李曉輝

中鐵隧道集團(tuán)二處有限公司 河北三河 065200

隧道仰拱施工一直以來(lái)是影響隧道施工進(jìn)度、質(zhì)量控制的一個(gè)關(guān)鍵工序，隧道仰拱棧橋是隧道仰拱施工的關(guān)鍵設(shè)備，傳統(tǒng)隧道施工多采用簡(jiǎn)易式棧橋[1-2]，隨著隧道標(biāo)準(zhǔn)化、機(jī)械化配套要求越來(lái)越高，安全、高效、便捷的自行式移動(dòng)棧橋成為必然的發(fā)展趨勢(shì)。

文獻(xiàn)[3]《隧道仰拱全幅施工技術(shù)》，介紹了一種軌行式隧道仰拱棧橋的應(yīng)用。相比簡(jiǎn)易式棧橋，更加安全、可靠。但軌行式棧橋在進(jìn)行縱向與橫向狀態(tài)轉(zhuǎn)換工序時(shí)，需要人工移動(dòng)、鋪設(shè)鋼軌，投入人力多、花費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，且勞動(dòng)強(qiáng)度大、施工效率低等問(wèn)題，對(duì)地面工況要求較高，所以該形式棧橋應(yīng)用具有一定局限性。

中鐵隧道集團(tuán)二處有限公司制造公司一直致力于隧道自行式仰拱棧橋的研發(fā)設(shè)計(jì)，以期研發(fā)一種安全、可靠、移動(dòng)便捷的多功能移動(dòng)棧橋，更好的提高隧道標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)和機(jī)械化配套要求。

1 工程項(xiàng)目簡(jiǎn)介

銀西高速鐵路，起自西安北客站，向西北經(jīng)咸陽(yáng)機(jī)場(chǎng)、彬縣后進(jìn)入甘肅境內(nèi)，經(jīng)寧縣、環(huán)縣進(jìn)入寧夏回族自治區(qū)，沿G211前行經(jīng)吳忠市跨黃河經(jīng)靈武市引入銀川樞紐銀川站。線路兩端連接省會(huì)城市，正線長(zhǎng)度616.81km，其中陜西省境內(nèi)163.21km，甘肅省境內(nèi)271.85km，寧夏自治區(qū)境內(nèi)181.75km。高鐵北端經(jīng)包蘭鐵路連通寧夏及蒙西地區(qū)，中部與太中銀鐵路、西平鐵路及規(guī)劃平?jīng)鲋翍c陽(yáng)至黃陵鐵路相接，南端通過(guò)西安樞紐與隴海通道以及西成客專(zhuān)、西康鐵路、寧西鐵路等銜接，輻射華東、中南、西南等廣大地區(qū)。速度目標(biāo)值為250km/h預(yù)留350km/h。

中鐵隧道集團(tuán)二處有限公司承建新建銀川至西安鐵路（寧夏至甘肅段）先期開(kāi)工工程YXXQ-SG2標(biāo)段慶陽(yáng)隧道位于慶陽(yáng)站-慶城站之間，甘肅省慶陽(yáng)市慶城縣境內(nèi)，董志塬北緣。起訖里程為：DK259+300至DK273+254，全長(zhǎng)13954m。慶陽(yáng)隧道經(jīng)過(guò)甘肅省慶陽(yáng)市慶城縣驛馬鎮(zhèn)及白馬鋪鄉(xiāng)，隧道進(jìn)口位于慶陽(yáng)西峰區(qū)與慶城縣界的驛馬溝支溝左岸，出口位于白馬鋪鄉(xiāng)教子川右岸，兩處洞口車(chē)輛無(wú)法到達(dá)，交通不便。洞身主要穿越黃土溝壑梁峁區(qū)，地面高程1164m-1482m，相對(duì)高差150-250m，南高北低，邊緣破碎。溝壑發(fā)育，支溝下切較深，多呈“V”字型，兩岸邊坡高陡，局部發(fā)育滑坡、錯(cuò)落、溜坍和黃土陷穴等不良地質(zhì)現(xiàn)象。

2 軟弱圍巖全液壓履帶式自行棧橋設(shè)計(jì)方案

YXXG-SG2標(biāo)段多為IV，V級(jí)黃土軟弱圍巖，仰拱封閉步距要求高，采用三臺(tái)階法，挖掘機(jī)輔以人工開(kāi)挖[4-6]。

下部仰拱一次開(kāi)挖2榀拱架距離，仰拱開(kāi)挖后，履帶式棧橋前移，在棧橋底部進(jìn)行拱架支護(hù)、噴混等初支作業(yè)，及時(shí)封閉成環(huán)。工序流程及技術(shù)方案如下：

2.1 棧橋通車(chē)出渣狀態(tài)，見(jiàn)圖1

圖1

2.2 仰拱開(kāi)挖狀態(tài)，見(jiàn)圖2

2.3 棧橋前移就位，見(jiàn)圖3

圖2

圖3

3 實(shí)際應(yīng)用

3.1 應(yīng)用初期存在的問(wèn)題

YXXG-SG2標(biāo)1工區(qū)于2016年9月開(kāi)始拼裝使用設(shè)備，在棧橋使用初期，V級(jí)圍巖施工進(jìn)度能夠達(dá)到60m，且存在棧橋應(yīng)用時(shí)超步距，掌子面停工的情況，主要因素為：

（1）對(duì)設(shè)備不熟悉，操作不熟練。此棧橋是針對(duì)黃土隧道設(shè)計(jì)，在傳統(tǒng)黃土隧道施工中，施工工人未應(yīng)用過(guò)此類(lèi)設(shè)備，對(duì)設(shè)備的操作、使用需要一個(gè)熟悉的過(guò)程。

（2）施工組織調(diào)整問(wèn)題。在開(kāi)挖下臺(tái)階仰拱時(shí)，需要在斷路情況下，將下臺(tái)階仰拱渣土前翻至掌子面方向，此工序大約耗時(shí)1.5小時(shí)左右。在實(shí)施此道工序時(shí)，掌子面無(wú)法出渣。故此時(shí)掌子面可進(jìn)行開(kāi)挖、立拱、噴混等工作，提高了對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工組織的要求。

（3）棧橋前部支撐不到位。設(shè)備前部設(shè)計(jì)有輔助支撐，主要作用是減緩棧橋結(jié)構(gòu)的受力和變形，在應(yīng)用初期，施工人員存在不使用輔助支撐的現(xiàn)象，這樣會(huì)給設(shè)備應(yīng)用與現(xiàn)場(chǎng)施工留下安全隱患，糾其根源是隧道施工人員對(duì)設(shè)備的設(shè)計(jì)未完全理解，故此類(lèi)問(wèn)題需要通過(guò)施工管理來(lái)管控。

3.2 目前應(yīng)用效果

目前，通過(guò)適當(dāng)調(diào)整現(xiàn)場(chǎng)施工組織，合理的操作使用設(shè)備，該棧橋應(yīng)用成果比較理想，已解決了應(yīng)用初期存在的步距超標(biāo)問(wèn)題，目前可以實(shí)現(xiàn)V級(jí)圍巖月進(jìn)90m，IV級(jí)圍巖月進(jìn)120m。通車(chē)時(shí)強(qiáng)度與剛度有保證，確保了棧橋上部通車(chē)出渣與底部仰拱施工平行作業(yè)。

4 棧橋優(yōu)點(diǎn)與應(yīng)用前景展望

（1）安全：首先杜絕了棧橋過(guò)車(chē)的意外發(fā)生，強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性均良好，不會(huì)發(fā)生側(cè)翻事故，避免了仰拱處車(chē)輛與人員發(fā)生安全事故造成的損失。

（2）高效：棧橋所有動(dòng)作均通過(guò)液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，每次的工作循環(huán)中，可以只使用少量的人員操作和觀察就能完成所有的棧橋動(dòng)作，為施工現(xiàn)場(chǎng)節(jié)省大量人力和時(shí)間。

（3）經(jīng)濟(jì)性好：棧橋的設(shè)計(jì)壽命長(zhǎng)，在長(zhǎng)時(shí)間的使用后不會(huì)有結(jié)構(gòu)性的變形，能多次利用，為隧道施工節(jié)約大量成本。

（4）提升施工形象、提高施工質(zhì)量：該棧橋可實(shí)現(xiàn)仰拱一次12米施工，減少了仰拱施工縫，保證仰拱施工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。實(shí)現(xiàn)了仰拱施工與開(kāi)挖、初支、襯砌立體交叉同步作業(yè)，安全可靠、提高了隧道施工效率，提升機(jī)械化配套水平。此棧橋的成功應(yīng)用，標(biāo)志著軟弱黃土圍巖隧道配備自行式仰拱棧橋已經(jīng)趨于成熟。