高速铁路隧道帽檐斜切式洞门施工技术

祝俊甲 中铁十二局第四工程有限公司 陕西西安

摘要：随着人们环保意识的提高和隧道施工技术的进步，特别是高速铁路隧道的修建，隧道洞门型式有了较大的突破和创新，洞门既要满足结构安全稳定、环保美观的要求，又要满足减缓微气压波影响的要求；帽檐斜切式洞门能最大限度地减小列车高速运行时产生的微气压波对列车的损害和不良影响，所以帽檐斜切式洞门成为高速铁路隧道洞门的首选型式；但帽檐斜切式洞门的帽檐施工技术复杂，立模定位困难，施工难度大。 关键词：帽檐、斜切式、隧道、洞门

1、引言

洞门是隧道进出口的咽喉，以往传统的洞门型式对地表破换较大，不利于目前所倡导的环境保护的要求，高速铁路的发展不仅要求洞门的型式要考虑结构的稳定也要注意洞门的美观大方与周围环境相协调。帽檐斜切式洞门是一种新型的高速铁路隧道洞门构造，线条流畅、整洁美观，且能有效地缓解洞口处的空气动力效应，具有良好的整体稳定性；帽檐斜切式洞门洞口不需设置特殊的缓冲结构就能满足列车运营舒适度的要求，且不需为洞门进行额外刷方，洞口刷方量少，，适用性广，可在多种地形和地质情况下适用。所以帽檐斜切式洞门成为高速铁路洞门的首选型式，但帽檐斜切式洞门帽檐模板的定位、加固相当困难是隧道洞门技术最复杂施工难度最大的洞门之一。

2、洞门概况 洞门形式如下图所示。 轮廓线A 轮廓线C 轮廓线B 轮廓线D

帽檐斜切式洞门全长15米，主要由帽檐、12m斜切段及3m斜切延伸段组成，斜切面与仰坡坡度1：1.25，帽檐模板由内模、外模及端模组成，内、外模均由两条椭圆轮廓线组成，内模由轮廓线A、C组成，外模由轮廓线B、D组成。

3、施工步骤

帽檐斜切式洞门的施工主要分两步进行，一是斜切延伸段及斜切段的施工；二是帽檐施工。

3.1、斜切延伸段及斜切段的施工

斜切段及斜切延伸段的施工内模采用衬砌台车，外模及端模均采用竹胶板，以10*10cm方木为肋通过环向钢筋及圆木、钢管以两侧边坡为支撑点进行加固，斜切延伸段及斜切段全长15m，若衬砌台车长度不足15m时，靠洞口斜切段内模也采用竹胶板弯制，但必须与衬砌台车同弧度弯制。

斜切段及延伸段施工时台车定位的准确性直接影响帽檐轮廓线C、D的形成，所以衬砌台车定位后必须复测其定位的准确性，经调整无误后将轮廓线C的各坐标点直接放样至衬砌台车模板上。然后以轮廓线C为参照计算出轮廓线D的相对位置，待轮廓线C、D位置确定后按设计要求绑扎钢筋，钢筋绑扎时必须注意斜切面及外模预留钢筋以便帽檐施工时与帽檐钢筋相连及帽檐外模的加固。钢筋绑扎完毕后对轮廓线C、D进行精确放样，根据放样确定的轮廓线C、D安装外模及端模，外模需设置与衬砌台车相垂直的加固钢筋及环向钢筋，并将垂直钢筋与衬砌主筋及外模环向钢筋焊接牢固。为了便于混凝土的浇筑及振捣在端模安装时每隔一定距离预留混凝土灌注口。

混凝土采用一次性整体浇筑，浇筑是必须注意从两侧预留口对称浇筑混凝土以防衬砌台车变形，并通过衬砌台车窗口及预留口进行振捣。

待混凝土达到设计强度后将外模及斜切面模板拆除，衬砌台车保持不动以便帽檐施工时帽檐模板的安装及加固。 3.2、帽檐施工 3.2.1、帽檐模板选择

由于帽檐的四条轮廓线全为坐标控制，若使用钢模存在较大困难，一是模板加工困难，轮廓线把握不准。二是钢模安装困难，很难与洞门的斜切面紧密相连。所以模板选择质量好，无膨胀的竹胶板以10*10cm方木为肋并采用圆木及钢支撑进行加固。

3.2.2、轮廓线A的测量放样

控制帽檐线性的坐标全是三维坐标，无法直接用来指导模板安装，帽檐四条轮廓线的C、D两线已在斜切段施工时形成，帽檐施工时主要控制轮廓线A及轮廓线B，在控制轮廓线A、B时需将设计的三维坐标引申到模板台车上，这是轮廓线放样的难点也是重点，坐标点很多，不同位置的坐标引申方式不同，拱部控制设计坐标的X和Z（X-洞口至洞内的距离，Z-坐标点与隧道中线的距离）将其放样至衬砌台车模板上，立模是通过移动高程Y即可定位设计坐标点；边墙控制设计坐标的X和Y将其放样至衬砌台车模板上，通过移动Z来定位设计坐标点。 3.2.3、内模安装

根据轮廓线A的各放样点确定的模板上、下口安装线左右对称安装帽檐内模，内模以台车为支撑点，10*10方木及钢管配合作为支撑进行加固。 3.2.4、绑扎帽檐钢筋

内模安装及加固完成后，按设计要求绑扎帽檐钢筋并将其与斜切端预留钢筋进行绑扎。

3.2.5、轮廓线B的放样及外模安装

与轮廓线A相同方法对轮廓线B进行放样，根据放样各坐标点确定的上、下口安装线左右对称安装外模，并通过斜切段预埋钢筋及两侧边坡为支撑点通过钢管和圆木进行加固，内、外模之间采用￠16mm以上螺纹钢进行支撑并在外模环向设置加固钢筋，用￠16mm以上对拉螺栓将内、外模板拉紧。 3.2.6、端模安装

端模安装前先对内、外模上口安装线精确放样作为端模安装线进行端模安装，为了方便混凝土浇筑及振捣安装端模时每隔2m预留混凝土灌注口。 3.2.7、混凝土浇筑

混凝土为一次性整体浇筑，混凝土灌注前应准备大量土工布边角料，在漏浆时及时封堵，混凝土灌注过程中必须控制混凝土的灌注速度与振捣强度，并随时观察模板是否变形，模板与台车衬砌混凝土接触处为模板的薄弱点，容易漏浆，在不影响混凝土强度的前提下尽量放慢灌注速度，每个灌注口填满后停顿一段时间但不能超过混凝土初凝时间。 3.2.8、模板拆除及养护

为保证帽檐的美观，模板拆除时应用切割机切除对拉螺栓不宜用电焊及气焊烧断对拉螺栓，模板拆除后对帽檐混凝土进行洒水养护。

4、结束语

帽檐斜切式洞门能大大消减高速行驶的列车产生的微气压波，减少对列车的损害及不良影响。帽檐斜切式洞门线条流畅，美观大方；模板采用竹胶板，安装轻便、工效较高、结构尺寸偏差较小，本文主要以现场施工模板衬砌台车配合竹胶板为例总结了帽檐斜切洞门的施工步骤，为今后高速铁路帽檐斜切式洞门的施工提供借鉴与帮助。但帽檐施工技术要求高，难度大，施工繁琐，所以帽檐斜切式洞门的施工方法及模板形式还需要进一步的研究和发展。

参考文献：

[1]朱永全，宋玉香.隧道工程（第二版）[M].北京：中国铁道出版社，2008. [2]铁道建筑技术2009.

[3]铁道部第二工程局. 铁路工程施工技术手册·隧道[M] . 北京:中国铁道出版社,1999. [4]TB10204—2002,铁路隧道施工规范[S].