隧道非绝缘锚段关节下锚洞衬砌施工技术研究

【摘要】本文结合东风隧道1#横洞（正洞）工程实际案例，对隧道非绝缘锚段关节下锚洞衬砌施工技术展开研究，在施工方案与施工技术的应用中，以以衬砌模板台车替代传统的钢管脚手架支撑，配合对施工方案的改良与优化，取得了良好的施工效果，值得引起重视。

【关键词】隧道；非绝缘锚段关节；下锚洞；衬砌施工

在以往对隧道非绝缘锚段关节下锚段锚洞进行衬砌施工的过程当中，通常首先进行下锚洞两侧的衬砌作业，然后在单独进行下锚洞衬砌施工，通过型钢支撑拱架，衬砌过程当中搭设满堂脚手架，最后再进行对斜撑的安装以及立柱施工。然而在工程经验的观察中发现，本方法施工下锚洞衬砌存在非常大的局限性。即，除了所需要的钢管支架众多外，在支架搭设过程当中人工以及时间耗用非常大，通行条件差，更为关键是在下锚洞单独浇筑后存在大量施工缝，防水效果不理想。针对该问题，本次研究在对东风隧道1#横洞（正洞）非绝缘锚段关节下锚段锚洞进行衬砌施工的过程当中，以模板台车为改良基础，对整个衬砌施工技术方案进行了合理改进。具体施工技术整理分析如下：

1 工程概况

东风隧道位于云南省弥勒至石林区间。进出里程为DK638+796～DK650+065，1#横洞承担施工路段长度为2500米，属于电气化铁路隧道。考虑到本工程具有双线电气化的要求，为了为后续接触网的安全运行以及维护检修提供方便，需要在本区段两端隧道以及隧道群内设置补偿性下锚衬砌区段，通过这种方式对接触网以及承力索进行锚固处理，通常我们将这一过程当中形成的衬砌区段定义为接触网锚段关节下锚段。本工程中，非绝缘锚段关节下锚洞按照4跨形式考虑，总长度为230.0m，在常规隧道建筑限界基础之上净空加高0.3m、净空加宽0.7m。下锚洞尺寸为3.0m*0.7m。根据以上关键参数，本文对下锚洞在衬砌施工方面的技术要点进行分析与探讨。

2 施工方案分析

结合东风隧道实际情况，非绝缘锚段关节宽度、高度在常规锚段基础之上分别增加0.7m和0.3m，因此本工程在针对衬砌模板台车进行设计时存在一定的局限性，解决方法是：1）台车改装两侧增加附属门；2）拱部增加30.0cm增高垫块。但对于下锚洞而言，仅在内轨顶面进行了加宽处理，宽度为70.0cm，然后直接从拱顶顺接下来，并且两侧下锚洞未在一个断面之上（两端错开距离在7.0cm），此时再通过改装衬砌模板台车的方式无法完成对下锚段的衬砌以及浇筑施工。通过对多种解决方案的分析与论证，认为可采取的方案为：于衬砌模板台车后背增加工字钢拱架，作为模板支架，将拱架直接靠在台车上，背模板采用小钢模（尺寸为30.0cm*120.0cm），下锚洞端头模板用尺寸8.0mm钢板加工为弧形，通过点焊的方式固定在模板台车之上。

3 施工技术分析

1）拱架制作技术：

对隧道非绝缘锚段关节下锚段锚洞拱架的加工应用I20a工字钢完成，施工中划分为3个单元。首先，利用冷弯处理工艺使工字钢成型，然后根据弧长进行分割，形成三个单元，第二～第三单元可直接通过焊接连接板的方式成型，第一单元则需要先加工为尖刀型，然后使衬砌模板台车拱部与拱架保持紧贴关系。具体加工方案如下图所示（见图1）。加工期间，需要以1：1的比例进行放样，采取气割加工工艺，并利用打磨机进行打磨，使工字钢弧形表面圆顺，最后在工字钢根部进行钢板焊接。工字钢各个单元通过螺栓进行连接，连接板选择为钢板，尺寸为14.0mm。本工程中，非绝缘锚段关节下锚段锚洞宽度为3.0m，施工期间可能出现衬砌侵入净空两侧的问题，因此需要于两侧分别预留5.0cm施工误差，综合以上分析，非绝缘锚段关节下锚段锚洞宽度需按照3.1m标准施工。工字钢拱架布置间距为1.05m、1.0m、1.0m、1.05m，连接钢筋环向间距按照1.0m标准控制。

图1：第一单元工字钢加工示意图

2）拱架安装技术：

在安装拱架前，需要先于隧道非绝缘锚段关节下锚段锚洞位置打设锚杆，共5～6根。然后用挖机将前期连接好的工字钢拱架提升至固定位置，并与锚杆进行焊接，然后使衬砌模板台车就位。待台车断面调整到位后，割断锚杆并使拱架顶部直接依靠在台车上。同时，下端部分应用锚杆进行焊接固定处理。还需要注意的疑点是，为了方便对拱架的固定，且方便后期脱模，针对与台车紧密贴合的部分可以利用点焊工艺进行焊接。

3）模板安装技术：

本工程隧道非绝缘锚段关节下锚段锚洞衬砌施工过程当中，应用3012定型钢模板作为拱架背后模板，拱架安装完成后及时进行模板安装。模板相互之间通过S型扣进行连接。同时，使用尺寸为8.0mm的钢板对下锚洞两侧端头模板进行加工，具体方法是于施工现场按照1：1标准放样施工。两侧拱架边缘与钢板通过焊接方式固定，钢板与模板台车紧贴部位通过点焊方式加固即可。为了避免因钢板出现变形问题而导致异型钢模板使用次数的增加，可在钢板与拱架之间利用钢筋进行焊接，发挥斜向支撑价值。而对于锚洞拱部1.0m范围内，可需要确保下锚段与二次衬砌连接的圆顺。由于本工程中所选用的模板为3012定型钢模板，本型模板外缘厚度为5.0cm，因此在钢模板安装后势必会产生5.0cm错台。为了避免本问题造成后期漏浆，需要铺设一层钢板，并将钢板直接焊接于拱架之上。

4）脱模技术：

在达到混凝土龄期后需要及时进行脱模施工。本环节中，首先需要下调衬砌模板台车液压千斤顶装置，然后收回台车侧板与顶板，移动台车后，通过焊接的方式使台车上的拱架自动脱落。若焊接过于牢固，导致拱架无法与台车脱离，则可以前后反复移动台车，直至台车与拱架分离。当衬砌模板台车移除后，可以按顺序进行拱架与模板的拆除工作，并对拱架进行全方位检查与维修，以方便后期使用。

4 施工效果分析

本次研究中，在对东风隧道非绝缘锚段关节下锚段锚洞进行衬砌施工时利用模板台车与施工方案改良配合的方式，取得了良好的施工效果。

总结如下：（1）在本工程非绝缘锚段关节下锚段锚洞衬砌施工过程中，以衬砌模板台车替代传统的钢管脚手架支撑，除了能够使通行更加顺畅外，还有效节约了大量钢管的租赁与使用费用；（2）施工现场省去了对钢管架的搭设工作，仅需要在台车就位后即可于现场进行拼装，技术操作简单，施工速度快；（3）施工现场工作人员可以非常方便与安全的在衬砌模板台车下行走，通行条件优于传统的钢管满堂支架方案；（4）在本施工方案下，非绝缘锚段关节下锚段锚洞衬砌段可以一次性整体浇筑，浇筑外观平整，整体质量理想。

5 结束语

通过东风隧道下锚洞衬砌的施工，没有进行模板台车的反复改装，没有使用大量的钢管脚手架，巧妙的运用模板台车完成了下锚洞衬砌的施工，比以往的施工简单更方便，衬砌效果更好。故而认为本施工方案对的同类工程中非绝缘锚段关节下锚段锚洞衬砌施工有很好的参考与借鉴价值，值得引起各方人员的关注与重视。

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