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【摘 要】高速铁路隧道的洞门样式多种多样，各种洞门适用于不同的隧道形式，本文中喇叭口倒切开孔式缓冲结构洞门主要适用于5000m以上高速铁路客专长达隧道， 本文主要总结了喇叭口倒切开孔式缓冲结构洞门的动力学和喇叭口轮廓线的控制方法，同时为今后喇叭口倒切开孔式缓冲结构洞门工程的施工提供经验借鉴。
【关键词】高铁隧道；空气动力学；瞬变压力；微气压波；喇叭口；倒切式
0、引言
交通运输在国民经济、社会发展和人民生活中起着重要作用，国家加大了对铁路的投资力度，高速铁路修建当今中国迫切需要现代化交通，但高速列车进入隧道易产生使人的听觉感到不适瞬变压力，同时产生的压缩波在另一端释放时产生爆破声和振动，影响周围环境和建筑物安全，且给列车行驶带来一定行车阻力增大能源消耗。为了减轻350 km/h高速列车进出隧道时引起的洞口压力波效应，经长期研究发现缓冲结构上开孔有助于减小气体压力升高率，解决了洞口段压力波对隧道结构影响，同时满足乘坐舒适的要求。
1、工程概况
新建铁路合福线闽赣段南雅隧道全长8690m，洞口采用喇叭口倒切开孔式缓冲结构，设喇叭口倒切段5米及四节动力学开孔段20米，总长25米。喇叭口倒切开孔式缓冲结构详见：图1“南雅隧道喇叭口倒切开孔式缓冲结构洞门轮廊”。
2、施工步骤
2.1缓冲结构模板选用及分组分段
缓冲结构施工时内模利用模板台车，但由于隧道内衬砌模板台车长度为9米，根据现场实际情况及设计要求每个开孔段及喇叭口倒切段需整体浇筑， 20米缓冲结构开孔段，每个开孔段为一个循环，每循环5米，计4个循环。5米喇叭口倒切开孔段为一个循环，25m长喇叭口倒切开孔式衬缓冲结构需五个循环施工完成。衬砌外模采用5cm厚，宽16cm的松木板，使用φ22螺纹钢进行加固，环向间距0.8m；纵向间距可根据现场实际情况进行施做，最大不超过1m；同时采用方木、木条协同进行加固。详见图2“喇叭口倒切开孔式缓冲结构剖视图”。
2.2动力学开孔段施工
开孔段衬砌内膜采用9米长模板台车，外模板采用5cm厚木模，木模安装前应先做抛光处理；开孔处模板采用2mm厚木胶板。开孔段钢筋：环向主筋采用φ22螺纹钢，间距20cm，动力学开孔每个孔边沿50cm，环向间距10cm；纵向钢筋采用φ16螺纹钢，间距25cm；勾筋采用φ8圆钢。
1）测量放线
台车定位时测量组必须现场监控或事先将高程及中线控制点测设于地面，并对施工及带班人员进行现场交底；定位时先制动台车，停在预定里程，操作人员反复调整台车液压油缸，直至模板高程及中线符合设计要求，再将边模撑开与小边墙搭接严密，后按设计尺寸对已定位的台车轮廓进行检查。
2）钢筋绑扎
台车定位与加固支撑后，采用电砂轮打磨，后涂刷脱模剂。按设计要求绑扎开孔段钢筋，施工时先将环向主筋安装到位，与模板台车间用5cm厚C35混凝土预制垫块支撑，保证钢筋保护层符合设计要求，内层主筋安装及纵向分布钢筋安装完毕后，利用内层钢筋焊接定位架立筋，同时安装上层钢筋，为保证钢筋弧度圆顺，上层钢筋必须与定位钢筋绑扎牢固。环向钢筋布设完成后，绑扎动力学开孔侧壁钢筋，侧壁钢筋必须与上下层钢筋绑扎焊接牢固。详见图3“喇叭口倒切开孔式缓冲结构动力学开孔设计及效果图”。
3）模板安装及加固
①开孔段衬砌外模
开孔段衬砌外模固定采用环向拉筋固定，环向拉筋采用φ22螺纹钢，纵向间距80～100cm，环向拉筋采用固定钢筋与衬砌钢筋焊接固定，固定钢筋采用φ22螺纹钢，环向间距不大于80cm，纵向间距与拉筋一致，环向拉筋与固定钢筋、固定钢筋与衬砌结构钢筋焊接应牢固，接触点应满焊。施工中环向拉筋位置应尽量紧靠单块模板端头，上下层模板接缝处应尽量错开，避免出现模板通缝。外膜加固可采用钢管、方木、工字钢等支撑。
②开孔处内模施工
开孔内模板采用木胶板，5cm厚木板作为肋板，肋板间距40cm，肋板后环向焊接三排φ50小导管作为环向拉杆。详见图4“喇叭口倒切开孔式缓冲结构动力学开孔模板加固图”。
2.3.喇叭口倒切段施工
1）喇叭口内膜骨架
由于喇叭口衬砌內缘段逐步高出模板台车，最高处达到1.6m， 因此内膜骨架环向采用三榀20工字钢，纵向间距1.5m，喇叭口内模拱架需加工三榀，每个断面一榀，每榀尺寸均不相同。骨架立设时设计上给出的结构轮廊线坐标为三维坐标，对于内外轮廓线A、B，拱部控制设计坐标的z和x（z是从隧道洞门口向洞内的距离，x是坐标点与隧道中线的距离），立模时通过移动高程y即可定位设计坐标点，两侧起拱线位置放样时控制设计坐标的x。内膜骨架纵向采用5cm宽等边角钢，环向间距40cm，角钢与工资钢可靠焊接，角钢应与肋板木条固定牢固。内膜骨架与衬砌台车之间采用φ50小导管支撑固定。喇叭口内、外膜板和端头板及固定方法与开孔段相同，采用环向拉筋固定。需注意骨架刚度和圆顺度必须满足设计要求。
2）模板选用
由于喇叭口的两条轮廓线全为坐标控制，若使用组合钢模型存在较大困难，一是加工困难，轮廓把握不准，二是安装困难，很难与洞门倒切面紧密连接。 鉴于以上情况，采用木模板拼装喇叭口，考虑到喇叭口的外观效果，采用竹胶板，外嵌普通木模板加固。
3）喇叭口模板立设
骨架钢拱架立加固后，进行倒切喇叭口施工最关键的就是模板的支立，由于喇叭口的A、B轮廓线变化复杂，给立模带来极大困难，其控制的方法将轮廓线的坐标放样到模板台车上，部分坐标点不能放样到台车上只能放样到已施工完毕的衬砌段上，内弧模板支立之前，先参照倒切喇叭口内轮廓线的点位，利用事先准备好的竹胶板拼出轮廓线形状，预留轮廓线控制模板的位置，拼出轮廓线形状后，开始支立轮廓控制模板，该模板利用大张竹胶板，尽量减少接缝数量，整个内弧控制模板支立完毕后，利用水泥掺细砂拌制成的砂浆将控制模板的接缝抹平，这样可以避免漏浆。 4）喇叭口钢筋绑扎
喇叭口倒切段钢筋：环向主筋采用φ22螺纹钢，间距20cm；纵向钢筋采用φ16螺纹钢，间距25cm。采用套筒机械连接方式，安装方式同开孔段，喇叭口钢筋的布置见图5 “钢筋布置正视图、侧视图”。
5）外弧模板支立与加固
喇叭口内弧模板与钢筋绑扎完毕后，利用同样的方法支立外弧模板，内外弧模板中间加设对拉螺栓，并在环向加设三道加固钢筋，加固钢筋不得小于Φ16螺纹钢筋，在封堵喇叭口顶部模板时，注意每隔两米预留投料口，每个投料口在投料完毕后可以很容易的封闭。图6“骨架立设、模板安装、钢筋绑扎施工图”。
3、混凝土施工
①混凝土采用输送泵泵送入模，入模的自由倾落高度应保证其不发生离析，一般不应超过2m。灌筑应左右两侧对称分层进行，使用插入式软轴捣固器振捣时分层厚度一般为30cm，两侧灌筑高差最大不超过100cm，灌筑砼不宜间断进行。并随时观察模板是否变形，若必须终止则不应超过混凝土初凝时间，否则应作间歇灌筑处理。
②在混凝土强度达到8Mpa后方可拆除模板，拆模时必须小心谨慎，避免损伤混凝土表面及棱角，尤其在洞门喇叭口拆模时更应特别注意。
③混凝土在灌注完毕后的12小时内必须采取养护措施，采用洒水养护，洒水量及洒水频率能保持混凝土表面湿润即可。养护至少21天以上。
4、安全注意事项
①台车在行走时所有人员必须撤离至远离台车的安全位置，不得以任何理由停留在台车上或在台车附近逗留，避免跌落，或被台车上部坠物砸伤。
②由于洞口段钢筋施工时须以模板台车为工作平台，属高空作业，施工时佩戴安全帽、安全带（绳）等劳动防护用品，保证施工安全。
③模板及钢筋安装时人员间应保持适当间距，不能上下同时作业，避免坠物砸伤，必要时设置防护网。
④衬砌混凝土灌注前，检查衬砌台车及喇叭口骨架的支撑构件是否支撑牢固。
⑤ 当压送混凝土的管路或接头发生堵塞时，首先消除管道中的压力，然后方可拆卸接头，进行疏通作业；此时，在接头前方不得站有其他作业人员，以免压送混凝土伤人。
⑥混凝土浇注时，应对称进行，两侧的高差不应超过1m，防止侧压过大而造成台车损坏、位移等。
5、结束语
为满足隧道结构安全，喇叭口倒切式开孔缓冲结构施工需整体一次性浇筑，提高结构受力状态且喇叭口倒切式开孔缓冲结构工序复杂，以往施工的隧道中很少见，类似经验总结较少，同时洞门施工是展示一个隧道施工形象重要组成部分，在施工中须引起高度重视，每个施工细节均应精益求精，保证其混凝土振捣密实，几何弧线圆顺，表面平整光洁、内实外美。经验不足，仅将施工中的一点体会写出来，希望能给以后类似隧道洞门施工带来帮助。
参考文献
[1]中铁第四勘察设计院集团有限公司.南雅隧道设计图.合福线合肥至福州段施图（HFMG-6）标段.武汉.2011.
[2]中铁第四勘察设计院集团有限公司.双线隧道洞门缓冲结构参考图.合福隧参07.武汉.2010.
【关键词】高铁隧道；空气动力学；瞬变压力；微气压波；喇叭口；倒切式
0、引言
交通运输在国民经济、社会发展和人民生活中起着重要作用，国家加大了对铁路的投资力度，高速铁路修建当今中国迫切需要现代化交通，但高速列车进入隧道易产生使人的听觉感到不适瞬变压力，同时产生的压缩波在另一端释放时产生爆破声和振动，影响周围环境和建筑物安全，且给列车行驶带来一定行车阻力增大能源消耗。为了减轻350 km/h高速列车进出隧道时引起的洞口压力波效应，经长期研究发现缓冲结构上开孔有助于减小气体压力升高率，解决了洞口段压力波对隧道结构影响，同时满足乘坐舒适的要求。
1、工程概况
新建铁路合福线闽赣段南雅隧道全长8690m，洞口采用喇叭口倒切开孔式缓冲结构，设喇叭口倒切段5米及四节动力学开孔段20米，总长25米。喇叭口倒切开孔式缓冲结构详见：图1“南雅隧道喇叭口倒切开孔式缓冲结构洞门轮廊”。
2、施工步骤
2.1缓冲结构模板选用及分组分段
缓冲结构施工时内模利用模板台车，但由于隧道内衬砌模板台车长度为9米，根据现场实际情况及设计要求每个开孔段及喇叭口倒切段需整体浇筑， 20米缓冲结构开孔段，每个开孔段为一个循环，每循环5米，计4个循环。5米喇叭口倒切开孔段为一个循环，25m长喇叭口倒切开孔式衬缓冲结构需五个循环施工完成。衬砌外模采用5cm厚，宽16cm的松木板，使用φ22螺纹钢进行加固，环向间距0.8m；纵向间距可根据现场实际情况进行施做，最大不超过1m；同时采用方木、木条协同进行加固。详见图2“喇叭口倒切开孔式缓冲结构剖视图”。
2.2动力学开孔段施工
开孔段衬砌内膜采用9米长模板台车，外模板采用5cm厚木模，木模安装前应先做抛光处理；开孔处模板采用2mm厚木胶板。开孔段钢筋：环向主筋采用φ22螺纹钢，间距20cm，动力学开孔每个孔边沿50cm，环向间距10cm；纵向钢筋采用φ16螺纹钢，间距25cm；勾筋采用φ8圆钢。
1）测量放线
台车定位时测量组必须现场监控或事先将高程及中线控制点测设于地面，并对施工及带班人员进行现场交底；定位时先制动台车，停在预定里程，操作人员反复调整台车液压油缸，直至模板高程及中线符合设计要求，再将边模撑开与小边墙搭接严密，后按设计尺寸对已定位的台车轮廓进行检查。
2）钢筋绑扎
台车定位与加固支撑后，采用电砂轮打磨，后涂刷脱模剂。按设计要求绑扎开孔段钢筋，施工时先将环向主筋安装到位，与模板台车间用5cm厚C35混凝土预制垫块支撑，保证钢筋保护层符合设计要求，内层主筋安装及纵向分布钢筋安装完毕后，利用内层钢筋焊接定位架立筋，同时安装上层钢筋，为保证钢筋弧度圆顺，上层钢筋必须与定位钢筋绑扎牢固。环向钢筋布设完成后，绑扎动力学开孔侧壁钢筋，侧壁钢筋必须与上下层钢筋绑扎焊接牢固。详见图3“喇叭口倒切开孔式缓冲结构动力学开孔设计及效果图”。
3）模板安装及加固
①开孔段衬砌外模
开孔段衬砌外模固定采用环向拉筋固定，环向拉筋采用φ22螺纹钢，纵向间距80～100cm，环向拉筋采用固定钢筋与衬砌钢筋焊接固定，固定钢筋采用φ22螺纹钢，环向间距不大于80cm，纵向间距与拉筋一致，环向拉筋与固定钢筋、固定钢筋与衬砌结构钢筋焊接应牢固，接触点应满焊。施工中环向拉筋位置应尽量紧靠单块模板端头，上下层模板接缝处应尽量错开，避免出现模板通缝。外膜加固可采用钢管、方木、工字钢等支撑。
②开孔处内模施工
开孔内模板采用木胶板，5cm厚木板作为肋板，肋板间距40cm，肋板后环向焊接三排φ50小导管作为环向拉杆。详见图4“喇叭口倒切开孔式缓冲结构动力学开孔模板加固图”。
2.3.喇叭口倒切段施工
1）喇叭口内膜骨架
由于喇叭口衬砌內缘段逐步高出模板台车，最高处达到1.6m， 因此内膜骨架环向采用三榀20工字钢，纵向间距1.5m，喇叭口内模拱架需加工三榀，每个断面一榀，每榀尺寸均不相同。骨架立设时设计上给出的结构轮廊线坐标为三维坐标，对于内外轮廓线A、B，拱部控制设计坐标的z和x（z是从隧道洞门口向洞内的距离，x是坐标点与隧道中线的距离），立模时通过移动高程y即可定位设计坐标点，两侧起拱线位置放样时控制设计坐标的x。内膜骨架纵向采用5cm宽等边角钢，环向间距40cm，角钢与工资钢可靠焊接，角钢应与肋板木条固定牢固。内膜骨架与衬砌台车之间采用φ50小导管支撑固定。喇叭口内、外膜板和端头板及固定方法与开孔段相同，采用环向拉筋固定。需注意骨架刚度和圆顺度必须满足设计要求。
2）模板选用
由于喇叭口的两条轮廓线全为坐标控制，若使用组合钢模型存在较大困难，一是加工困难，轮廓把握不准，二是安装困难，很难与洞门倒切面紧密连接。 鉴于以上情况，采用木模板拼装喇叭口，考虑到喇叭口的外观效果，采用竹胶板，外嵌普通木模板加固。
3）喇叭口模板立设
骨架钢拱架立加固后，进行倒切喇叭口施工最关键的就是模板的支立，由于喇叭口的A、B轮廓线变化复杂，给立模带来极大困难，其控制的方法将轮廓线的坐标放样到模板台车上，部分坐标点不能放样到台车上只能放样到已施工完毕的衬砌段上，内弧模板支立之前，先参照倒切喇叭口内轮廓线的点位，利用事先准备好的竹胶板拼出轮廓线形状，预留轮廓线控制模板的位置，拼出轮廓线形状后，开始支立轮廓控制模板，该模板利用大张竹胶板，尽量减少接缝数量，整个内弧控制模板支立完毕后，利用水泥掺细砂拌制成的砂浆将控制模板的接缝抹平，这样可以避免漏浆。 4）喇叭口钢筋绑扎
喇叭口倒切段钢筋：环向主筋采用φ22螺纹钢，间距20cm；纵向钢筋采用φ16螺纹钢，间距25cm。采用套筒机械连接方式，安装方式同开孔段，喇叭口钢筋的布置见图5 “钢筋布置正视图、侧视图”。
5）外弧模板支立与加固
喇叭口内弧模板与钢筋绑扎完毕后，利用同样的方法支立外弧模板，内外弧模板中间加设对拉螺栓，并在环向加设三道加固钢筋，加固钢筋不得小于Φ16螺纹钢筋，在封堵喇叭口顶部模板时，注意每隔两米预留投料口，每个投料口在投料完毕后可以很容易的封闭。图6“骨架立设、模板安装、钢筋绑扎施工图”。
3、混凝土施工
①混凝土采用输送泵泵送入模，入模的自由倾落高度应保证其不发生离析，一般不应超过2m。灌筑应左右两侧对称分层进行，使用插入式软轴捣固器振捣时分层厚度一般为30cm，两侧灌筑高差最大不超过100cm，灌筑砼不宜间断进行。并随时观察模板是否变形，若必须终止则不应超过混凝土初凝时间，否则应作间歇灌筑处理。
②在混凝土强度达到8Mpa后方可拆除模板，拆模时必须小心谨慎，避免损伤混凝土表面及棱角，尤其在洞门喇叭口拆模时更应特别注意。
③混凝土在灌注完毕后的12小时内必须采取养护措施，采用洒水养护，洒水量及洒水频率能保持混凝土表面湿润即可。养护至少21天以上。
4、安全注意事项
①台车在行走时所有人员必须撤离至远离台车的安全位置，不得以任何理由停留在台车上或在台车附近逗留，避免跌落，或被台车上部坠物砸伤。
②由于洞口段钢筋施工时须以模板台车为工作平台，属高空作业，施工时佩戴安全帽、安全带（绳）等劳动防护用品，保证施工安全。
③模板及钢筋安装时人员间应保持适当间距，不能上下同时作业，避免坠物砸伤，必要时设置防护网。
④衬砌混凝土灌注前，检查衬砌台车及喇叭口骨架的支撑构件是否支撑牢固。
⑤ 当压送混凝土的管路或接头发生堵塞时，首先消除管道中的压力，然后方可拆卸接头，进行疏通作业；此时，在接头前方不得站有其他作业人员，以免压送混凝土伤人。
⑥混凝土浇注时，应对称进行，两侧的高差不应超过1m，防止侧压过大而造成台车损坏、位移等。
5、结束语
为满足隧道结构安全，喇叭口倒切式开孔缓冲结构施工需整体一次性浇筑，提高结构受力状态且喇叭口倒切式开孔缓冲结构工序复杂，以往施工的隧道中很少见，类似经验总结较少，同时洞门施工是展示一个隧道施工形象重要组成部分，在施工中须引起高度重视，每个施工细节均应精益求精，保证其混凝土振捣密实，几何弧线圆顺，表面平整光洁、内实外美。经验不足，仅将施工中的一点体会写出来，希望能给以后类似隧道洞门施工带来帮助。
参考文献
[1]中铁第四勘察设计院集团有限公司.南雅隧道设计图.合福线合肥至福州段施图（HFMG-6）标段.武汉.2011.
[2]中铁第四勘察设计院集团有限公司.双线隧道洞门缓冲结构参考图.合福隧参07.武汉.2010.