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1、斗篷山隧道帽檐斜切式洞门施工技术范朝忠（中铁二局第四工程有限公司贵广铁路项目部,都匀558003）摘要：以贵广铁路斗篷山隧道进口帽檐斜切式洞门工程为例，通过对洞门施工测量放样、模板安装、坐标转换及洞门混凝土施工过程的介绍，探讨施工控制中的难易特点，总结出高速铁路隧道帽檐斜切式洞门施工的最优方法，保证了工程质量。关键词：高速铁路，斜切式洞门，施工放样，施工技术1、引言随着我国经济的繁荣发展，人们的生活水平显著提高，普通铁路已不能满足现在人们生活快节奏、出行快速化、旅行安全舒适的要求，高速铁路迎来了蓬勃发展的新时代。传统的铁路隧道洞门有翼墙式、端墙式、柱式、耳墙式、台阶式等结构形式，其组成始终未脱
2、离端墙和翼墙等挡土结构，随着人们环保意识的提高和隧道施工技术进步，特别是随着高速铁路的发展，隧道洞门设计既要满足结构安全的要求，又要环保美观，还要缓解微气压波的影响，因此帽檐斜切式洞门结构便成为主流的洞门形式。帽檐斜切式洞门施工和普通洞门是不同的，主要体现在帽檐轮廓线控制坐标是三维的，坐标转换很复杂，放样方法也与普通洞门的二维坐标放样有所不同，还有就是帽檐椭圆线形在模板安装和混凝土浇筑时不容易控制。2、工程概况斗篷山隧道进口洞门为1：1.5帽檐斜切式洞门，起始里程为D3K98+841，洞门设计长度20m，其中斜切段15m，斜切延伸段为5m。该洞门位于半径为5500 m的平曲线和半径为25000
3、 m的竖曲线上。洞门采用C35的钢筋混凝土浇筑，混凝土抗渗等级不低于P10。帽檐模板由内模、外模及挡头模组成，内外模均有两条椭圆轮廓线组成，内模由椭圆轮廓线a、c组成，外模由椭圆轮廓线b、d组成。洞门俯视轮廓图和洞门侧面图如图1、图2所示，帽檐轮廓线椭圆要素表和椭圆轮廓线坐标表见表1和表2，其中表2的坐标就是洞门施工放样的轮廓线控制坐标的相对坐标。图1洞门俯视轮廓图图2帽檐斜切式洞门侧面图(单位：cm)表1帽檐轮廓线椭圆要素表（单位：mm)轮廓线要素轮廓线c轮廓线d轮廓线a轮廓线b椭圆中心X0000Y1970197029462777Z3655348930053117长半轴11556124981
4、176212477短半轴6410721065327210表2椭圆轮廓线坐标表（单位：cm)坐标点号Z帽檐轮廓线c帽檐轮廓线d帽檐轮廓线a帽檐轮廓线b备注XYXYXYXY1061007210250623.54972144.537061007210628.168.672162.44100616.12072121.2634.39872189.15150624.753.372156.5642.6147.1721133.66200631.486.772191.8648.5196.1721178.27250636.4120721127.1652245.1721222.78300639.5153.37211
5、62.4653.2294.1721267.39300.5639.5153.6721162.8653.2294.6721267.7a短轴端点10311.7640161.1721170.7653.1305.6721277.7b短轴端点11348.9640.9186721197652.1342.1720.4310.9d短轴端点12350640.9186.7721197.8652.1343.1720.4311.813365.5641197720.9208.7651.2358.3719.8325.6c短轴端点14400640.6220720.1233.1648.6392.2717.8356.415450
6、638.5253.3717.5268.4642.8441.2713400.916500637.4286.7713.1303.7634.5490.2706.1445.417550629.1320706.9339623.7539.269749018600621.6353.3698.9374.3610.2588.2685.6534.519650612.3386.7688.9409.6593.9637.3671.8579.120700601.1420677444.9574.6686.3655.4623.621750587.5453.3663480.3551.8735.3636.2668.2228005
7、71.8486.7646.8515.6525.1784.3614712.723850553.7520628.2550.9494833.4588.5757.324900532.8553.3606.9586.2457.4882.4559.1801.825950509586.7582.8621.5414.1931.4525.2846.4261000481.6620555.3656.8361.5980.4485.9890.9271050450.2653.3524.1692.1294.71029.4439.7935.4281100413.7686.7488.3727.42001078.5384.3980
8、291140.3379.5713.6455.5755.901118329.61015.9a长轴端点301150370.6720446.9762.8314.61024.5311200318.4753.3398.2798.1217.41069.1321243.3261.5782.2347.6828.701107.7b长轴端点331250251.3786.7338.9833.4341300150.8820262868.73513270838206.6887.8c长轴端点361350141.4904371369.80918d长轴端点3、施工总体方案及模板的选择由于帽檐的4条轮廓线全为三维坐标控制，若使
9、用组合模板存在较大的困难，一是加工困难即轮廓把握不准，二是安装困难，很难与洞门斜切面紧密连接，所以选择采用拼装模板与木模配合使用。该洞门分为3次浇筑，第一次浇筑明洞段，第二次浇筑延伸段及斜切段，最后施工帽檐。明洞段和斜切段施工时，内模均采用全断面液压衬砌台车，外模和端模均采用木模， 明洞段衬砌施工完后，将衬砌台车推至斜切和延伸段，斜切和延伸段完成后衬砌台车不动，以衬砌台车为帽檐内模支撑点，明洞衬砌和边坡为帽檐外模支撑点安装帽檐模板浇筑混凝土。4、坐标转换及施工放样测量施工放样是洞门施工的关键问题之一，在施工放样前必须对设计给定的椭圆轮廓线坐标进行复核，经复核无误后才能进行计算放样，放样的难点是
10、轮廓线相对坐标转换成管段范围的绝对坐标的计算和控制帽檐的三维坐标的放样。4.1坐标转换由于斗篷山隧道进口洞门平面位置处在圆曲线上，高程又在8.3纵坡上且有竖曲线的影响，因此在进行轮廓线相对坐标转换成管段范围的绝对坐标的计算是个难点，进行坐标转换分为两步： 1、按照根据设计图纸上给定的相对坐标即表2的数据的X、Y、Z（即与隧道中线的距离为X、与水沟盖板顶面标高的相对标高为Y和从隧道洞门口向洞内的距离为Z）结合现场实际管段所处的位置推算出相对坐标（Z、h 、S）（Z为该点到隧道左中线的距离左偏为负右偏为正，h为轨面标高的相对标高，S为里程）；2、相对坐标（Z、h 、S）转换为绝对坐标（X、Y、H）
11、，结合管段的平曲线要素由（S、Z）推算出相应里程的坐标（X、Y），结合管段的坡度和竖曲线，由该点的里程计算出轨面标高，再加上h即可得到绝对高程H。经过转换后的绝对坐标（X、Y、H）就是现场施工放样的坐标。下面以轮廓线c上的控制点（6.100,0.000,0.700）（单位为m）为例，简述一下坐标转换过程：由设计图纸可以知道线路左中线到隧道中线为2.4m，进口洞门里程为DK98+841, 平曲线要素见表3，曲线五大桩坐标见表4：表3平曲线要素表（左中线）交点坐标（m)转向角（右转）曲线半径（m)缓和曲线长（m)切线长（m)曲线长（m)JD25X：2906982.5412Y： 494728.849
12、0285209.955003801605.9863151.265表4曲线五大桩坐标表（左中线）主点里程坐标（X）坐标（Y）ZHD3K97+227.01902907824.0650493360.9930HYD3K97+607.01902907621.2453493682.3166QZD3K98+802.65152906857.2970494598.9949YHD3K99+998.28402905913.6200495329.3305HZD3K100+378.2842905585.1795495520.4104由上可以计算出里程为D3K98+841.700，到左中线偏距为左偏3.7m的坐标为（2906831.645,494628.684）；里程为DK98+841.700，到左中线偏距为右偏8.5m的坐标为（2906823.238,494619.843）。坡度和竖曲线如下表5:表5坡度和竖曲线要素表变坡点桩号变坡点高程（m)前坡率后坡率切线长（m)曲线半径（m)外移距E（m）曲线类型D3K98+850933.034 8.3366.250 25000
