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摘要：近年来，我国的高铁建设项目取得了显著的发展。随着高铁的迅速发展，人们的环保意识以及对于隧道的施工技术都有了很大程度的提高，对于隧道洞门样式的设计，必须要考虑生态保护、环境以及隧道空气动力学效应等影响，而斜切帽檐式洞门设计的提出满足了人们的要求，并且已经成为了当前新型洞门的主导形式，普遍应用于各种隧道设计中。本文结合其在实际工程中应用，阐述了其模板设计、施工工艺以及控制措施等。
关键词：高铁；隧道；洞门；斜切帽檐式；施工
高铁技术的不断发展，推动了我国交通运输业的进步。人们在追求更快速、更便捷交通方式的过程中也有越来越强的环保及审美意识。高铁隧道洞门在设计的过程中，除了要考虑施工的地形及其与附近景观的结合度、保护生态环境外，还要考虑隧道空气动力学效应的影响。传统的柱式、端墙式洞门已经无法满足要求，因此，斜切帽檐式洞门应运而生，既起到了保护环境、结构美观的效果，又能够满足结构安全稳定以及减缓微气压波的影响。
1 工程概况
国内高铁已经有部分工程采用了斜切帽檐式的洞门设计思想，以新建的沪昆高铁（长昆段）笔架山隧道为例，笔架山隧道位于湖南省怀化市附近山区，其自然坡度为20°～25°。隧道的进口位于半山坡处，出口的坡度较为平缓，隧道的进出口地面标高分别为260.416和251.263，隧道全长523米，途经湖南省芷江县罗旧镇，进口里程为：DK356+022，出口里程为：DK356+545，单洞双线隧道，隧道最大埋深约40m，沿线地形较大，沟谷切割发育，植被茂密，设计为17.5‰单字下坡，隧道全长位于直线上。隧道暗洞Ⅳ级围岩325m，Ⅴ级围岩155m，该隧道主要为Ⅳ、Ⅴ级围岩段。
（1）工程地质
隧区地质调绘及钻孔勘探深度范围内所揭露的地层为第四系残积层，地表广泛分布黄褐色至灰褐色粉质粘土，往下为全风化层褐红色泥质粉砂岩，原岩结构已基本破坏，岩石极破碎，呈半土半岩状；强风化层，粉砂质结构，泥质胶结，中厚层状，多呈张开状，岩质破碎；弱风化层，棕红色，泥质胶结，中厚层状，节理发育，多呈闭合状，少量呈微张状，岩石完整，具膨胀性，遇水易崩解、软化。粉砂岩与泥质粉砂岩呈互层状，层间结合较差。
（2）水文地质
隧区溪沟多为季节性山间冲沟，常年性流水少，区内沟谷坡降较大，冲沟流水排泄畅通。隧道穿越区山塘面积小，枯水季节常干涸。
隧道区地下水可分为如下两种类型：弱富水性第四系松散岩类孔隙水，弱富水性碎屑岩基岩风化裂隙水。根据调查显示，隧道区地表水和地下水对混凝土结构具酸性侵蚀，其环境作用等级为H1，氯盐环境作用等级为L1。
2 斜切帽檐式洞门施工步骤
2.1 洞门衬砌及斜切面施工
笔架山隧道出口为明洞和1：1.25斜切式洞门（见图1），其中明洞长14米，斜切式洞门长17米，除帽檐部分外，其他部分的施工方式和明洞衬砌方式相同，隧道的衬砌模板台车长10.1，米，所以无法一次性完成洞门的浇筑，要先将斜切衬砌段施工完，再对洞门的帽檐进行施工，对明洞施工是外模利用木板拼接来实现，内模则利用模板台车。内模施工时，要先对台车进行定位以及加固支撑，然后在按照设计要求进行洞门钢筋的绑扎工作，施工过程中要先安装环向主筋，用5厘米厚的C35混凝土预制垫块来支撑模板台车，从而保证钢筋保护层的施工符合要求，在纵向分布钢筋保护层以及内层主筋安装完成后，再对其涂刷隔离剂，用毛巾蘸取少了的液体，然后擦拭台车的表明，涂刷过程中要保证均匀的涂刷，并且不能污染衬砌钢筋。
接下来进行上层钢筋的安装前，将第一层钢筋作为平台，在纵向和环向钢筋交叉节点处设置箍筋，用钢筋的长度来控制箍筋的厚度，绑扎钢筋时要预留帽檐接茬钢筋。对衬砌斜切面的施工要保证其与模板的紧密拼接，防止灌注混凝土时出现跑模或漏浆现象。在进行外模支立的过程中要按照坐标点进行分层封闭衬砌斜切面，与外模一起进行加固，形成整体封闭的空间。
2.2 帽檐立模
帽檐模板分为内模、外模一级端模，在完成斜切面的施工后，将内外模用吊车固定在斜切面上，然后按照设计图纸进行安装。帽檐模板的安装顺序是：内模安装、帽檐钢筋绑扎、外模安装、端模安装。内外模的准确定位对于帽檐模板的安装至关重要。在进行帽檐模板的安装时，最先进行拱顶处帽檐模板的安装，用全站仪测量该模板上法兰的实际位置，再与设计的位置进行比较，通过现场垂直度（吊线锥）然后根据结果进行相应的调整，直到与设计位置一致为止。内外模安装完成后，再进行端模的安装，安装之前要先在内外模上放出模板的具体位置。采用间隔安装的方法，以方便混凝土的振捣，即在安装完模板后，间隔一块拆掉一块，当混凝土浇筑到模板位置时，再将拆掉的模板安装到设计的位置。内模用台车做支撑点，14号角钢和20号槽钢作支撑进行加固，外模用浇筑斜切面时预埋的杆件和两侧边坡作支撑，用14号角钢和直径为100的一级钢管进行加固。内外模之间用直径为20的双层一级拉杆进行连接，拉杆的环向间距为2米，外套PVC管。用14号角钢将端模焊接在内外模的上法兰上。注意安装帽檐模板采用吊车两端对称同时安装调整，技术人员通过计算使用全站仪准确在模板台车上测量定位出帽檐内模轮廓线并标识在模版台车上，方便于施工作业队操作安装。见图（4）
2.3 钢筋绑扎
斜切式洞门共17米长，采用二次浇筑完成的工法完成，模板采用10米二衬台车模板加2.8米长定型洞门模板，二次组装完成，二次浇筑砼。洞门设计为环向主筋Φ22钢筋，间距为0.2m，纵向水平筋φ16钢筋，间距为0.25m，钩筋（架立筋）为φ8钢筋，间距为0.2*0.25m。衬砌厚度为0.70m，仰拱厚度为0.70m。帽檐主筋设计为环向φ16钢筋，在安装时根据现场帽檐模板角度来调整钢筋的弯曲角度。
钢筋绑扎与模板加固方法与明洞衬砌施工相同。钢筋在使用前，要先在场外进行验收，满足要求后在进行施工使用。施工时严格按照图纸的钢筋型号、尺寸下料，按照图纸要求进行钢筋的绑扎工作，注意先绑扎环向，再进行纵向绑扎，纵向钢筋一仓为一段。钢筋的保护层厚度一般为3厘米，采用砂浆垫块支垫做底板，用砼保护卡做侧强，以保证钢筋保护层的厚度。对于变形缝处的钢筋要断开，注意对防水层的保护。在进行底板处的钢筋绑扎时，要先将底层表面刷洗、清扫干净，然后进行全站仪测量定点后专人弹线，确定钢筋的位置，再按照弹线进行底板钢筋的绑扎工作，从而保证了绑扎位置的准确。采用“排架”进行钢筋的绑扎工作，主筋塔接的位置要错开，对于同一截面内的受力钢筋来说，其接头面积不要超过钢筋总截面积的百分之五十。钢筋绑扎要求间距均匀、牢固，绑丝的绑扣都要朝向内侧，防止混凝土浇筑完成后出现露丝现象。绑扎成型后不要随意踩踏，经验收合格后再进行下一道工序的施工。在进行底板钢筋的绑扎时，要预埋隧道底板高程控制点，防止出现浇筑后的底板高程和设计的不相符的情况。 钢筋施工的基本知识：
a.同一截面钢筋接头不得大于50%，接头长短错开长度为50d，
b.进行冷搭接连接时，搭接长度为35d，
c.搭接焊接时，单面焊长度为10d，双面焊长度为5d，焊接处预设弯度，保证两根钢筋同轴。
2.4 外部模板支护
进行完钢筋绑扎以及帽檐内弧模板的施工后，利用同样的方法对外弧模板进行施工，在内弧与外弧模板之间加设对拉螺栓，并且要在环向上再加设三道用于加固的钢筋，要求加固钢筋不能小于Φ16的一级螺纹钢筋，在对帽檐模板进行封堵时，要注意预留投料口要每各2米预留一个，保证每个投料口在投料完毕后很容易封闭。（见图5）
2.5 混凝土浇注
由于帽檐的内模均采用带丝扣的螺杆支撑，外模采用人为支撑一定要保证其稳定牢固，在进行混凝土的浇筑时，必须要严格控制振捣强度和灌注速度，随时观察内外模板的情况，防止模板变形，模板和衬砌混凝土、台车接触的地方是薄弱点，容易出现漏浆的情况，所以，在进行混凝土灌注之前，要准备大量泡沫胶或者是土工布边角料等，发生漏浆情况时，及时进行封堵。可以采用开窗法进行混凝土的浇筑工作，两端对称同时进行浇筑，有利于工程的顺利完成，并保证两端混凝土的质量相同。在对混凝土的强度没有太大影响的情况下，可以放慢混凝土的灌注速度，控制好浇筑的时间，在每一个投料口填满混凝土之后，停顿一定的时间，但注意不要超过混凝土的初凝时间，浇筑完毕后待砼强度达到85%后方可逐块拆除帽檐模板，先拆除顶模盖板，在拆除外模最后拆除内模。拆除过程中要保证轻拆慢放，对砼结构物的表面不能损坏、碰撞等。模板全部拆除完毕后，采用土工布覆盖砼表面并根据气候、温度专人定时洒水养护。
3 施工要点总结
在隧道洞门整个施工过程中，进行帽檐模板的安装时，要注意内外模以及端模的安装顺序，要严格按照相关的操作流程进行安装，注意对内外模以及端模施工中支撑点以及加固材料的选取。钢筋绑扎时，先进行环向绑扎再进行纵向绑扎，注意洞门钢筋的下料长度以及预埋长度、保护层的厚度等。外部模板的施工注意加固钢筋的选取。混凝土浇筑时，要注意浇筑的时间、振捣棒震动快慢等情况。
4 结语
随着我国经济的发展和社会的进步，我国的科学技术水平已经有了很大的提高，人们的生活质量越来越高，随着人们对于高速、便捷的生活方式的追求，我国的高铁行业迅速发展起来，而在高铁隧道的建设过程中，斜切帽檐式隧道洞门的设计思想得到了广泛的应用，既起到了保护环境的效果，又使得隧道洞门的建设结构美观，并且满足了其结构安全稳定以及减缓微气压波的影响，斜切帽檐式隧道洞门设计的方法已经成为了隧道建设过程中的主导形式。
参考文献：
[1]张红卫.浅谈高速铁路隧道帽檐式洞门施工技术[J].石家庄铁路职业技术学院学报，2012，（4）.
[2]王振峰.帽檐斜切式洞门施工技术初探[J].中国新技术新产品，2011，（23）.
[3]屈海磊.铁路隧道帽檐斜切式洞门施工技术[J].中铁十二局集团第二工程有限公司，山西太原，030000，2011，37（16）.
关键词：高铁；隧道；洞门；斜切帽檐式；施工
高铁技术的不断发展，推动了我国交通运输业的进步。人们在追求更快速、更便捷交通方式的过程中也有越来越强的环保及审美意识。高铁隧道洞门在设计的过程中，除了要考虑施工的地形及其与附近景观的结合度、保护生态环境外，还要考虑隧道空气动力学效应的影响。传统的柱式、端墙式洞门已经无法满足要求，因此，斜切帽檐式洞门应运而生，既起到了保护环境、结构美观的效果，又能够满足结构安全稳定以及减缓微气压波的影响。
1 工程概况
国内高铁已经有部分工程采用了斜切帽檐式的洞门设计思想，以新建的沪昆高铁（长昆段）笔架山隧道为例，笔架山隧道位于湖南省怀化市附近山区，其自然坡度为20°～25°。隧道的进口位于半山坡处，出口的坡度较为平缓，隧道的进出口地面标高分别为260.416和251.263，隧道全长523米，途经湖南省芷江县罗旧镇，进口里程为：DK356+022，出口里程为：DK356+545，单洞双线隧道，隧道最大埋深约40m，沿线地形较大，沟谷切割发育，植被茂密，设计为17.5‰单字下坡，隧道全长位于直线上。隧道暗洞Ⅳ级围岩325m，Ⅴ级围岩155m，该隧道主要为Ⅳ、Ⅴ级围岩段。
（1）工程地质
隧区地质调绘及钻孔勘探深度范围内所揭露的地层为第四系残积层，地表广泛分布黄褐色至灰褐色粉质粘土，往下为全风化层褐红色泥质粉砂岩，原岩结构已基本破坏，岩石极破碎，呈半土半岩状；强风化层，粉砂质结构，泥质胶结，中厚层状，多呈张开状，岩质破碎；弱风化层，棕红色，泥质胶结，中厚层状，节理发育，多呈闭合状，少量呈微张状，岩石完整，具膨胀性，遇水易崩解、软化。粉砂岩与泥质粉砂岩呈互层状，层间结合较差。
（2）水文地质
隧区溪沟多为季节性山间冲沟，常年性流水少，区内沟谷坡降较大，冲沟流水排泄畅通。隧道穿越区山塘面积小，枯水季节常干涸。
隧道区地下水可分为如下两种类型：弱富水性第四系松散岩类孔隙水，弱富水性碎屑岩基岩风化裂隙水。根据调查显示，隧道区地表水和地下水对混凝土结构具酸性侵蚀，其环境作用等级为H1，氯盐环境作用等级为L1。
2 斜切帽檐式洞门施工步骤
2.1 洞门衬砌及斜切面施工
笔架山隧道出口为明洞和1：1.25斜切式洞门（见图1），其中明洞长14米，斜切式洞门长17米，除帽檐部分外，其他部分的施工方式和明洞衬砌方式相同，隧道的衬砌模板台车长10.1，米，所以无法一次性完成洞门的浇筑，要先将斜切衬砌段施工完，再对洞门的帽檐进行施工，对明洞施工是外模利用木板拼接来实现，内模则利用模板台车。内模施工时，要先对台车进行定位以及加固支撑，然后在按照设计要求进行洞门钢筋的绑扎工作，施工过程中要先安装环向主筋，用5厘米厚的C35混凝土预制垫块来支撑模板台车，从而保证钢筋保护层的施工符合要求，在纵向分布钢筋保护层以及内层主筋安装完成后，再对其涂刷隔离剂，用毛巾蘸取少了的液体，然后擦拭台车的表明，涂刷过程中要保证均匀的涂刷，并且不能污染衬砌钢筋。
接下来进行上层钢筋的安装前，将第一层钢筋作为平台，在纵向和环向钢筋交叉节点处设置箍筋，用钢筋的长度来控制箍筋的厚度，绑扎钢筋时要预留帽檐接茬钢筋。对衬砌斜切面的施工要保证其与模板的紧密拼接，防止灌注混凝土时出现跑模或漏浆现象。在进行外模支立的过程中要按照坐标点进行分层封闭衬砌斜切面，与外模一起进行加固，形成整体封闭的空间。
2.2 帽檐立模
帽檐模板分为内模、外模一级端模，在完成斜切面的施工后，将内外模用吊车固定在斜切面上，然后按照设计图纸进行安装。帽檐模板的安装顺序是：内模安装、帽檐钢筋绑扎、外模安装、端模安装。内外模的准确定位对于帽檐模板的安装至关重要。在进行帽檐模板的安装时，最先进行拱顶处帽檐模板的安装，用全站仪测量该模板上法兰的实际位置，再与设计的位置进行比较，通过现场垂直度（吊线锥）然后根据结果进行相应的调整，直到与设计位置一致为止。内外模安装完成后，再进行端模的安装，安装之前要先在内外模上放出模板的具体位置。采用间隔安装的方法，以方便混凝土的振捣，即在安装完模板后，间隔一块拆掉一块，当混凝土浇筑到模板位置时，再将拆掉的模板安装到设计的位置。内模用台车做支撑点，14号角钢和20号槽钢作支撑进行加固，外模用浇筑斜切面时预埋的杆件和两侧边坡作支撑，用14号角钢和直径为100的一级钢管进行加固。内外模之间用直径为20的双层一级拉杆进行连接，拉杆的环向间距为2米，外套PVC管。用14号角钢将端模焊接在内外模的上法兰上。注意安装帽檐模板采用吊车两端对称同时安装调整，技术人员通过计算使用全站仪准确在模板台车上测量定位出帽檐内模轮廓线并标识在模版台车上，方便于施工作业队操作安装。见图（4）
2.3 钢筋绑扎
斜切式洞门共17米长，采用二次浇筑完成的工法完成，模板采用10米二衬台车模板加2.8米长定型洞门模板，二次组装完成，二次浇筑砼。洞门设计为环向主筋Φ22钢筋，间距为0.2m，纵向水平筋φ16钢筋，间距为0.25m，钩筋（架立筋）为φ8钢筋，间距为0.2*0.25m。衬砌厚度为0.70m，仰拱厚度为0.70m。帽檐主筋设计为环向φ16钢筋，在安装时根据现场帽檐模板角度来调整钢筋的弯曲角度。
钢筋绑扎与模板加固方法与明洞衬砌施工相同。钢筋在使用前，要先在场外进行验收，满足要求后在进行施工使用。施工时严格按照图纸的钢筋型号、尺寸下料，按照图纸要求进行钢筋的绑扎工作，注意先绑扎环向，再进行纵向绑扎，纵向钢筋一仓为一段。钢筋的保护层厚度一般为3厘米，采用砂浆垫块支垫做底板，用砼保护卡做侧强，以保证钢筋保护层的厚度。对于变形缝处的钢筋要断开，注意对防水层的保护。在进行底板处的钢筋绑扎时，要先将底层表面刷洗、清扫干净，然后进行全站仪测量定点后专人弹线，确定钢筋的位置，再按照弹线进行底板钢筋的绑扎工作，从而保证了绑扎位置的准确。采用“排架”进行钢筋的绑扎工作，主筋塔接的位置要错开，对于同一截面内的受力钢筋来说，其接头面积不要超过钢筋总截面积的百分之五十。钢筋绑扎要求间距均匀、牢固，绑丝的绑扣都要朝向内侧，防止混凝土浇筑完成后出现露丝现象。绑扎成型后不要随意踩踏，经验收合格后再进行下一道工序的施工。在进行底板钢筋的绑扎时，要预埋隧道底板高程控制点，防止出现浇筑后的底板高程和设计的不相符的情况。 钢筋施工的基本知识：
a.同一截面钢筋接头不得大于50%，接头长短错开长度为50d，
b.进行冷搭接连接时，搭接长度为35d，
c.搭接焊接时，单面焊长度为10d，双面焊长度为5d，焊接处预设弯度，保证两根钢筋同轴。
2.4 外部模板支护
进行完钢筋绑扎以及帽檐内弧模板的施工后，利用同样的方法对外弧模板进行施工，在内弧与外弧模板之间加设对拉螺栓，并且要在环向上再加设三道用于加固的钢筋，要求加固钢筋不能小于Φ16的一级螺纹钢筋，在对帽檐模板进行封堵时，要注意预留投料口要每各2米预留一个，保证每个投料口在投料完毕后很容易封闭。（见图5）
2.5 混凝土浇注
由于帽檐的内模均采用带丝扣的螺杆支撑，外模采用人为支撑一定要保证其稳定牢固，在进行混凝土的浇筑时，必须要严格控制振捣强度和灌注速度，随时观察内外模板的情况，防止模板变形，模板和衬砌混凝土、台车接触的地方是薄弱点，容易出现漏浆的情况，所以，在进行混凝土灌注之前，要准备大量泡沫胶或者是土工布边角料等，发生漏浆情况时，及时进行封堵。可以采用开窗法进行混凝土的浇筑工作，两端对称同时进行浇筑，有利于工程的顺利完成，并保证两端混凝土的质量相同。在对混凝土的强度没有太大影响的情况下，可以放慢混凝土的灌注速度，控制好浇筑的时间，在每一个投料口填满混凝土之后，停顿一定的时间，但注意不要超过混凝土的初凝时间，浇筑完毕后待砼强度达到85%后方可逐块拆除帽檐模板，先拆除顶模盖板，在拆除外模最后拆除内模。拆除过程中要保证轻拆慢放，对砼结构物的表面不能损坏、碰撞等。模板全部拆除完毕后，采用土工布覆盖砼表面并根据气候、温度专人定时洒水养护。
3 施工要点总结
在隧道洞门整个施工过程中，进行帽檐模板的安装时，要注意内外模以及端模的安装顺序，要严格按照相关的操作流程进行安装，注意对内外模以及端模施工中支撑点以及加固材料的选取。钢筋绑扎时，先进行环向绑扎再进行纵向绑扎，注意洞门钢筋的下料长度以及预埋长度、保护层的厚度等。外部模板的施工注意加固钢筋的选取。混凝土浇筑时，要注意浇筑的时间、振捣棒震动快慢等情况。
4 结语
随着我国经济的发展和社会的进步，我国的科学技术水平已经有了很大的提高，人们的生活质量越来越高，随着人们对于高速、便捷的生活方式的追求，我国的高铁行业迅速发展起来，而在高铁隧道的建设过程中，斜切帽檐式隧道洞门的设计思想得到了广泛的应用，既起到了保护环境的效果，又使得隧道洞门的建设结构美观，并且满足了其结构安全稳定以及减缓微气压波的影响，斜切帽檐式隧道洞门设计的方法已经成为了隧道建设过程中的主导形式。
参考文献：
[1]张红卫.浅谈高速铁路隧道帽檐式洞门施工技术[J].石家庄铁路职业技术学院学报，2012，（4）.
[2]王振峰.帽檐斜切式洞门施工技术初探[J].中国新技术新产品，2011，（23）.
[3]屈海磊.铁路隧道帽檐斜切式洞门施工技术[J].中铁十二局集团第二工程有限公司，山西太原，030000，2011，37（16）.