隧道口护拱段钢架模施工工艺

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，尤其涉及一种隧道口护拱段钢架模施工工艺。

背景技术

隧道浅埋偏压进洞常规施工工艺一般采用反压回填土或减少开挖临空面的施工方法，如四步CD法、交叉中隔壁法等，此类方法具有施工速度慢，工艺复杂，施工风险高等不可控的缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种隧道口护拱段钢架模施工工艺，通过将钢拱架与护拱连接为一体可使护拱整体的稳定性更好，能够简化后序施工工艺，减少工作量。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种隧道口护拱段钢架模施工工艺，包括以下步骤：

S1、护拱基础施工：拱脚开挖，护拱两侧拱脚处钻孔安装锁脚钢管；

S2、立初支钢拱架：护拱基础拱脚钢筋绑扎，护拱基础浇筑混凝土；将初支钢拱架的两侧端部与拱脚钢筋固连；

S3、初支钢拱架安装网片，在初支钢拱架的内外悬挂网片，并向初支钢拱架内喷射混凝土，形成护拱内模；

S4、护拱钢筋绑扎：在护拱内模上面绑扎拱架定位钢筋，拱架定位钢筋的拱脚处与拱脚钢筋相连，形成护拱拱墙钢筋；

S5、护拱安装外模板：在护拱拱墙钢筋外部拼装木板，形成外模板；

S6、护拱浇筑：

S7、拆除外模板；

S8、养护；

S9、夯填土石方；

S10、填黏土隔水层和种植土层。

优选的，步骤S1中，所述锁脚钢管沿护拱长度方向间隔设置多组，每组锁脚钢管包括两根呈一定夹角、且均朝向拱脚外侧斜下方钻设的钢华管，所述钢花管内灌注水泥浆。

优选的，两根钢花管的直径均为φ89mm，两根钢花管的倾斜角度分别为15°及30°，所述钢花管沿护拱纵向间隔距离为0.5m；所述钢花管的长度为6.0m，壁厚6mm，且钢花管的上端延伸至护拱基础内25cm，用于与护拱连成一体。

优选的，步骤S2中，在护拱内架设竖向满堂支架，用于支撑初支钢拱架。

优选的，步骤S3中，在初支钢拱架的侧面安装模板，再向网片内部喷射混凝土，使其与初支钢拱架固连为一体，形成护拱内模。

优选的，所述护拱内模轮廓线的偏差控制在2cm内。

优选的，所述拱架定位钢筋及拱脚钢筋均由护拱主筋、分布筋和箍筋绑扎而成；所述拱架定位钢筋的外部设有拱架环向定位钢筋；所述护拱基础内的拱脚钢筋及拱架定位钢筋均设有外露的接茬筋。

优选的，所述护拱主筋采用HRB400φ22mm钢筋间距20cm、层距50cm，所述分布筋采用HRB400φ16mm钢筋间距25cm，所述箍筋采用HRB 300φ10mm钢筋。

优选的，所述外模板自护拱两侧环向对称安装；所述外模板的外部设有双道能够与护拱基础内的预埋件及拱架环向定位钢筋相连的钢筋抱箍，用于固定外模板；所述外模板在拱脚位置间隔安装多根水平钢管，用于支撑外模板根部。

优选的，所述外模板的单块木板厚度为5cm，宽度为30cm，且相邻两块木板之间设有用于封堵混凝土漏浆的土工布；所述外模板根部的水平钢管为三根，最上方水平钢管的高度为3.0m，下方两根水平钢管往下依次间隔0.6-1.0m。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：与现有技术相比，本发明通过在护拱基础上立初支钢拱架，在初支钢拱架内外挂网喷射混凝土形成护拱内模，护拱内模的外部依次绑扎护拱拱墙钢筋、铺设外模板；另外，护拱基础通过锁脚钢管与拱脚处土体固定相连，确保护拱钢模架结构的稳定性。利用本发明能够将护拱内模与护拱连接为一个整体，使其整体稳定性更好；同时采用本发明的技术方案能够简化施工工艺，后期进洞施工时也不用再安装护拱的上半部分，可直接施工下部两台阶，仅需根据施工进度拆除护拱内模下方的满堂支架即可，进而加快了施工进度。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种隧道口护拱段钢架模施工工艺的结构示意图；

图2是本发明实施例中护拱钢模架结构的施工状态图；

图3是本发明实施例中护拱完工后的状态图；

图4是图1中拱架定位钢筋的I-I断面图；

图5是图1中拱脚钢筋的II-II断面图；

图6是图1中外模板的A向视图；

图7是本发明实施例中钢架内模的局部纵截面图；

图中：00-护拱；1-护拱基础；2-护拱内模，21-初支钢拱架，22-网片；3-护拱拱墙钢筋，301-拱架定位钢筋，302-拱脚钢筋，30-护拱主筋，31-分布筋，32-箍筋，33-接茬筋；4-外模板；5-锁脚钢管；6-钢筋抱箍；7-水平钢管；8-满堂支架。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在某高速铁路双线隧道，出口处地势较缓，且为浅埋偏压，而暗洞进洞处仰坡又高陡，地质条件：燕山早期花岗岩。全风化层厚约10.0～30.0m，呈硬塑状，属Ⅲ级硬土，因差异风化，其中见多层0.5～2.0m厚的强风化和弱风化岩层；强风化层呈碎块状及角砾状，属Ⅳ级软岩；弱风化层属Ⅴ级次坚石。因此，设计出口明洞与暗洞交界段采用明洞暗挖设钢筋混凝土护拱15m，护拱厚度60cm，角度180°（半圆形）。该护拱采用本发明提供的钢模架结构施工。

如图1-3所示，本发明提供的一种隧道口护拱段钢架模施工工艺，包括以下步骤：

S1、护拱基础1施工：拱脚开挖，护拱00两侧拱脚处钻孔安装锁脚钢管5；锁脚钢管5沿护拱长度方向间隔设置多组，每组锁脚钢管包括两根呈一定夹角、且均朝向拱脚外侧斜下方钻设的钢华管，所述钢花管内灌注水泥浆。其中，两根钢花管的直径均为φ89mm，两根钢花管的倾斜角度分别为15°及30°，所述钢花管沿护拱纵向间隔距离为0.5m；所述钢花管的长度为6.0m，壁厚6mm，且钢花管的上端延伸至护拱基础内25cm，用于与护拱连成一体。具体施工过程如下：

当护拱的拱脚开挖成型后，使用潜孔钻机按由内向外的顺序纵向间距0.5m/处，每组按15°、30°打设2根φ89锁脚钢管，钢花管上端延伸至护拱基础内，能够保证与成型护拱连成整体。钢花管内灌注的水泥浆液水灰比：1:1(重量比)，注浆压力：0.5～2.2MPa。

S2、立初支钢拱架21：护拱基础1拱脚钢筋302绑扎，护拱基础1浇筑混凝土；将初支钢拱架21的两侧端部与拱脚钢筋302固连；为了支撑初支钢拱架21，方便施工，在护拱内架设竖向满堂支架8，用于支撑初支钢拱架。

施工过程中应注意对护拱内模进行人工修整，将钢架内模轮廓线的偏差控制在2cm内。因为隧道护拱施工放样，主要是平面位置和轮廓线的放样，平面位置放样在护拱施作时利用全站仪对护拱中心线和拱脚边线进行精确定位，轮廓线放样根据计算护拱内轮廓线使用全站仪从拱顶到拱脚按环向每0.5m，纵向每1m一个断面，随开挖随复核严格控制护拱内模轮廓线偏差控制在2cm内。按测量放线确定的护拱结构轮廓线，主要依靠挖机对护拱拱脚进行土方开挖，挖至较设计标高高20cm时采用人工清底后并进行基础夯实，并将护拱成形面修整成型。

S3、初支钢拱架21安装网片22，在初支钢拱架21的内外悬挂网片22，并向初支钢拱架21内喷射混凝土，形成护拱内模2。其中，所述初支钢拱架21由型钢制作而成，所述初支钢拱架21的下方架设竖向满堂支架8，用于支撑初支钢拱架21。施工人员站在竖向满堂支架上操作，用焊接钢筋将初支钢拱架连接为一个整体，并在初支钢拱架内外悬挂网片并喷射混凝土，这样就形成了护拱内模。

S4、护拱钢筋绑扎：在护拱内模2上面绑扎拱架定位钢筋301，拱架定位钢筋301的拱脚处与拱脚钢筋302相连，形成护拱拱墙钢筋3。

上述拱架定位钢筋301及拱脚钢筋302均由护拱主筋30、分布筋31和箍筋32绑扎而成；所述拱架定位钢筋的外部设有拱架环向定位钢筋；所述护拱基础1内的拱脚钢筋302及拱架定位钢筋301均设有外露的接茬筋33。其中，所述护拱主筋30采用HRB400φ22mm钢筋间距20cm、层距50cm，且内外层护拱主筋30的距离为600mm；所述分布筋31采用HRB400φ16mm钢筋间距25cm、且分布筋31的宽度为458mm；所述箍筋32采用HRB 300φ10mm钢筋。护拱基础内的拱脚钢筋与拱墙的拱架定位钢筋外露接茬筋不小于35d，连接方式采用焊接。拱架定位钢筋的两端通过与拱脚预留接茬筋连接固定，并在拱架定位钢筋的外部绑扎拱架环向定位钢筋（图中未画出），施作形成护拱拱墙钢筋3。

S5、护拱安装外模板：在护拱拱墙钢筋3外部拼装木板，形成外模板4；

外模板4由若干块木板拼装而成，所述外模板4自护拱两侧环向对称安装；所述外模板4的外部设有双道能够与护拱基础1内的预埋件及拱架环向定位钢筋相连的钢筋抱箍6，用于固定外模板4；钢筋抱箍6根部与护拱基础1内的预埋件焊接联结，预埋件为预埋长度1.0mHRBφ22钢筋，埋入80cm，外露20cm；同时在外模板4在拱脚位置的根部高3.0m范围内间隔安装多根水平钢管7，用于支撑外模板4根部并加固外模板。具体施工时，所述外模板4的单块木板厚度为5cm，宽度为30cm；相邻两块木板之间设有用于封堵混凝土漏浆的土工布。鉴于混凝土浇注时，因外模板的木板与木板之间有微小空隙，易漏浆，浇筑混凝土时，用土工布等材料进行堵漏，防止因漏浆，影响混凝土质量。所述外模板4根部的水平钢管7为三根，最上方水平钢管7的高度为3.0m，下方两根水平钢管7往下依次间隔0.6-1.0m。

S6、护拱浇筑：

S7、拆除外模板；

S8、养护；

S9、夯填土石方；

S10、填黏土隔水层和种植土层。

综上所述，本发明通过在初支钢拱架内外挂网喷射混凝土作为护拱内模，能够有效的将初支钢拱架与护拱连接为一个整体，使其整体稳定性更好，减少了后期进洞施工时上半部分初支钢拱架的安装，可直接施工下部两台阶，仅需根据施工进度拆除初支钢拱架内的满堂支架，节约后期初支施工一部分时间。本发明尤其适用于土方较少，高差大的护拱施作，整个施工过程安全、稳定性较好，质量有保障，即减少了护拱内部支撑形式的加固时间，又减少了后期进洞施工时上台阶开挖机初支钢拱架安装的时间，极大减少了施工工作量，加快了施工进度，方便推广运用。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。