甘小江 ，廖華健 （中鐵隧道局集團(tuán)建設(shè)有限公司，廣西 南寧 530003）

0 前言

當(dāng)前，大多數(shù)隧道采用簡易棧橋作為輔助工具進(jìn)行仰拱施工，仰拱兩側(cè)弧形段模板就位采用挖機(jī)或裝載機(jī)配合，模板定位精度差、易跑模，混凝土澆筑時，無法有效振搗，難以成型，質(zhì)量無法控制。填充內(nèi)雙中心溝模板在棧橋正下方，模板安拆困難，效率低。為解決仰拱兩側(cè)弧形段的混凝土質(zhì)量和成型，提高雙中心溝模板安裝、脫模的效率，在機(jī)械無法配合的情況下，利用棧橋跨度大、自行行走的特點(diǎn)，將中心溝、弧形模優(yōu)化組合成整體，模板與棧橋有效聯(lián)接，使在棧橋行走時同時將排水溝模板、仰拱一起前移，達(dá)到了整體自行快速前移、就位的目的，且不需要挖掘機(jī)等設(shè)備配合起吊、轉(zhuǎn)移模板。本文依托蕪黃高速公路特長隧道展開此項(xiàng)工藝工裝優(yōu)化。

1 工程概況

S11蕪湖至黃山高速公路WHLJ-5標(biāo)霧嶺頭隧道右線長5706m,左線長5682m，左右線間距為 23.0m～25.4m，洞身主要穿越中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，Ⅳ、Ⅴ級圍巖占比99%，線路縱向單面坡-1.05%。隧道仰拱填充內(nèi)設(shè)計雙中心排水溝，左右排距隧道中心線均為1.5m，排水溝為底寬0.8m，頂寬1.1m的梯形斷面[1]（見圖1）。

圖1 填充雙中心溝結(jié)構(gòu)圖（cm）

2 工裝優(yōu)化原理與特點(diǎn)

2.1 工裝優(yōu)化原理

隧道仰拱自行式移動棧橋有效跨度24m，采用5t手動葫蘆將填充內(nèi)雙中心溝的鋼模板懸掛于棧橋縱梁下方，中心溝兩側(cè)模通過絲桿聯(lián)結(jié)；在棧橋兩外側(cè)采用I14型鋼焊接成懸臂支撐桁架，并用3t手動葫蘆把仰拱弧形模懸掛于支撐桁架端部對應(yīng)的弧形段位置處，由此兩種模板與棧橋聯(lián)成整體。棧橋前移時將中心溝模、仰拱弧形模同步前移，到位后通過手動葫蘆快速下放模板安裝、加固，形成前12m仰拱混凝土和后12m填充混凝土同時澆筑，提高了效率，并實(shí)現(xiàn)仰拱和填充分開澆筑工藝。

2.2 工裝優(yōu)化后特點(diǎn)

①整體快速前移、安裝就位：將中心溝模板、弧形模與移動棧橋優(yōu)化組合形成有效連接，使棧橋在行走時同時將排水溝模板、仰拱一起前移，達(dá)到了整體自行前移、快速就位的目的。

②降低勞動強(qiáng)度、降低工費(fèi)：移動棧橋行走到位后，中心水溝模、弧形模也依次到位，無需人工將模板分開拆除、轉(zhuǎn)移，降低勞動強(qiáng)度，減少勞動力。

③不需機(jī)械配合，節(jié)約設(shè)備成本：優(yōu)化后利用自行式移動棧橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將模板整體同時前移，不再需要挖機(jī)或裝載機(jī)配合吊裝中心溝、仰拱模板，減少機(jī)械投入，節(jié)約設(shè)備成本。

④平行作業(yè):優(yōu)化后的整體式移動棧橋，利用自身有效長度，形成前一組澆筑仰拱混凝土，后一組同時澆筑填充混凝土，到達(dá)仰拱、填充平行作業(yè)，且滿足仰拱與填充分開澆筑工藝要求，提高施工效率。

圖2 仰拱填充施工流程圖

3 工藝操作要點(diǎn)

3.1 工藝流程

施工工藝流程：施工準(zhǔn)備→測量放樣→移動棧橋行走→雙水溝模板、端頭模就位安裝→仰拱弧形模、端頭模就位安裝→模板校核→前組仰拱、后組填充混凝土澆筑→拆模→養(yǎng)護(hù)。

圖3 自帶仰拱弧形模移動棧橋

①在仰拱兩側(cè)弧形段增設(shè)弧形模板，根據(jù)施工圖圓弧尺寸加工鋼模，弧長1.15m，每側(cè)弧形模分兩節(jié)，每節(jié)長6m，共12m，兩節(jié)間通過螺栓連接；在棧橋兩側(cè)采用I14型鋼制作成懸臂桁架，上橫梁型鋼一端焊接在棧橋上，另一端延伸至與仰拱弧形模相對應(yīng)位置，橫梁下方設(shè)I14型鋼的斜撐，以增強(qiáng)橫梁的水平和剛度。在橫梁上懸掛3t的手動葫蘆起吊弧形模，每側(cè)6個葫蘆。

②根據(jù)填充內(nèi)雙中心水溝的結(jié)構(gòu)尺寸制作鋼模，每排中心溝分兩節(jié)，每節(jié)6m，共12m，中心溝兩側(cè)模板采用絲桿進(jìn)行連接，通過絲桿調(diào)節(jié)寬度。在棧橋下縱梁上按前后兩處焊接掛設(shè)手動葫蘆的“耳雜”吊環(huán)件，每排中心排水溝采用4個5t葫蘆懸掛鋼模板。

圖4 自帶填充中心溝鋼模移動棧橋

圖5 填充關(guān)模整體效果圖

圖6 仰拱弧形模安裝圖

圖7 仰拱及填充同時澆筑示意圖

效益對比表 表1

③移動棧橋行走時，攜帶雙中心溝模板、兩側(cè)弧形模同時前移至就位處。測量組放出填充端頭里程線和模板定位線，利用移動棧橋自行液壓系統(tǒng)和縱梁下的手動葫蘆鏈進(jìn)行調(diào)節(jié)，使雙中心溝模板就位，并調(diào)節(jié)橫向連接絲桿，使水溝上下口距離符合設(shè)計要求的梯形斷面。雙水溝模板調(diào)整加固完成后，安裝填充端頭的鋼模及側(cè)溝邊模。隨后安裝前一模的仰拱弧形模，首先根據(jù)放樣結(jié)果安裝底部的支撐定位22mm鋼筋，再通過手動葫蘆將弧形模放到支撐鋼筋[2]，并加固，以防弧形模跑模、上浮，報驗(yàn)合格后澆筑混凝土，形成前方澆筑仰拱混凝土，后方同時澆筑填充混凝土，提高整體施工效率。

④脫模：拆模時松動水溝橫向絲桿將中心溝模內(nèi)收即可完成脫模；弧形模通過懸臂桁架上的手動葫蘆吊起脫模，達(dá)到快速脫模目的。

4 效益分析

4.1 經(jīng)濟(jì)效益

霧嶺頭隧道仰拱及填充模板與移動棧橋經(jīng)優(yōu)化為一體化施工后，與傳統(tǒng)施工工藝相比，經(jīng)濟(jì)性體現(xiàn)如下。

①減少挖掘機(jī)配合調(diào)運(yùn)雙排水：溝和仰拱邊模關(guān)模人員從6人減少至2人，每模仰拱和填充關(guān)模時間節(jié)約12h。按照工費(fèi)、油耗、維修費(fèi)用計算：6500元（人/月）×24月（工期）×6人+13L/h（挖機(jī)每h耗油量）×2h（工時）×6.4元/L（油費(fèi)單價）×2臺×228次+6.6萬元（木材）=107.8萬元。優(yōu)化改造成本投入：2萬元/座（改造投入設(shè)備、材料、人工）×2座=4萬元，本隧道預(yù)計節(jié)約工費(fèi)成本73萬元。

②每循環(huán)12m的仰拱填充用時由4天縮短至2天（不含混凝土養(yǎng)生時間）。

4.2 社會效益

圖8 填充梯形排水溝成型

圖9 仰拱成型效果圖

優(yōu)化成果投入使用后，大大提升了施工效率，降低勞動強(qiáng)度，提高了施工工藝標(biāo)準(zhǔn)化水平和混凝土質(zhì)量，受到了業(yè)主、質(zhì)監(jiān)局、監(jiān)理、設(shè)計等相關(guān)方的一致好評，并作為樣板在蕪黃項(xiàng)目全線范圍內(nèi)加以推廣。

4.3 環(huán)境效益

將仰拱弧形模、雙中心溝模板與移動棧橋優(yōu)化組合形成整體后，不需要挖機(jī)、裝載機(jī)等設(shè)備配合，減少了挖掘機(jī)或裝載機(jī)使用排放尾氣造成的洞內(nèi)空氣污染，改善了洞內(nèi)施工環(huán)境。

5 結(jié)語

S11蕪黃高速公路霧嶺頭隧道針對特長隧道在仰拱填充內(nèi)設(shè)計雙中心排水溝的特點(diǎn)，將移動棧橋、中心溝模、弧形模進(jìn)行了工藝工裝優(yōu)化組合，在投入使用后，仰拱填充左線已施工1130m，右線已施工660m，在施工效率、工藝標(biāo)準(zhǔn)化、質(zhì)量控制、機(jī)械化配套使用等方面均取得了良好的效果和效益，具有很好的借鑒和推廣作用。