仰拱是為改善上部支護(hù)結(jié)構(gòu)受力條件而設(shè)置在隧道底部的反向拱形結(jié)構(gòu),是隧道結(jié)構(gòu)的重要組成部分之一,它是隧道結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。它一方面要將隧道上部的地層壓力通過隧道邊墻結(jié)構(gòu)或?qū)⒙访嫔系暮奢d有效的傳遞到地下,而且還有效的抵抗隧道下部地層傳來的反力。實(shí)際上他是能承受地層永久荷載和路面臨時(shí)荷載(動荷載)的一種地基梁。仰拱與二次襯砌構(gòu)成隧道整體,增加結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
仰拱的作用
1、解決基礎(chǔ)承載力不夠,減少地表下沉,防止底鼓的隆起變形,調(diào)整襯砌應(yīng)力;
2、封閉圍巖,阻止圍巖過大的變形,提高機(jī)構(gòu)整體的承載力;
3、增加底部和墻部的支撐抵抗力,防止內(nèi)擠而產(chǎn)生剪力破壞。
仰拱的施工要求
仰拱應(yīng)根據(jù)圍巖受力狀況、初期支護(hù)檢測情況及時(shí)組織施工,且應(yīng)保證洞內(nèi)交通暢通,不影響前方的掘進(jìn)施工,嚴(yán)格按照開挖方案進(jìn)行施工,并結(jié)合拱墻施工抓緊進(jìn)行仰拱初期支護(hù)和仰拱模筑混凝土施工,實(shí)現(xiàn)支護(hù)結(jié)構(gòu)早閉合;仰拱施工時(shí)必須使用模板,保證混凝土的澆筑質(zhì)量;仰拱墊層、初期支護(hù)、模筑混凝土、仰拱回填應(yīng)分別施工,以保證各單位的施工質(zhì)量;仰拱應(yīng)一次成型,不應(yīng)左右分次澆筑,接縫應(yīng)平順且做好防水處理,超挖部位應(yīng)采用與襯砌相同強(qiáng)度的混凝土回填;仰拱、填充層及底板混凝土要盡早施工,從而保證拱墻混凝土及二襯施工,保證襯砌臺車的正常作業(yè)長度,底板混凝土要嚴(yán)格控制標(biāo)高,確保混凝土路面的厚度和高程。
仰拱、底板施工時(shí),按要求施做中心排水溝、橫向排水管、縱向排水管等排水設(shè)施,從而保證隧道內(nèi)排水通暢,并注意設(shè)置與二襯貫通的變形縫;洞口段仰拱應(yīng)在開挖進(jìn)洞150m之內(nèi)封閉成環(huán)。在仰拱開挖周邊設(shè)置護(hù)欄圍擋,并安裝密目式安全立網(wǎng);出口處設(shè)置警示標(biāo)志。仰拱施工時(shí),采取棧橋的方式施工,以保證仰拱施工連續(xù)進(jìn)行并且保證隧道開挖出渣和洞內(nèi)材料運(yùn)輸不受仰拱開挖的影響,待已澆筑的仰拱混凝土強(qiáng)度滿足通車強(qiáng)度要求后,方可移走棧橋,進(jìn)行下一階段仰拱施工。
仰拱施工工序
1棧橋搭建棧橋的搭建要注意安設(shè)的平整及安設(shè)寬度,保證車輛行車安全及不同施工車輛順利通過。棧橋一側(cè)搭設(shè)在已完成仰拱回填和底板施工部位,另一側(cè)搭設(shè)在原地面上,棧橋搭設(shè)應(yīng)考慮棧橋承載力,根據(jù)不同地質(zhì)條件對棧橋基礎(chǔ)進(jìn)行加固。
開挖仰拱土質(zhì)地層開挖應(yīng)以輔以機(jī)械配合,人工開挖為主;對土石開挖,必須控制開挖長度,爆破作業(yè)時(shí)避免開挖震動對已形成的襯砌等結(jié)構(gòu)物造成影響,并盡可能的控制超挖和欠挖,仰拱斷面開挖后應(yīng)立即檢查,不足部分需重新開挖,以保證仰拱厚度;隧道仰拱開挖應(yīng)平順,避免引起應(yīng)力集中。邊墻鋼架底部雜物清楚干凈,保證與仰拱鋼架連接良好,為矮邊墻的施工創(chuàng)造合理的工作面。
3初期支護(hù)及二襯鋼筋預(yù)埋(1)仰拱開挖和仰拱初期支護(hù)應(yīng)銜接緊密,在設(shè)置鋼拱架前,應(yīng)在基地鋪設(shè)5-250px 低標(biāo)號混凝土墊層,再安裝仰拱鋼架,然后噴射混凝土或采用模筑混凝土,便于進(jìn)行仰拱鋼筋安裝及安裝模板等工序; (2)仰拱鋼支撐安裝必須符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求,且與邊墻拱架焊接暢牢固; (3)仰拱兩側(cè)二襯邊墻部位的預(yù)埋鋼筋伸出長度應(yīng)滿足與環(huán)向二襯鋼筋焊接的要求,且將接頭錯(cuò)開,使同一截面的鋼筋接頭數(shù)不大于總數(shù)的百分之五十,仰拱二襯鋼筋的綁扎必須保證間距,通過焊接定位鋼筋來保證層間距。
4仰拱澆筑與仰拱回填
(1)仰拱澆筑前應(yīng)嚴(yán)格論證混凝土配合比,使用預(yù)留振搗孔的頂模施工以保證混凝土振搗密實(shí),仰拱混凝土可采用泵送混凝土澆筑;仰拱施工前應(yīng)事先設(shè)計(jì)好預(yù)留沉降縫的位置,沉降縫應(yīng)保證二襯混凝土、拱墻、仰拱在同一豎直面斷開,并且應(yīng)按要求處理沉降縫,保證施工質(zhì)量,在圍巖變化不大的地段,盡可能的少設(shè)或不設(shè)伸縮縫,以保證襯砌不出現(xiàn)防排水問題。
(2)仰拱回填應(yīng)在仰拱混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)值得70%后開始施工,仰拱回填時(shí)應(yīng)先澆一層混凝土,以保證片石不與仰拱直接接觸,人工投放片石,再澆筑混凝土,再投放片石的順序施工,片石回填量不大于25%,片石應(yīng)距離模板邊250px以上,且片石間距不大于粗集料的最大直徑。
5施工縫及變形縫處理施工縫應(yīng)將其表面浮漿和雜物清楚干凈,刷不低于結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度等級的凈漿或涂混凝土截面處理劑,及時(shí)澆筑混凝土,施工縫應(yīng)用模板或者其他措施,形成預(yù)定的形狀,以保證后續(xù)工程緊密連接;沉降變形縫的最大允許沉降差值不應(yīng)大于30mm,沉降變形縫的寬度宜為20~30mm,變形縫處的混凝土結(jié)構(gòu)厚度不應(yīng)小于300mm,變形縫低應(yīng)設(shè)置與嵌縫材料無黏結(jié)力的背襯材料或遇水膨脹止水條,以滿足密封防水、適應(yīng)變形、施工方便、檢修容易等要求。
結(jié) 語
隧道仰拱施工質(zhì)量是保證隧道承受地層永久荷載和路面臨時(shí)荷載的重要指標(biāo),仰拱的施工一定要精細(xì)、按施工要求施工,以保證隧道結(jié)構(gòu)完整,使隧道結(jié)構(gòu)失穩(wěn)、路面沉降開裂、翻漿冒泥等現(xiàn)象不會在隧道交付使用以后出現(xiàn),保證隧道安全、正常運(yùn)營。