李 梁，李昂波，罗光财，谭 博，陈 燚
(中建五局土木工程有限公司，湖南 长沙 410004)
［摘要］长沙市森林防火监测站项目大厅的拱部被覆高大支模体系采用移动模架进行二次衬砌施工，具有跨度大、超高、构件安装复杂的特点。结合工程实际，介绍了施工过程中采用的关键技术，不仅有效解决了大跨度离壁式隧道拱部被覆的施工难题，且在安全生产、质量控制及施工成本等方面也体现了优异的性能。
［关键词］隧道工程;模架;移动模架;施工技术;质量控制
长沙市森林防火监测站项目位于长沙市大河西先导区岳麓山，隧道长约470m，坑道内断面尺寸复杂多变，且施工场地受限不适宜用衬砌台车施工，其中“门形”断面毛洞尺寸为17.20m(宽)× 12.32m(高)×51.30m(长)，设计被覆(二次衬砌)与初支护面拱顶间隙为 700mm，被覆厚度为400mm，属于高大模板施工范畴。
2.1 施工方案确定
综合考虑工程特点，大跨度离壁式隧道被覆拱部衬砌施工时，支撑架系统采用满堂脚手架结合圆弧段型钢、钢管、角钢组成的简易操作架，拱顶内外模对向支撑、设置高大输送泵入口浇筑拱顶混凝土，混凝土浇筑完成后拧松顶托，在支架上焊接轮子，然后采用吊葫芦牵引模架整体匀速移动。
2.2 拱部模架体系设计
该支撑系统由2部分组成，底部为钢管脚手架组成的满堂架，上部由型钢、钢管、角钢组成的组合钢拱架结构(见图1)。上部钢拱架直接承受模板、钢筋混凝土的静(动)荷载，通过顶托及满堂支架将力传递至承重基础;混凝土施工完毕待达拆模强度后卸下满堂架顶部顶托，以便混凝土面与支撑面分离，下部采用液压千斤顶将支撑架局部顶起后焊接轮子，采用吊葫芦结合钢丝绳整体拉动支撑架就位。
模筑系统内外模板采用蝴蝶扣与连接钢筋固定，外模通过方木条与拱顶初支面支撑，确保混凝土浇筑过程中外模不上浮;拱顶内模中设置输送泵进料仓，以便混凝土前后、左右对称浇筑，确保支撑模板体系的稳定。
拱顶内模预留1m宽的进料仓口，仓口处的泵管采用横管弯头连接，顶端用绳子拉住，防止泵管左右偏斜。
2.3 施工工艺流程
施工工艺流程如图2所示。
3.1 铺垫槽钢、搭设满堂脚手架
施工准备及测量放线完成后，在已浇筑的混凝土基础上铺设14号槽钢，满堂脚手架支撑系统采用φ48mm×3.0mm钢管，脚手架着力点立在铺垫的槽钢上，以保持模架系统的整体稳定性;立杆纵横间距及步距具体参数应根据顶部荷载的大小分别设置，同时加设剪刀撑，布设方式立杆纵横间距0.8m，步距1.2m。如图3所示。
满堂脚手架上安装可调节的顶托，便于撑紧顶牢钢管型钢拱架并调节标高，同时通过顶托及满堂脚手架将模板及钢筋混凝土的静(动)荷载传递至承重基础。
图1 支撑系统示意
图2 施工工艺流程
3.2 组合钢拱架制作
型钢等钢材弯曲制作在钢筋加工棚内采用型钢弯曲机加工完成，加工数量考虑2个循环施工，每榀距离为0.8m，因此单模长度按9～12m考虑。
图3 脚手架示意
组合钢拱架支撑按照图4尺寸进行搭设，各个连接点采用螺栓结合钢板进行连接(角钢焊接点按照单、双号进行错开连接，避免连接点在同一直线上形成受力薄弱点)，最下面横梁采用8号角钢，横梁下采用双钢管，角钢拱部钢材采用I10焊接而成、竖杆及斜杆采用φ48mm×3.0mm钢管，必要时采用8号角钢进行加强。
1)底下8号角钢每根长度为6m，因此必须进行接长，角钢接长处采用钢板加强满焊连接。
2)中部钢管上下连接也采用满焊焊接连接，必要时可进行横向加强。
3)工字钢与下部立杆在同一平面上，确保垂直受力。
在进行钢拱架支撑加工时，每片钢支撑不管单双数都分为2个板块进行加工，考虑到钢支撑重量问题，板块加工完成以后，每片钢支撑的板块一、二拼装为一榀钢支撑，连接点及板块划分如图4所示，钢支撑完成后在角钢往上每隔1.05m横向焊接一根φ48mm×3.0mm的钢管作为支撑，钢支撑纵向也在中间4根立杆中间焊接4根相同钢管避免钢支撑纵向失稳。
图4 圆弧段钢拱架连接示意
单榀钢管型钢拱架制作完成后，采用人工配合简易双轮车运送至大厅，然后每2榀用螺栓连接拼装成1个拱架。
3.3 组合钢拱架安装及内模板安装、封内模
3.3.1 组合钢拱架安装
组合钢拱架两榀拼装验收合格后采用工人配合2台小型卷扬机对称将整体拱架缓慢匀速吊装。
3.3.2 内模安装
现场模板采用竹胶板(尺寸为 1.22m × 2.44m×12.00mm)，模板组装要严格按照模板图尺寸拼装成整体，拼缝处为减少错台，采用白铁皮覆盖，并保证模板偏差控制在规范允许范围内，拼装好模板后逐块检查其背楞(木方60mm×80mm@ 200mm)，背楞每模搭接长度不小于50cm。
1)模板基准定位 根据拱顶钢支撑模板轴线，以该轴线为起点，引出每条轴线，并根据轴线与施工图用墨线弹出模板的内线、边线以及外侧控制线，施工前各轴线控制到位，以便于模板的安装和校正。
2)标高、轴线测量 利用直尺测量钢支撑模板的各个部位高度是否符合要求。对于两边已浇筑完成的直墙进行坐标及标高的测量，放出已浇筑完成底板的中轴线;对于已安装好的钢支撑上面的模板，从其中轴线放吊锤至底板，模板中轴线与底板上的中轴线调整一致后再进行下一步施工。
3)吊装 将已经下料好的模板用钢丝绳固定，用卷扬机(吊葫芦)吊至安放位置进行拼装。安放完成后必须要求测量组对拱顶轴线、标高等一系列数据进行复核，不合格处必须返工。
施工之前必须对于卷扬机及钢丝绳型号和相关质量证明材料进行检查，并根据实际情况对其审核，不合格严禁施工。
3.3.3 封内模
将内模板固定在钢拱架上的纵向方木条上连成一体，并对拼缝处的支撑进行加固形成整体。
3.4 钢筋绑扎
拱顶钢筋在钢筋加工棚内加工完成后，人工配合拖拉机将半成品运输至大厅内。由于拱顶与初支面的间隙只有70cm，因此在进行钢筋安装时，尽量使用身材合适的钢筋工进行钢筋绑扎。
3.5 外模安装及加固
1)钢筋绑扎完成后，对外模进行安装(模板尺寸1.22m×2.44m×12.00mm)，拼接过程中尽量减少接缝，内模与外模之间用蝴蝶扣及止水对拉螺杆进行固结，螺杆纵横间距按照500mm×500mm控制，为避免模板上浮，在初支面与外模间按照2m× 2m间距用木方进行支撑，木方两端用模板作为垫块增加受力面，避免受力集中影响模板安装尺寸，如图5所示。
2)外模板按照设计要求进行安装，衬砌混凝土厚度控制在400mm，拱顶中间预留约1m的缺口，方便混凝土浇筑。
3.6 端头模板、止水带安装
将止水带安装在拱顶上下两层钢筋网之间，然后进行端头模安装，端头模板采用一排位于内外模板端头环形布置间距为0.8m的蝴蝶扣加对拉筋固定。
图5 拱顶外模板示意
3.7 混凝土浇筑
混凝土采用商品泵送混凝土，到施工现场的坍落度控制在(180±20)mm范围内，保证地泵泵送及浇筑过程中混凝土的工作性;人工控制进料仓口(1m宽)的端头橡胶管，使之前后、左右对称浇筑，确保支撑模板体系稳定。采用附着式振捣器与插入式振捣棒相结合的方式进行振捣，保证混凝土整体密实性。
3.8 拆模及养护
混凝土浇筑完成后，待其强度达到设计要求的80%后进行拆模，拆模时注意对新浇筑混凝土面的保护，防止他物触碰;同时拆模完成后即对混凝土进行至少14d养护。
3.9 拆模后松顶托及千斤顶顶起模架、安装滑轮
混凝土养护达到拆模条件后进行拆模，拧松顶托使模板面与混凝土面脱离25cm，采用6台5t千斤顶同时顶起满堂支架离地18cm，同时安装轮子(轮子与满堂脚手架采用扣件连接)。
3.10 吊葫芦牵引移动整体模架
轮子安装完成后，在模架体系行进方向12m的混凝土基础上植入一排间距为1.5m的φ16热轧带肋钢筋，采用壁厚为3.75mm的φ110mm焊接钢管与固定的φ16热轧带肋钢筋焊接成一体，使之作为吊葫芦牵引模架的受力杆，等间距布置3台吊葫芦采用人工牵引3台5t吊葫芦同步匀速移动，同时加强模架移动过程中的满堂支架的变形监测。
1)该工艺主要结合了钢管、型钢支架、轮子、木模板，易于操作且成本低。
2)支撑操作系统具备行进功能，可连续作业。
3)拱部圆弧断面依靠顶部支撑的钢管型钢构架，在型钢制作时能放出圆弧断面尺寸，可有效防止尺寸偏差;附着式振捣器结合插入式振捣棒可有效保证混凝土密实。
4)该工艺稍加改进可用于一般隧道二衬施工，具有很强的通用性和实用性。
参考文献：
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［2］ 冯国春，邓志刚．铁路客专隧道简易仰拱移动模架施工技术［J］．隧道建设，2011(2):262－264，271.
［3］ 王丽群．大跨度地下洞库施工模板支撑技术［J］．山西建筑，2010(23):168－169.
［4］ 孙引浩．高原长大隧道水沟电缆槽组合式模具施工技术［J］．中国铁路，2014(1):70－73.
［作者简介］李 梁，助理工程师，E-mail:710969169@qq．com
［收稿日期］2016-07-20
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