摘要：结合昭山大道虎形山隧道工程实例，对其施工准备、模板与支架设计、拱架安装和混凝土施工等重要环节的施工控制进行了深入分析。实践表明，通过严格的施工控制能有效解决偏压问题，减少洞门施工的土方开挖量，并避免对山体造成大的扰动。
关键词：隧道工程；护拱施工；施工控制
随着隧道工程施工复杂程度的提高，对隧道护拱技术的要求也越来越高。为了达到预期的护拱施工质量，必须重视和做好不同环节的施工质量控制。
1工程概况
昭山大道虎形山隧道工程位于湖南省湘潭市，为分离式小净距大断面隧道（小净距间距约为15m）。隧道洞门为端墙式和削竹式，隧道净宽15.125m、净高7.815m。西线隧道里程C1K5+692.76—C1K6+000.53，全长307.77m，其中进口明洞15m、暗洞271m、出口明洞21.77m，Ⅳ级围岩212.87m、Ⅴ级围岩94.9m，隧道最大埋深约62m，从小里程向大里程为2.4%的上坡。下面针对该隧道工程的实际情况，对其护拱施工控制方法加以介绍。
2偏压挡墙施工
2.1基坑开挖
测量人员以设计基础尺寸为依据准确放出基础角点位置，开挖方法为放坡开挖，采用1:0.5的放坡系数。挖机主要采用反铲挖掘机。对于开挖产生的土方，要及时装车外运，不得在基坑的周围堆积。因基坑所在部位的地表渗水较为严重，所以在开挖时应设置排水边沟，并配置水泵持续外排，避免基坑被水浸泡。开挖至设计要求的深度后，利用中型触探仪检测基底承载力，一般明洞处的地基承载力应达到250kPa以上，而洞门端墙和挡墙的地基承载力应达到350kPa以上。若承载力没有达到要求，则应继续向下开挖，直到满足地基承载力要求为止。然后按照设计要求进行边坡设置，在基底处利用人工将其整平夯实。
2.2锁脚锚杆
为保证挡墙基础和地基的稳定性、整体性，需在基坑的底部沿横向设置3根长度为4.5m的D25锁脚锚杆，其纵向间隔按800mm控制。中间处的锚杆沿垂直方向打入，而两侧按照向外倾斜30°的角度打入。锚杆应至少进入基础150mm，同时和基础钢筋通过焊接相连。
2.3片石混凝土回填
待注浆锚杆浆液实际强度达到要求后开始浇筑片石混凝土，浇筑时利用溜槽入坑，下落高度不能超过2m，否则将使混凝土产生离析。应分层浇筑，每层抛入合格的片石，然后进行分层振捣，使其达到密实状态。将混凝土回填至设计要求的标高且初凝后立即开始覆盖与洒水养护。
2.4挡墙施工
挡墙采用模筑钢筋混凝土结构，墙脚宽3m，墙高13.32m。在施工过程中，将双排脚手架作为作业平台，在浇筑开始前，先埋入钢拱架，并按设计要求做好拱架的纵向连接。
3护拱施工控制
护拱施工工艺流程如图1所示3.1施工准备在正式施工开始前，应做好以下各项准备工作：待挡墙施工到设计要求的高度后，在挡墙周围进行土体回填，直到地面标高。在回填过程中应做到分层填筑和压实。利用炮机将右侧山体打直，通过C20混凝土的喷射对石方边坡进行防护。地面采用C20混凝土进行垫层浇筑，使场地平整，浇筑厚度为12cm。另外，安排专门的测量人员在垫层表面准确放出中线、边线和垫层表面的标高。
3.2模板和支架设计
护拱是一个采用钢筋混凝土制成的圆弧拱形结构，其一端和挡墙进行刚性连接，另外一端搭设在山体岩石上，跨径为14.7m，宽度为11.5m，厚度为0.8m，利用强度等级为C35的混凝土通过浇筑成型。根据工程设计要求，并结合现场实际情况，拱圈利用扣件式满堂支架进行现浇施工。模板和支架设计控制的重点包括：（1）支架由规格为Φ48×3.5mm的钢管制成，其质量应满足国家标准《碳素钢结构》（GB/T700）中Q235-A级钢规定。（2）支架由以下几部分组成：立杆、纵横向水平杆、纵横向扫地杆、剪刀撑与斜撑。其中，立杆与纵横向水平杆为主要的受力构件，立杆高度在4.15～8.75m范围内。（3）支架杆件之间的连接方式包括三种，分别为对接连接、直接连接与搭接连接；所用扣件分别为对接扣件、直角扣件与旋转扣件，这三种扣件的容许荷载分别为2.5kN,6.0kN与5.0kN。（4）支架立杆按照60mm×60mm的纵、横向间隔布置，步距按150cm控制。对于纵向扫地杆，借助直角扣件设置在与底座相距200mm以内的立杆上。（5）立杆接长均使用对接扣件进行连接。（6）支架顶部横向将钢管弯成圆弧拱形，其间隔和纵向立杆一致，均为60cm；沿纵向按照10cm×5cm尺寸布置落叶松方木，方木中心间隔为30cm。支架用700mm顶托脱模。（7）拱圈的底模、侧模与顶模都使用竹胶板进行制作，其厚度为15mm。
3.3拱架安装
（1）首先测定路线中线，确定高程，再测定它的横向位置，当拱架处在曲线上时，应将线路上的法线作为安设方向。（2）运输到现场的拱架应分成多个单元进行编号堆放，在拱架安装之前认真检查其断面尺寸，并及时对欠挖处进行处理，使拱架安装正确，在拱架的外缘需要预留5cm厚的保护层。在安装拱脚之前，先将垫板下方的松渣清理干净，然后把钢架放到原状岩层表面，在软弱地段，还应在拱脚的下方垫设钢板。（3）安装前做好测量定位，使每榀钢架保持50cm的间隔。钢架按照从下到上的顺序安装。对第一段钢架进行安装时，应注意和基础当中的预设钢架紧密相连，就位后使用高强螺栓将其连接稳固，防止安设过程中钢架产生偏位，对钢架安装质量造成影响。钢架和混凝土间应紧密相贴，在安设时，如果钢架和围岩之间存在很大的间隙，则要设置垫块，但垫块数量不能超过10个，两榀钢架之间需要沿周边布置纵筋，以此形成一个完整的纵向体系。如果需要焊接，则应在拱架两侧实施，要确保焊缝饱满、连接点强度符合要求，以充分发挥临时受力点应有的作用。
3.4混凝土施工控制要点
（1）拱圈的底模、侧模与顶模都使用竹胶板制作。模板的安装应按照从下到上的顺序进行。模板上在固定模板钢筋的部位应预留缺口，用于钢筋放置。要确保模板之间连接紧密和牢固。同时，还要对锚杆钢筋进行预埋，使它与拱架相连。护拱混凝土的厚度必须满足工程设计要求。为保证护拱自身的整体性，本工程在护拱和岩体搭口部位斜向设置3根长度为4.5m的锁脚锚杆，其纵向间隔为500mm。锚杆分别按照15°,30°和45°的角度打入，在施工中锚杆的具体角度可适当调整。锚杆进入到挡墙基础的深度应达到500mm以上，锚杆和护拱钢筋之间采用焊接的方法进行固定。（2）将模板支设好后，开始浇筑混凝土。在浇筑过程中，应按照从下到上的顺序进行，同时还要注意拱架和预留拱架之间的连接部位不能被浇筑，否则将对后续施工造成影响。混凝土的浇筑应分层进行，每一层在完成浇筑后都要及时振捣，使混凝土达到密实，当使用插入式振捣棒进行振捣时，应严格遵循快插慢拔的基本原则。当混凝土表面停止下沉，没有气泡产生时，即可停止振捣。完成浇筑后，对其厚度进行检测，确认是否保持均匀且无蜂窝麻面。（3）待混凝土的实际强度达到设计要求的50%以后，即可拆除模板。拆模后应立即对混凝土表面实施洒水养生，待混凝土实际强度达到设计要求的70%后，再开始支撑施工。
4结语
虎形山隧道护拱是一个采用钢筋混凝土制成的圆弧拱形结构。为保证护拱的施工质量，需针对施工准备、模板与支架设计、拱架安装和混凝土施工等不同施工环节做好施工控制，以有效解决偏压问题，并减少洞门施工土方开挖量，避免对山体造成太大扰动。
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