铁路隧道仰拱设计探讨

仰拱施工工艺在隧道施工中的应用摘要：本文通过对隧道仰拱施工的工艺做了详细的阐述，详细说明了隧道仰拱施工在隧道工程施工中的重要作用。

关键词：隧道仰拱开挖爆破砼浇筑模板立架一、隧道仰拱施工的重要性隧道开挖方法大部分仍采用人工钻爆法施工，而人工钻爆法施工人员密集，施工人员的安全仍是隧道施工的重要问题，众所周知隧道施工中的塌方都是由于隧道的围岩局部或整体变形所致，因此在隧道施工中，仰拱作为二衬结构的重要组成部分，对隧道的整体稳定性有着至关重要的作用。

二、工程概况新疆中天山隧道为单线双洞隧道，全长22.449公里，位于新疆托克逊、和硕间中天山东段的岭脊地区，穿越中天山北支博尔拖乌山中山山地，最高海拔2951.6米，山岭南北两侧地形切割剧烈，地质复杂，由元古界、古生界地层和华立西期侵入岩经理强烈褶皱和断裂的基础上形成，岩体破碎，节理、裂隙较发育。

三、施工措施为避免了塌方事故的发生，新疆中天山隧道的仰拱施工就制定了详细的施工方案。

总体方案为测量放线——钻眼爆破——通风排烟——出碴——基底清理——钢筋绑扎——立模——砼浇筑——下道施工工序。

工序要点：1、测量放线：采用全站仪和自动安平水准仪利用洞内布置的导线网定出仰拱边线和中心线，利用水准仪定出中线及标高，以中线和设计边线定出仰拱轮廓线。

2、仰拱开挖：因仰拱开挖是隧道的最后一步开挖，此时隧道的洞内尺寸达到最大值，相应的围岩荷载也达到了最大值，经过计算此时隧道围岩应变、初期支护的弯力轴距等达到最大值，拱顶下沉、收敛变形量测值急剧增加，当应力增长超过隧道围岩强度、支护与围岩变形超过极限平衡状态时，隧道就会出现塌方。

为保证隧道岩体的稳定性，防止隧道坍塌，仰拱开挖采用跳槽开挖，软弱围岩还应进行设计施工检算，并采取相应的加固措施，如：（1）仰拱开挖前必须按设计完成拱墙设计锁脚锚杆、钢架、钢架连接及喷射砼等初期支护工程；（2）仰拱施工中应加强隧道上部初期支护的监控量测工作，根据量测数据及时对仰拱施工进行调整；（3）仰拱施工时还应配备专职安全员，控制开挖预留量，随时观察隧道的初期支护情况，挖掘机施工时应有专人指挥，严禁大型机械施工时触碰或破坏初期支护的锁脚锚杆、钩挂钢架脚部等；（4）初期支护与围岩间应紧贴，对空洞、脱空现象及时进行注浆填充；（5）仰拱开挖完成后应强化排水，严禁长时间浸泡基底；（6）仰拱一次开挖尺不能太大，开挖完成后应及时封闭，确保仰拱快挖、快支、快速封闭；（7）仰拱开挖宜采用放小炮，杜绝大炮现象以减轻对隧道底部及边墙底部和拱部的破坏。

铁路隧道仰拱设计探讨摘要：隧道结构的基础是仰拱，近几年随着我国隧道技术施工的不断进步，工程对隧道结构的耐久性提出了更高的要求，因此，必须加强隧道仰拱的设计。

本文根据秦岭终南山隧道的施工，主要对“铁路隧道仰拱施工工艺流程”、“铁路隧道仰拱施工措施”进行了分析。

关键词：隧道；设计；仰拱1．隧道仰拱施工工艺流程1.1 隧道仰拱施工（1）检底施工在检底之前，测量组要对检底深度进行控制，主要通过在两侧边墙上每5m 对检底段进行放线来实现。

检底长度是根据不同的围岩级别来进行确定的，长度为20~30m的为Ⅲ级围岩，长度为10~20m的为Ⅳ级围岩，长度为5~10m的为V 级围岩。

采用人工配合小挖掘机来进行检底装碴，有轨运输出碴。

开挖底板欠挖硬岩采用人工钻眼松动弱爆破来进行，并且要根据检底尺寸对钻眼角度及深度进行调整，同时也要把装药量控制好，把炮眼的堵塞做好，并防护附近的机械设备，从而使得飞石打坏设备的现象得以防止，并且能够很好地保证底部成型。

软岩开挖采用风镐来进行，在开挖过程中控制隧道的超欠挖并且要根据测量的中线及水平来进行。

(2)混凝土支墩施工混凝土支墩施工所采用的混凝土是与底板同等级的，混凝土支墩定型模板关模。

采用对称拉杆进行模板的加固，梁墩的横向×纵向=1.5m×1.0m，其高度与设计底板混凝土面相平，纵向间距为 4.5m。

在支墩混凝土初凝之前，在墩的两侧各预埋2根L=50ā的螺纹钢，预埋长度为30ā，这主要是对过轨梁的固定，其要根据轨距及过轨梁的宽度来进行，在灌注支墩时对支墩的顶面高度根据水平严格进行控制。

(3)仰拱检底开挖首先，一半幅进行仰拱检底开挖，另外一半作为有轨车辆的施工通道，当半幅检底开挖完成后，在梁支墩混凝土还没有达到设计强度时，另外半幅还是作为有轨车辆的施工通道，直到达到相关的强度要求的90%以上，另外半幅进行轨道拔移，对其再进行检底。

当仰拱开完彻底完成后，就可以进行仰拱混凝土的浇筑施工。

重载铁路特长单线隧道长仰拱施工技术研究王荣山【摘要】重载铁路特有的总重大、运量大、轴重大、密度高的行车特点,对隧道仰拱破坏力极大,越来越多的隧道基底出现开裂、破损、下陷及翻浆冒泥等病害,对运营造成极大的影响,因此对仰拱的施工质量要求高.本文依托蒙华重载铁路崤山隧道,在工期紧、单线作业空间小且安全步距的限制条件下,进行24 m全液压履带式栈桥工装设计改造,运用MIDAS软件建模进行稳定性计算分析.在全线第一长隧付诸实施,避免了施工干扰、加快了仰拱施工进度、解决了仰拱弧形模板安拆不便的难题,减少了仰拱混凝土环向施工缝、保证了仰拱的整体性、提高了仰拱的施工质量,保证了洞内施工交通运输安全,节省劳力、操作简单,可为今后其他类似工程提供借鉴.【期刊名称】《铁道建筑技术》【年(卷),期】2019(000)001【总页数】4页(P98-100,137)【关键词】重载铁路;长仰拱;栈桥;数值分析【作者】王荣山【作者单位】中铁十六局集团有限公司北京100018【正文语种】中文【中图分类】U445.4;U251 引言随着我国基础设施的快速发展，在隧道建设领域出现了一大批长大隧道，标志着我国工程建设水平在不断提高［1］。

但是目前工程建设工期紧、任务重，在隧道施工中尤为突出，隧道各工序衔接成为施工控制的一项重点。

尤其是仰拱衔接初期支护和二次衬砌工序，直接影响隧道的施工质量和步距，成为隧道施工的控制性工序［2］。

近些年，不少学者针对长仰拱施工开展研究。

张育林［3］优化设计长大隧道长仰拱栈桥为12 m，增加施工开挖长度，加快了施工循环；李有业［4］针对单洞双线大断面高铁隧道，利用16 m长仰拱栈桥与滑模施工，缩短了工序循环时间，提高了工效；蒋晖光［5］等利用工字钢加工了“桥上桥”形式的仰拱栈桥，并进行受力检算，加快了速度，降低了成本；杨然［6］设计了带有万向铰的柔性底座和具有高弹性胶垫轨道的自行式仰拱栈桥，并与传统仰拱施工方法进行经济对比分析。

隧道预制仰拱施工质量控制要点摘要：作为隧道结构的基础，仰拱在实际的构建过程中能够增强隧道的稳定性。

但事实上，由于仰拱长期处于列车的重载以及地下水侵蚀的影响，容易出现结构破坏，继而诱发基底沉陷、道床翻浆冒泥等建设质量问题，对铁路运营造成了极大的安全隐患。

基于此，本文以某高铁隧道仰拱施工实践为基础，探讨通过加强先进施工技术的使用，对高速铁路隧道仰拱施工质量的提高。

关键词：隧道仰拱；上拱；施工质量控制1.隧道仰拱的原理及作用1.1隧道仰拱的原理隧道仰拱是为上部支护结构提供支撑，它是设置在隧道底部的反向拱形支护结构，其将隧道上部的荷载压力传递到隧道底部，同时又有效地抵抗隧道下部地层传来的反力。

仰拱通俗解释为向上仰的拱，一般分为3部分，即仰拱的初期支护、仰拱的二次衬砌支护、仰拱的填充层。

对于部分围岩条件较好的隧道段，仰拱结构可不设初期支护。

1.2隧道仰拱的作用仰拱在隧道整个受力体系中，发挥着重要的作用，具体而言，其作用有：隧道仰拱能解决隧道地基承载力不足的问题，减少隧道沉降；防止底鼓的隆起变形，调整衬砌应力；封闭围岩，防止围岩变形过大，提高结构整体承载能力；增加底部和墙体的支撑阻力，防止内部挤压产生剪切破坏。

2.隧道仰拱产出病害的原因（1）仰拱开挖过程中，隧道底部、边墙与仰拱结合部超挖严重，超挖后未采取与仰拱同强度等级的混凝土进行回填，使基面未形成设计理论计算弧形面，改变了隧道仰拱受力。

（2）隧道仰拱底部在多个界面，即围岩-仰拱初支、仰拱初支-仰拱模注混凝土、仰拱模注混凝土-仰拱填充、仰拱填充-道床板，因工艺需求，个别隧道还存在二次填充基面。

因隧道排水系统不畅，使每个界面中形成了地下水裂隙过水通道，并存在水压力上顶仰拱或道床，引起病害。

（3）可溶岩段落的隐伏性岩溶未探测明确，在施工阶段未预留相应的过水通道或泄水洞，致使工后岩溶水压力较大，顶升隧道仰拱。

3.高速铁路隧道仰拱施工质量控制研究3.1仰拱钢筋绑扎（1）全面检查断面，判断该处是否存在欠挖，发现欠挖及时处理。

客运专线铁路黄土隧道仰拱隆起变形控制技术研究发布时间：2021-04-26T08:30:29.608Z 来源：《防护工程》2021年3期作者：李亮亮[导读] 导致隧道基础出现隆起、下沉、开裂等问题，影响高铁运营安全。

中铁隧道集团二处有限公司河北三河 065201摘要：随着我国西部大开发和“一带一路”战略实施，黄土地区迎来隧道建设高潮，隧道工程线路质量直接影响到整个高速铁路运行的安全性与可靠性，而影响线路质量的最突出问题是地质变化带来的异常变形。

本文以宝鸡至兰州客运专线古城岭隧道工程实例为背景，主要针对隧道贯通后仰拱出现的隆起变形和产生原因以及控制技术进行了分析研究，以便为今后同类型隧道的隧底隆起裂损处理设计和施工提供一定的参考[1]。

关键词：客运专线；黄土隧道；仰拱；隆起变形；控制技术引言2013年10月，习近平主席提出“一带一路”战略构想，近年来穿越黄土地区的高速铁路超过2000公里，黄土地区铁路隧道建设突飞猛进，加之隧道断面不断增大，从目前黄土隧道的使用情况来看，由于隧道区域不良地质引起的基础变形等灾害频发，严重影响了隧道施工和运营安全，同时导致了维修工作量增加。

高速铁路的高安全性、高舒适度源于线路的高平顺性和高稳定性。

宝兰客专途经大范围的黄土区，这种地质的最大特点是遇水就软化，导致隧道基础出现隆起、下沉、开裂等问题，影响高铁运营安全。

本文结合现场实践经验，提出了大断面富水黄土隧道仰拱变形采用钢筋混凝土桩加固与增设排水系统疏导引排地下水相结合的处理方案。

该方案可有效提高承载力，在隧道有限空间内可快速施工，便于基础变形控制[2]。

1工程概况新建铁路宝鸡至兰州客运专线古城岭隧道位于甘肃省兰州市榆中县境内，全线重点控制性工程之一，起讫里程DK1012+450～DK1022+800，全长10350m。

隧道地处陇西黄土高原西北部，为单洞双线、大断面、I级风险隧道，最大埋深300m，最小埋深1.6m。

隧道Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级围岩长度分别为6630m、3320m、400m。

浅谈我国铁路隧道仰拱施工技术发表时间：2019-04-15T09:41:47.687Z 来源：《防护工程》2018年第36期作者：黄瑶瑶殷希[导读] 针对我国铁路隧道仰拱施工新要求，提出了铁路隧道仰拱施工技术和设备发展方向。

广东省广州市黄埔区九龙镇国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心摘要本文综合叙述了国内外铁路隧道仰拱施工技术与设备的现状，分析了国内外仰拱施工技术与设备存在的问题，针对我国铁路隧道仰拱施工新要求，提出了铁路隧道仰拱施工技术和设备发展方向。

关键词铁路隧道；仰拱；施工技术；施工设备仰拱是隧道结构的主要组成部分之一，是隧道结构的基础。

一方面在隧道施工中设置仰拱，可使支护结构形成封闭的结构体系，提高整体受力性能，控制隧道周收敛位移及围岩体塑性变形的发展。

另一方面在隧道使用过程中，仰拱可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，而且还可有效地抵抗隧道下部地层传来的反力。

1国内外铁路隧道仰拱施工技术与设备现状传统的隧道施工中仰拱施工通常都是在隧道开挖完毕后进行的，与隧道开挖运输工序间存在着严重的相互干扰，要解决这种干扰问题，国内外的隧道施工人员采用了很多方法。

根据大量的调研统计，主要有：仰拱分幅施工法、仰拱栈桥施工法、平行导坑运输的仰拱施工法、支墩施工法、仰拱预制施工法、仰拱顺序施工法等六种施工方法。

（1）仰拱分幅施工法采用该方法时将隧道仰拱分成两半幅施作，当其中半幅进行施工时，另外半幅作为掘进运输通道，等一侧施工完成后换另一侧进行施工，二者交叉进行。

仰拱大都采用人工摊铺，所使用的机械设备也是一般的混凝土浇注、振捣设备，没有专用的仰拱施工设备。

例如西合线的黄沙岭隧道仰拱就是采用分幅施工法施作的。

仰拱施工时先将运输轨道拨至隧道一侧；采用小型挖掘机和风镐等对隧道另一侧进行清底、浇筑仰拱和填充，养护该侧浇筑好的混凝土达到一定强度后即完成了该侧的仰拱施工；然后将轨道拨回到已完成施工的仰拱填充上，再在另一侧按相同方法进行仰拱施工。

浅析铁路隧道仰拱设计铁路隧道是铁路交通建设中重要的组成部分，铁路隧道的建设和运用对于铁路交通的安全、正常和快速运营起到了至关重要的作用。

铁路隧道在工程设计和建设中，存在许多关键问题需要注意，其中铁路隧道的仰拱结构设计尤为重要，本文将对铁路隧道仰拱设计进行浅析。

一、仰拱结构的定义在铁路隧道的结构设计中，仰拱结构是其中的一种常见结构类型，它是指在隧道的顶部设置一定弧度的拱形结构，在形态上上部为圆弧形，下部为直线或曲线，整个结构发挥出稳定和均衡的效果。

二、仰拱结构的优点1、具有很好的耐压性和稳定性仰拱结构的设计，将隧道顶部加以加强，在保证隧道稳定、抗压能力的同时，增加设计的寿命和安全性。

2、可适用于不同的隧道情况铁路隧道随着各种不同的地质环境、结构形式的要求而发生变化，仰拱结构的设计不仅灵活多变，而且在适应不同模式的隧道形态、尺寸和形变等要求方面表现出极高的适应能力和灵活性。

3、构建一个合理的风险评估体系仰拱结构的设计，可以通过对结构安全性进行评估，及时的发现风险和隐患，帮助隧道工程设计师更好的解决问题。

三、仰拱结构的应用1、山区铁路隧道山区铁路隧道，是指建在山间的铁路隧道，在地质条件非常复杂的环境下，仰拱结构的使用非常普遍，因为它可以适用于山中各种形态和结构条件复杂的隧道。

2、高速铁路隧道在高速铁路的建设中，由于高速铁路的速度较快，对运行的安全性有着更高的要求，在隧道的结构设计中，仰拱结构一般应用于高速铁路隧道中跨越石头、土壤等地质状况变化较大的隧道。

四、仰拱结构设计的应注意点1、设计固定几何形状与弹性特性的平衡；2、有效的保证隧道的牢固性和稳定性；3、要选择合适的建造技术与施工方法；4、要保证设计的寿命和安全性，加强风险评估体系的构建；5、对于各种各样的地质条件变化，要合理调整结构设计。

总之，铁路隧道的仰拱结构在隧道工程设计和建设中具有非常重要的地位和应用，它的应用既充分考虑了隧道工程结构安全性和稳定性要求，更具备灵活性和可靠性，有助于创造一个更加安全的铁路隧道，保证铁路运输的正常、稳定、安全运营，为人们的生产和生活带来了无限方便和便利。

隧道仰拱方案1. 引言隧道是在山区和城市地下交通建设中常见的工程形式之一。

隧道仰拱是隧道结构的关键部分，它承担了隧道自身的荷载和地上道路、建筑物的荷载，并对地下水位起到一定的约束作用。

本文将介绍隧道仰拱的设计方案以及相关要点。

2. 隧道仰拱的功能隧道仰拱作为隧道结构的重要组成部分，主要具有以下功能：•承担荷载：隧道仰拱需要能够承担隧道自身的重量以及地上道路、建筑物等的荷载。

•具备一定的抗震性和抗变形能力：隧道仰拱需要能够在地震等外力作用下保持稳定，并能够对地质变形做出一定的适应。

•防水和排水功能：隧道仰拱需要有效地防止地下水渗入隧道内部，并通过排水系统将积水及时排出。

•提供通风和照明：隧道仰拱需要预留适当的空间以供通风和照明设备的设置，以确保隧道内部的空气流通和照明明亮。

3. 隧道仰拱的设计要点在设计隧道仰拱时，需要考虑以下要点：3.1 地质条件地质条件是隧道仰拱设计的关键因素之一。

包括地层的性质、稳定性和变形特点等。

根据不同的地质条件，确定隧道仰拱的几何形状和材料选用。

3.2 荷载分析荷载分析是隧道仰拱设计的基础，需要考虑到隧道自身的重量以及地上道路、建筑物等的荷载。

通过合理的荷载计算和分析，确定隧道仰拱的尺寸和强度。

3.3 结构形式隧道仰拱的结构形式主要有洞内拱、洞外拱和全拱等。

根据地质条件、设计要求以及施工技术等因素，选择合适的结构形式。

3.4 材料选择隧道仰拱的材料选择需要考虑强度、耐久性、抗震性以及施工可行性等因素。

常用的材料包括钢筋混凝土、预应力混凝土、钢结构等。

3.5 施工工艺隧道仰拱的施工工艺需要考虑到施工的连续性、安全性和经济性。

包括开挖、支护、仰拱施工等过程。

合理选择施工工艺，确保施工顺利进行。

4. 隧道仰拱方案的评估与优化在确定隧道仰拱的设计方案后，需要进行评估和优化。

主要从结构安全性、经济性、施工可行性等方面进行评估，并根据评估结果对方案进行优化。

5. 隧道仰拱的实例应用本节将介绍两个实例应用来说明隧道仰拱的设计和优化过程。

单线长大铁路隧道仰拱及衬砌跟进开挖面施工浅析【摘要】本文详细介绍了通灌铁路兴隆沟隧道施工过程中通过合理架设施工便桥和运用统筹方法安排隧道开挖、衬砌等循环时间，减少单线隧道施工中各工序间的相互干扰，使隧道仰拱、衬砌紧跟掌子面，确保安全距离。

通过实践证明，施工中所采取的措施切实可行，对同类单线隧道施工具有一定的参考价值。

【关键词】单线铁路隧道仰拱衬砌跟进1 工程简介1.1 工程概况东北东部铁路新建通化至灌水段兴隆沟隧道位于辽宁省丹东市所辖八河川镇兴隆峪村，全长5115m，兴隆沟隧道出口里程DK28+901，出口段施工任务为2000m。

隧道所处山体地势起伏，最大高差254m，最大埋深224m。

地形为中低山丘陵，冲沟发育，植被较发育，地势陡峭。

1.2 施工难点隧道断面净空狭小，设计左右开挖净空最窄处只有5.58m，而仰拱形成以后洞内路面宽度只有4.3m，施工机械和车辆根本无法会车及调头。

1.2.1 出碴、仰拱及底板混凝土施工工序间的相互影响仰拱及隧道底板施工时出渣设备就无法通行。

单线铁路隧道路面净宽只有4.3m，仰拱和隧道底板无法采用半幅施工的办法，这就形成出渣与仰拱施工相互制约的局面。

1.2.2 出碴与二衬施工之间的相互影响隧道衬砌施工采用的移动整体模板台车为了车辆在衬砌施工期间能通行，必须保证净空宽度不小于3.1m，高度不低于4m。

同时为保证衬砌台车底部在浇筑混凝土时的稳定性，衬砌台车设计时都加设横撑以确保台车在灌注混凝土时不产生变形。

但是这样一来，浇筑二衬混凝土时出碴车辆是不能够通行的；即便不增加横撑，在浇筑衬砌过程中混凝土运输罐车和混凝土输送泵的干扰下也无法进行出碴作业。

正常情况下，浇筑1模混凝土时间在8小时左右，加上混凝土输送泵与输送管道的安装、拆卸的时间最少要9个小时，在此时间段内无法出碴对开挖进度的影响是相当严重的。

2 施工方法根据工期目标，开挖掘进的进度不能改变，但又要保证安全距离合规。

技术交底书ZT1102NLZQ-5单位：中铁十一局集团有限公司南龙V标段项目部编号：主送单位隧道四工班第 1 页共1 页工程名称坪下隧道出口日期年月日交底内容:坪下隧道出口仰拱施工工艺本交底适用于坪下隧道出口Vc围岩段DK139+891-DK139+853一、仰拱初支：开挖完毕后，初喷4cm C25混凝土支立HW175型钢拱架，复喷C25混凝土使初支厚度达到25cm，后附：HW175型钢拱架简图，所有尺寸均为HW175型钢内弧尺寸二、仰拱二次衬砌：采用双层钢筋网，环向为Φ22@20cm的HRB400钢筋，纵向为Φ14@25cm的HRB400钢筋，两层网以Φ8的钢筋连接。

钢筋净保护层为5cm，所有连接均为机械连接，相邻连接位置错开，同一区段内钢筋接头面积不大于全部钢筋面积的50％。

浇筑C35砼，连接筋的参数详见南龙隧参01-25 。

三、仰拱防排水：DK139+891为变形缝处，采用钢边橡胶止水带，沥青木丝板塞缝，并环向设置Φ50双侧抗剪钢筋，环向间距50cm，变形缝采用填缝料填塞密实。

仰拱一次浇筑不得0大于3m，施工缝设置幅宽30cm的1200四、-+7中埋止水带，纵向施工缝处设置界面剂、遇水膨胀止水胶等五、\,m 】s。

仰拱填充浇筑前，立模预留中心排水沟（水沟宽110cm，沿隧道心线左右55cm对称布置）。

编制：复核：签收：年月日注：①对重点工程、关键部位及质量要求高的特殊工程还要以书面形式进行技术交底。

②“技术交底书”一式两份，一份作为施工依据，一份留存备查，并办理交接手。

技术交底书ZT1102NLZQ-5单位：中铁十一局集团有限公司南龙V标段项目部编号：主送单位隧道四工班第 1 页共1 页工程名称坪下隧道出口日期年月日四、仰拱填充：仰拱填充高度为内轨顶面以下740+350=1090mm，横向排水管上移100mm仰拱填充（找平层）顶面标高：内轨顶面下109cm 仰拱环向边界高出仰拱填充20cm，仰拱环向边界标高：内轨顶面下89cm （仰拱填充面上20cm）。