单线铁路隧道仰拱、矮边墙快速施工技术

JOURNAL OF SHIJIAZHUANG INSTITUTE OF RAILWAY TECHNOLOGY VOL.17N02

Jun. 2 0 1 8

单线铁路隧道仰拱、矮边墙快速施工技术

王俊平

(中铁十八局集团有限公司第一工程有限公司

河北涿州072750 )

摘要：单线铁路隧道仰拱、矮边墙施工，由于受限于隧道的狭窄空间，没有理想的配套设备和施 工工艺，其施工的质量和进度难以保障，成本也较高。为了加快隧道仰拱、矮边墙及填充混凝土施工 进度，保证安全、提高质量，降低工程成本，在高黎贡山隧道试点推广应用单线铁路隧道仰拱、矮边 墙快速施工技术，改变了当前铁路单线的隧道仰拱施工现状，加快了进度，提高了施工质量，降低了 成本，取得了较大的成效，为隧道仰拱机械化施工提供借鉴。

关键词：单线铁路隧道施工仰拱施工矮边墙施工中国分类号：U459.1

文献标识码:A

文章编号：1673-1816(2018)02-0048-05

1工程概况

图1隧道进口施工结构图

高黎贡山隧道进口工区隧道位于怒江车站至龙陵车站区间，隧道进口里程为D1K192+302,出口里 程为D1K226+840,全长为34.538 km,进口怒江车站伸入隧道，并结合预留二线工程，进口段498 m 为双线或三线，其余地段均为设计时速140km单线电气化铁路隧道。高黎贡山隧道进口工区施工范 围：正线，D1K192+302〜D1K198+193，长 5891m;平导，PD1K192+245〜PDZK197+840,长 5587.888m。根据设计要求，仰拱混凝土要一次性整体浇筑，不留施工缝，仰拱与填充混凝土分开浇筑；仰拱矮 边墙混凝土与二衬施工缝留在水沟盖板下且高出引入侧沟的盲管不小于10 cm的范围内。具体构造

收稿 H 期：2017-09-20

作者简介：王俊T (1981-），男，汉，以肃白银人，工程师，研究方向公路与铁路施工。

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第2期____________________I :俊平单线铁路隧道仰拱、矮边墙快速施丁技术

见图1。采用仰拱、矮边墙快速施丁方法。

2隧道仰拱矮边墙施工工艺原理

2.1基本构造

单线铁路險道仰拱移动模架在结构上可以分为：栈桥、端头梁、矮边墙侧模和挡头模、仰拱端模 和背模系统等部分，构成了一个完整地施工仰拱、矮边墙、仰拱冋填结构体系。见图2。

2.2工作原理

单线铁路隧道仰拱移动模架由栈桥系统、移动系统、支承系统、背模升降系统、模板系统等儿大 部份组成。栈桥依靠&身动力系统前进，I:作时整个栈桥由前、后支腿支承，前支腿支承在已开挖仰 拱基面上，后支腿支撑在已施I:完毕的仰拱回填的前端；多功能自行支腿提起仰拱端模、背模、矮边 墙模板集成系统移动、定位至施I:里程，安装仰拱端头模及矮边墙挡头模，通过升降模块将仰拱整体 弧形钢模板下降，一端放置在仰拱端模上，另一端放置已施I:完毕的仰拱前端。见图3所示。

2,走行f态：祕、后#收起s多功能自行支m主擦賴，后轮支撑于填充地面,

后轮麵主桥前移；在前移过程中，前支架、翁桥和后桥始终脱离地面„

图3仰拱、矮边墙快速施工的工作状态和行走状态

采用溜槽浇筑仰拱混凝土，混凝土向两侧对称浇筑，一次完成。检查清理干净仰拱面杂物，浇筑 填充混凝十，混凝十养护。

3特殊结构及关键技术

3.1栈桥的多功能自行支腿

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________________________石家庄铁路职业技术学院学报____________________2018年第2期_____________________多功能自行支腿采用双梁桥式结构，由导柱导套、车架、提升系统、行走系统及液压系统等组成。 主要功能有：栈桥移动时起到临时支撑的作用，提升整体仰拱模架集成系统，移动整体仰拱模架集成 系统至施丁里程。

多功能自行支腿位于两侧主梁的内侧，其上安装液压马达，可自行走于主桥中。同时安装伸缩油 缸，可将主桥支撑在填充面上，也可以支撑在仰拱开挖面上，当作为栈桥纵向移动的临时支撑时，多 功能自行支腿承重，与主桥后走行机构驱动栈桥纵移。多功能自行支腿提升系统可提升整体仰拱模架， 此时携带整体仰拱模架系统实现纵向移动。3.2升降模块

仰拱移动模架在左右侧各设置一套升降模块，每套升降模块由二组升降架、滑道、手拉葫芦组成， 负责本侧仰拱背模的安装、拆除。

仰拱背模通过滚轮组与升降模块的滑道相连，滚轮组由二个滚轮及机架组成，二个滚轮〒.苴角布 置，滑道为槽钢，槽钢内侧上K布置二个滚轮，槽钢外侧布置一个滚轮，这样可保证仰拱背模安全平 稳地上K。

拆模时，拉动手拉葫芦，牵引滚轮组沿滑道向上爬升，当爬升到合适高度、仰拱背模距回填顶面 足够的施作空间时，插入限位销进行锁定；安装模板时，首先拉动手拉葫芦向上提升稍许，解除限位 销，将滚轮组及仰拱背模徐徐K放，使仰拱背模一端安置在已施丁仰拱顶面上，另一端安装在仰拱端 模上，之后进行背模的锁定。3.3模板综合集成技术

单线铁路隧道设计开挖净空最窄处只有5.34 m，而仰拱回填形成以后洞内路面宽度只有4.74 m，断 面净空狭小，因此单线铁路隧道不能像双线那样将仰拱背模布置在栈桥的两侧，同时由于后续丁序仰拱 回填的存在，也不能将仰拱背模悬挂在栈桥主梁的K方，为解决以上问题，采用模板综合集成技术。

模板综合集成技术是把仰拱端模、矮边墙模板、仰拱背模集成为一个有机的整体，利用栈桥的多 功能支腿将模板系统整体移动至K一丁作区。仰拱端模、矮边墙模板在制作的过程中就将同定在端头 梁上，矮边墙侧模采用箱形断面，末端设置行走和高度调节装置，在矮边墙箱形侧模顶面上安装升降 模块，矮边墙内侧挡头模焊接在箱梁侧模的外侧。

充分利用矮边墙侧模和栈桥主梁之间的空隙，作为仰拱背模的上升和K降通道，通过升降模块将 仰拱背模翻转、提升，存放在升降架上，从而有效的解决了单线铁路隧道断面净空狭小的问题。

仰拱背模左右各一幅，单幅仰拱背模由八块弧形钢模板通过螺栓连接成整体。仰拱整体弧形钢模 板主要由滚轮组、仰拱弧形模板、同定丝杠组成。弧形模板采用升降模块定位，通过悬挂在栈桥主梁

K的手拉葫芦将弧形模板调节到设计位置，并用丝杠同定。

由于仰拱底部中线两侧部位仰拱弧度平缓，施丁中通过减小混凝土的坍落度，丼适当降低仰拱底 部混凝土的浇筑速度来控制仰拱的成型，仰拱中间不设模板。仰拱背模与衬砌台车长度一致，均为12m, 施丁时，使仰拱与二衬的施丁缝保持一致（在同一里程），有利于应力的释放，从而起到预防二衬环 向和纵向裂缝的作用。

仰拱与矮边墙的混凝土采用模板综合集成技术，使仰拱混凝土分段连续浇筑，一次成型不留纵向 施丁缝，并且能够保证仰拱混凝土的振捣质量，仰供混凝土浇筑完毕强度达到要求后，再浇筑仰拱填 充泥凝土。

4施工工艺流程及操作要点

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第2期丨:俊平单线铁路隧道仰拱、矮边墙快速施丁技术

4.1工艺流程（见图4)

图4施工操作工艺流程图

4.2操作要点4. 2. 1仰拱开挖

(1) (2)

施丁丁序。隧底施丁丁序：测量放样一炮眼定位一钻孔作业一炮眼清孔一炮眼装药一网络连 仰拱开挖操作要点。仰拱矮边墙砼应整体浇注一次成型，填充砼应在仰拱砼终凝后浇注，填

接一检杳一起爆一通风排烟一出碴一断面检杳（一初喷混凝十一钢架支护一复喷混凝十）。

充砼强度达到5MPa后允许行人通过，达到设计强度的100%后允许车辆通行。根据设计要求，施_Ti逢 处钢筋应断开，并耍注意仰拱与拱墙衬砌施工缝处于同一竖直面上。隧底出碴时，先用挖机将碴扒到 栈桥前桥处，然后装车运至弃碴场。4. 2. 2仰拱移动模架移动定位

(1) (2) (3) 始终脱离地面。

(4)

栈桥恢复I:作状态。按多功能自行支腿控制手柄按钮开关“前”按钮，多功能自行支腿前移

丼悬挂于栈桥前端；调节栈桥前后左右高度，使栈桥前支腿支撑于仰拱开挖面上，后支腿支撑在已施 工完毕的仰拱冋填的前端，将栈桥载荷传递丁•地面。

(5)

模架系统定位。由多功能&行支腿提起端头梁，使模架系统前端处于悬吊状态，末端利用矮

边墙箱形的后行走轮支承于仰拱回填顶面；启动多功能自行支腿，拉动模架系统向前移动；至测量位 置，放下端头梁，利用支柱使端头梁固定。

端头梁就位后安装仰拱端头弧形模板，然后利用挂在提升架上的手拉葫芦，沿滑道放下仰拱背模， 安装、同定其它模板和防排水系统。4. 2. 3仰拱矮边墙及仰拱冋填混凝十浇筑

混凝十浇筑时先左厶主梁之间的窗口浇筑仰拱中心部分混凝十，当混凝十浇至仰拱模板下沿时， 混凝土改由仰拱两侧的顶部入模，使仰拱混凝土不留施丁缝，一次浇筑完成；之后利用提升架拉起仰 拱背模，使仰拱背模翻转、提升，通过矮边墙侧模和栈桥主梁之间的空隙，存放在升降架上，然后浇

筑仰拱填充混凝。

栈桥工作状态。栈桥通过前支腿和后支腿将载荷传递丁•地面，前支腿支承在已开挖仰拱基面 栈桥走行准备状态。通过前桥后桥油缸将前桥和后桥提升；多功能自行支腿支撑于开挖面上, 栈桥前移状态。此时，多功能自行支腿和后轮承重，作为整台栈桥的临时支撑，按主桥控制

上，后支腿支撑在已施I:完毕的仰拱回填的前端；多功能自行支腿悬挂于栈桥前端。后轮支撑T填充面，顶升伸缩油缸，使栈桥顶起。

手柄按钮开关“前进”按钮，这时后轮驱动栈桥前移。在前移过程中，前支腿、后支腿、前桥和后桥

5安全措施

(1)开始施丁前，对施丁丁艺中存在的危险源进行辨识和安全风险评估，编制安全管理实施方案,

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________________________石家庄铁路职业技术学院学报____________________2018年第2期_____________________并制定相应的应急预案。

(2) 缩短循环时间，加快工序衔接，缩短初支暴露时间。(3)

施工过程中必须对施工人员加强安全技术交底，特殊工种必须经考试合格以后方能上岗。在

推广新技术和使用新型机械设备时，应对员I:进行再培训和安全教育。

(4) 出渣时间洞内必须加强通风，保证洞内清晰，并且使洞内环境必须符合职业健康标准。(5) 加强监控M测（监测频次在原基础上增加1次/d)，及时反馈指导施工，为安全施工提供必 要的技术支持。

(6)

仰拱栈桥两端需放置在稳凼的基础之上，运输过程中，专职安全员须及时观察栈桥两端是否

有松动现象，发现隐患应及时排除，保证运输安全。车辆经过栈桥时，栈桥底部及两侧2 m范围禁止 施I:，避免隧碴洒落伤人。

(7) 然落下的风险。

(8) 为避免栈桥行走机构对仰拱初支的破坏，采用废旧轮胎或方木对栈桥行走机构下部进行铺垫。(9) 仰拱初支喷射砼等强2 d后方可向前移动自行式仰拱栈桥。

加强栈桥设备保养，确保其各项性能完好，注重斜坡道举升油缸的可靠性，防止举升过程突

6应用效果

单线铁路隧道仰拱、矮边墙快速施工技术在高黎贡山隧道应用后，经现场检验，施工快捷，作业

面整洁、结构美观，从质量、工期、成本、文明施工等方面均取得了良好效果，解决了机械化配套快 速施工课题中仰拱施工进度无法在安全步距内与掌子面进度保持一致的关键性问题。解决了仰拱、矮 边墙施工进度与开挖进度不能保持一致的关键性问题，提高了防排水系统、二衬等后续工序施工效率。

参考文献：

[1] 董道海.铁路客运专线仰拱长栈桥施工技术[J].铁道工程学报,2007，(zl):306-308.[2] 王军涛.太行山隧道8#斜井工区仰拱栈桥施工技术[J].隧道建设，2007，(zl):49-51.[3] 靳跃进.铁路隧道仰拱施丁控制[J].山西建筑，2009，(6):340-341..

Fast Construction Technology for Invert arch and Short Side Wall of

Single Track Railway Tunnel

WANG Jun-ping

(No. 1 Engineering Corporation Limited of China Railway 18th Bureau Group Co” Ltd Zhuozhou Hebei 072750 China )

Abstract: The construction of the inverted arch and low side wall of a single line railway

tunnel is limited to the narrow space of the tunnel. There is no ideal supporting equipment and construction technology. The quality and progress of the construction are difficult to be guaranteed and the cost is high. In order to speed up the construction of tunnel invert arch, low side wall and filled concrete construction, ensure safety, improve quality and reduce engineering cost, the rapid construction technology of inverted arch and low side wall of single line railway tunnel is popularized in the Gaoligong mountain tunnel. And this technology has changed the present situation of the construction of the tunnel inverted arch in the single line of the railway, and accelerated the progress. The construction quality has been greatly improved and the cost reduced, which provides some reference for mechanized construction of tunnel inverted arch.Key words: single track railway tunnel construction invert arch construction short side wall construction

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