径连接段的曲率和该处仰拱厚度，控制技术可靠，控制手段易于实现，控制效果明显。采用该模板，突破了该部位无统一规范标准的现状，保证该部位脱模后曲面线型平顺，平整度良好。

5）模板的安装，提高了仰拱模板安装精度和拱架安装精度，便于仰拱模板和拱架的检查验收。对于拱架的检查起到了标尺的间接作用，如拱架安装过高，本装置无法合理安装，只有降低拱架；如拱架安装过底，则间隙过大，只有该间隙和保护层调节一致时，拱架的检查才是最符合规范要求的；这时，拱架的受力也最符合隧道闭合扁圆环状结构的受力理念。

6）同时可以避免拱脚衔接时上下不对正，翘曲、少螺栓、螺栓不紧固等现象。

7）避免了统施工中仰拱开挖后施工周期长，施工进度慢；边墙拱脚长时间悬空，存在安全隐患多。

8）避免了传统施工方法全靠人工完成，工作强度大，生产效率低，作业质量难于保证的劣势，使用该模板后，便于标准化、规范化、集约化组织施工，便于组织流水作业。

5 结论

应用小型定型模板仰拱施工控制技术，提高了仰拱的施工效率，仰拱的几何尺寸和质量得到了保证，有效控制了该处曲率及坡型，保证了标准规范的厚度，提高了隧道衬砌成环的效果。

【参考文献】

[1]重庆交通科研研究院.公路隧道设计规范（JTG D70-2004）[S].北京：人民交通出版社，2004.

[2]中交第一公路工程局有限公司.公路隧道施工技术规范（JTG F60-2009）[S].北京：人民交通出版社，2009.

[3]中交第一公路工程有限公司.公路隧道施工技术细则（JTG/T F60-2009）[S].北京：人民交通出版社，2009.

[责任编辑：汤静]