论文部分内容阅读
摘要：本文论述仰拱施工对隧道工程质量的影响，仰拱施工过程中质量控制要点。
关键词：隧道仰拱结构；隧道工程病害；栈桥；荷载；施工缝
引言
仰拱是为改善上部支护结构受力条件而设置在隧道底部的反向拱形结构，是隧道结构的重要组成部分之一，它是隧道结构的基础。它一方面要将隧道上部的地层压力通过隧道边墙结构或将路面上的荷载有效的传递到地下，而且还有效的抵抗隧道下部地层传来的反力。实际上他是能承受地层永久荷载和路面临时荷载（动荷载）的一种地基梁。仰拱与二次衬砌构成隧道整体，增加结构稳定性。
从国内外的交通隧道工程病害实例来看，由于隧道仰拱结构的设计、施工原因，而出现隧道结构失稳，路面沉降开裂，翻浆冒泥病害的实例不在少数。为此仰拱在施工时必须精细，其结构物一定要符合规范和设计要求。
一、仰拱的作用
1.解决基础承载力不够，减少地表下沉，防止底鼓的隆起变形，调整衬砌应力；
2.封闭围岩，阻止围岩过大的变形，提高机构整体的承载力；
3.增加底部和墙部的支撑抵抗力，防止内挤而产生剪力破坏。
二、仰拱的施工要求
仰拱应根据围岩受力状况、初期支护检测情况及时组织施工，且应保证洞内交通畅通，不影响前方的掘进施工，严格按照开挖方案进行施工，并结合拱墙施工抓紧进行仰拱初期支护和仰拱模筑混凝土施工，实现支护结构早闭合；仰拱施工时必须使用模板，保证混凝土的浇筑质量；仰拱垫层、初期支护、模筑混凝土、仰拱回填应分别施工，以保证各单位的施工质量；仰拱应一次成型，不应左右分次浇筑，接缝应平顺且做好防水处理，超挖部位应采用与衬砌相同强度的混凝土回填；仰拱、填充层及底板混凝土要尽早施工，从而保证拱墙混凝土及二衬施工，保证衬砌台车的正常作业长度，底板混凝土要严格控制标高，确保混凝土路面的厚度和高程；仰拱、底板施工时，按要求施做中心排水沟、横向排水管、纵向排水管等排水设施，从而保证隧道内排水通畅，并注意设置与二衬贯通的变形缝；洞口段仰拱应在开挖进洞150m之内封闭成环。在仰拱开挖周边设置护栏围挡，并安装密目式安全立网；出口处设置警示标志。仰拱施工时，采取栈桥的方式施工，以保证仰拱施工连续进行并且保证隧道开挖出渣和洞内材料运输不受仰拱开挖的影响，待已浇筑的仰拱混凝土强度满足通车强度要求后，方可移走栈桥，进行下一阶段仰拱施工。
三、仰拱施工工序
（仰拱施工工序简图）
1.栈桥搭建
栈桥的搭建要注意安设的平整及安设宽度，保证车辆行车安全及不同施工车辆顺利通过。栈桥一侧搭设在已完成仰拱回填和底板施工部位，另一侧搭设在原地面上，栈桥搭设应考虑栈桥承载力，根据不同地质条件对栈桥基础进行加固。
2.开挖
仰拱土质地层开挖应以辅以机械配合，人工开挖为主；对土石开挖，必须控制开挖长度，爆破作业时避免开挖震动对已形成的衬砌等结构物造成影响，并尽可能的控制超挖和欠挖，仰拱断面开挖后应立即检查，不足部分需重新开挖，以保证仰拱厚度；隧道仰拱开挖应平顺，避免引起应力集中。边墙钢架底部杂物清楚干净，保证与仰拱钢架连接良好，为矮边墙的施工创造合理的工作面。
3.初期支护及二衬钢筋预埋
1）仰拱开挖和仰拱初期支护应衔接紧密，在设置钢拱架前，应在基地铺设5-10cm 低标号混凝土垫层，再安装仰拱钢架，然后喷射混凝土或采用模筑混凝土，便于进行仰拱钢筋安装及安装模板等工序；
2）仰拱钢支撑安装必须符合设计及规范要求，且与边墙拱架焊接畅牢固；
3）仰拱两侧二衬边墙部位的预埋钢筋伸出长度应满足与环向二衬钢筋焊接的要求，且将接头错开，使同一截面的钢筋接头数不大于总数的百分之五十，仰拱二衬钢筋的绑扎必须保证间距，通过焊接定位钢筋来保证层间距。
4.仰拱浇筑与仰拱回填
1）仰拱浇筑前应严格论证混凝土配合比，使用预留振捣孔的顶模施工以保证混凝土振捣密实，仰拱混凝土可采用泵送混凝土浇筑；仰拱施工前应事先设计好预留沉降缝的位置，沉降缝应保证二衬混凝土、拱墙、仰拱在同一竖直面断开，并且应按要求处理沉降缝，保证施工质量，在围岩变化不大的地段，尽可能的少设或不设伸缩缝，以保证衬砌不出现防排水问题。
2）仰拱回填应在仰拱混凝土达到设计值得70%后开始施工，仰拱回填时应先浇一层混凝土，以保证片石不与仰拱直接接触，人工投放片石，再浇筑混凝土，再投放片石的顺序施工，片石回填量不大于25%，片石应距离模板边10cm以上，且片石间距不大于粗集料的最大直径。
5.施工缝及变形缝处理
施工缝应将其表面浮浆和杂物清楚干净，刷不低于结构混凝土强度等级的净浆或涂混凝土截面处理剂，及时浇筑混凝土，施工缝应用模板或者其他措施，形成预定的形状，以保证后续工程紧密连接；沉降变形缝的最大允许沉降差值不应大于30mm，沉降变形缝的宽度宜为20～30mm，变形缝处的混凝土结构厚度不应小于300mm，变形缝低应设置与嵌缝材料无黏结力的背衬材料或遇水膨胀止水条，以满足密封防水、适应变形、施工方便、检修容易等要求。
结束语
隧道仰拱施工质量是保证隧道承受地层永久荷载和路面临时荷载的重要指标，仰拱的施工一定要精细、按施工要求施工，以保证隧道结构完整，使隧道结构失稳、路面沉降开裂、翻浆冒泥等现象不会在隧道交付使用以后出現，保证隧道安全、正常运营。
关键词：隧道仰拱结构；隧道工程病害；栈桥；荷载；施工缝
引言
仰拱是为改善上部支护结构受力条件而设置在隧道底部的反向拱形结构，是隧道结构的重要组成部分之一，它是隧道结构的基础。它一方面要将隧道上部的地层压力通过隧道边墙结构或将路面上的荷载有效的传递到地下，而且还有效的抵抗隧道下部地层传来的反力。实际上他是能承受地层永久荷载和路面临时荷载（动荷载）的一种地基梁。仰拱与二次衬砌构成隧道整体，增加结构稳定性。
从国内外的交通隧道工程病害实例来看，由于隧道仰拱结构的设计、施工原因，而出现隧道结构失稳，路面沉降开裂，翻浆冒泥病害的实例不在少数。为此仰拱在施工时必须精细，其结构物一定要符合规范和设计要求。
一、仰拱的作用
1.解决基础承载力不够，减少地表下沉，防止底鼓的隆起变形，调整衬砌应力；
2.封闭围岩，阻止围岩过大的变形，提高机构整体的承载力；
3.增加底部和墙部的支撑抵抗力，防止内挤而产生剪力破坏。
二、仰拱的施工要求
仰拱应根据围岩受力状况、初期支护检测情况及时组织施工，且应保证洞内交通畅通，不影响前方的掘进施工，严格按照开挖方案进行施工，并结合拱墙施工抓紧进行仰拱初期支护和仰拱模筑混凝土施工，实现支护结构早闭合；仰拱施工时必须使用模板，保证混凝土的浇筑质量；仰拱垫层、初期支护、模筑混凝土、仰拱回填应分别施工，以保证各单位的施工质量；仰拱应一次成型，不应左右分次浇筑，接缝应平顺且做好防水处理，超挖部位应采用与衬砌相同强度的混凝土回填；仰拱、填充层及底板混凝土要尽早施工，从而保证拱墙混凝土及二衬施工，保证衬砌台车的正常作业长度，底板混凝土要严格控制标高，确保混凝土路面的厚度和高程；仰拱、底板施工时，按要求施做中心排水沟、横向排水管、纵向排水管等排水设施，从而保证隧道内排水通畅，并注意设置与二衬贯通的变形缝；洞口段仰拱应在开挖进洞150m之内封闭成环。在仰拱开挖周边设置护栏围挡，并安装密目式安全立网；出口处设置警示标志。仰拱施工时，采取栈桥的方式施工，以保证仰拱施工连续进行并且保证隧道开挖出渣和洞内材料运输不受仰拱开挖的影响，待已浇筑的仰拱混凝土强度满足通车强度要求后，方可移走栈桥，进行下一阶段仰拱施工。
三、仰拱施工工序
（仰拱施工工序简图）
1.栈桥搭建
栈桥的搭建要注意安设的平整及安设宽度，保证车辆行车安全及不同施工车辆顺利通过。栈桥一侧搭设在已完成仰拱回填和底板施工部位，另一侧搭设在原地面上，栈桥搭设应考虑栈桥承载力，根据不同地质条件对栈桥基础进行加固。
2.开挖
仰拱土质地层开挖应以辅以机械配合，人工开挖为主；对土石开挖，必须控制开挖长度，爆破作业时避免开挖震动对已形成的衬砌等结构物造成影响，并尽可能的控制超挖和欠挖，仰拱断面开挖后应立即检查，不足部分需重新开挖，以保证仰拱厚度；隧道仰拱开挖应平顺，避免引起应力集中。边墙钢架底部杂物清楚干净，保证与仰拱钢架连接良好，为矮边墙的施工创造合理的工作面。
3.初期支护及二衬钢筋预埋
1）仰拱开挖和仰拱初期支护应衔接紧密，在设置钢拱架前，应在基地铺设5-10cm 低标号混凝土垫层，再安装仰拱钢架，然后喷射混凝土或采用模筑混凝土，便于进行仰拱钢筋安装及安装模板等工序；
2）仰拱钢支撑安装必须符合设计及规范要求，且与边墙拱架焊接畅牢固；
3）仰拱两侧二衬边墙部位的预埋钢筋伸出长度应满足与环向二衬钢筋焊接的要求，且将接头错开，使同一截面的钢筋接头数不大于总数的百分之五十，仰拱二衬钢筋的绑扎必须保证间距，通过焊接定位钢筋来保证层间距。
4.仰拱浇筑与仰拱回填
1）仰拱浇筑前应严格论证混凝土配合比，使用预留振捣孔的顶模施工以保证混凝土振捣密实，仰拱混凝土可采用泵送混凝土浇筑；仰拱施工前应事先设计好预留沉降缝的位置，沉降缝应保证二衬混凝土、拱墙、仰拱在同一竖直面断开，并且应按要求处理沉降缝，保证施工质量，在围岩变化不大的地段，尽可能的少设或不设伸缩缝，以保证衬砌不出现防排水问题。
2）仰拱回填应在仰拱混凝土达到设计值得70%后开始施工，仰拱回填时应先浇一层混凝土，以保证片石不与仰拱直接接触，人工投放片石，再浇筑混凝土，再投放片石的顺序施工，片石回填量不大于25%，片石应距离模板边10cm以上，且片石间距不大于粗集料的最大直径。
5.施工缝及变形缝处理
施工缝应将其表面浮浆和杂物清楚干净，刷不低于结构混凝土强度等级的净浆或涂混凝土截面处理剂，及时浇筑混凝土，施工缝应用模板或者其他措施，形成预定的形状，以保证后续工程紧密连接；沉降变形缝的最大允许沉降差值不应大于30mm，沉降变形缝的宽度宜为20～30mm，变形缝处的混凝土结构厚度不应小于300mm，变形缝低应设置与嵌缝材料无黏结力的背衬材料或遇水膨胀止水条，以满足密封防水、适应变形、施工方便、检修容易等要求。
结束语
隧道仰拱施工质量是保证隧道承受地层永久荷载和路面临时荷载的重要指标，仰拱的施工一定要精细、按施工要求施工，以保证隧道结构完整，使隧道结构失稳、路面沉降开裂、翻浆冒泥等现象不会在隧道交付使用以后出現，保证隧道安全、正常运营。