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摘 要：隧道挖掘工作工程巨大，主要的障碍在于地质条件复杂、地势险峻等等，这就给挖掘工作增加了一定的难度。然而该工程的顺利完成，关系着国民经济以及民生，更关系着施工人员的安全。因此，选择合适的支护结构是隧道工程的必要措施。本研究的以贵安新区的特大断面隧道项目为背景，采取了相应的措施，在确保安全性的条件下，将隧道的小断面变成大断面，进行施工。这一技术的使用以及发展，加快了隧道开挖工程的进度，提高了施工安全，对于其他地区的隧道挖掘工程具有借鉴意义。
关键词：断面;隧道;组合钢模;衬砌技术
引言
隧道工程存在种种困难，仅仅依靠围岩自身的承载能力，会给施工带来十分大的危险，并且存在着安全隐患。所以在施工过程中，常常选择适合的支护结构作为辅助。钢筋混凝土是隧道衬砌工作中常用的材料，全液压的钢模台车在提高钢筋混凝土质量的同时，也节约了施工的成本。目前许多研究者都围绕支护结构，做了相应的研究，比如张志高选择增加支护，罗勇等人选择脚手架将其应用在这一技术上，但众多研究較少涉及到当现有台车在小断面变成大断面段的时候变截面施工程度，以及怎样在保证施工进度不变的情况下，做好施工安全。故本文通过实践证明，在利用现有台车在小断面变成大断面段的变截面基础上采用组合钢模衬砌技术是隧道工程的重大创新。参数是该技术的基础，参数的确定需要通过朗肯土压力理论才能计算出不同埋深隧道围岩的垂直压力以及水平压力，然后再利用数据设计出组合钢模衬砌的结构参数。而通过实践的结果也证明了该技术的可信性，隧道围岩两帮位移以及拱顶沉降位移的结果显示，在控制范围内，隧道围岩在这一技术的控制下，变形量没有对围岩的产生严重的干扰。
1.理论基础
1.1朗肯土压力理论
该理论是1857年朗肯提出，他主张用计算土体以阻挡土墙上的主动以及被动土的压力。该理论建立在“以光滑的墙体将水平面以及竖直面都作为主应力作用面” 的基础上，这使得极限平衡状态发生在土体的内的各点上。具体来讲是，土体主动，主应力变为水平面;主体被动，竖直面就成为了最大主应力。因此，结合具体的工程以及相关的理论，隧道围岩的垂直于水平压力可以被计算出来，从而确定结构参数。
主要的参数如下：钢模全长12 m，钢支撑外弧按设计内轮廓缩小2.5 cm，钢模板尺寸（长 × 宽 × 厚）为1.5 m × 0.3 m × 0.05 m，钢支撑与台车之间用型钢拱架焊接牢固。
1.2隧道围岩压力
围岩压力指引起地下开挖空间周围岩体和支护变形或破坏的作用力。它包括由地应力引起的围岩力以及围岩变形受阻而作用在支护结构上的作用。隧道群在施工的过程中，压力会不断叠加在相邻的隧道之中，从而导致压力的集中系数逐渐增大，这就会影响到围岩的稳定性，因此，隧道围岩的压力是不可避免的问题，施工人员需要做的工作是如何把影响降到最低。
2.组合钢模结构设计与施工的方法
在全液钢模台车中，衬砌的段洞身设计以及多节弧形钢拱架都属于重要部分，在施工的过程中起了重要作用。开始施工之前，需要进行绑扎隧道和扩大段衬砌钢筋两部分的工作。
为保证支撑的牢固性，移动台车并按照砌内的轮廓进行定位，只有把前期的工程做好才有利于后续工作的进行。架立施工的工作通过把上部支撑与模板台车相结合，促进两者连接的牢固性，钢支撑设置了连接筋连接，在确认其牢固性之后，将小钢模设置在钢支撑背面上，链接两者，增加其连接牢固习性。如下图所示。
同时增加一般衬砌段台架的高度以及宽度，可以起到降低风险、提高安全性的作用。
2.1将衬砌内钢模支撑架立起来
在现场施工过程中，测量人员会对衬砌内模钢支撑进行放样处理，按照从边墙到拱顶的顺序，安装好每一榀钢支撑，同时也将防水工作做好。由于隧道的断面面积大，多节弧形型钢拱架的建立需要按照“架立一层、固定一节”的原则进行分层的安装以及固定，以此来实现施工安全的目的。
2.2固定台车
在开始进行台车的固定工作之前，台车的定位是十分重要的。具体的过程是架立并且固定好衬砌内钢模的支撑，使防水台架可以向前移动。同时在定位之前，还需要检查和清理好台车上的一切障碍物，做好模板工作的脱模机涂抹工作。为了保证其牢固度，在台车的就位工作上按进尺移动开展工作，而台车的定位工作主要按照衬砌设计中的轮廓进行。
2.3连接钢支撑作业
台车定位完毕之后就可以进行钢支撑的焊接工作了，保证钢支撑的纵向在间距0.75m范围内不变。同时，由于8节1.5m的钢模板组成了台车钢模板，所以连接钢支撑的位置正好落在了单节模板与模板缝之间，从而达到阻止模板变形的有效目的，使其受力均匀。
2.4安装钢模板
脱模剂在安装模板之前就会涂抹完毕，在衬砌内模钢支撑的钢模板安装完毕之后，需要建造一个保护层来实现保护作用，保护层的建造材料是混凝土。在将保护层与钢支撑绑扎完毕之后，一旦达到合格的标准，就会进入到模板安装以及施工缝的防水工作上。为了顺利安装模板，在准备的过程中就要提前预留浇筑的窗口，把持窗口与台车所开的窗口实现对应分布。
2.5浇筑混凝土
C35混凝土是常用的钢筋混凝土，其主要的浇筑防水是分层式的左右交替对浇。混凝土衬砌是影响工期的关键工作，其工程量大，而外界气候条件恶劣，雨季、冬期持续时间长，给施工造成了很多困难，故要进行合理的资源安排和施工工作面布置。
在浇筑的过程中，使用平铺的方式，对混凝土进行平仓振捣，保证浇筑的混凝土厚度不超过500mm，对于已浇筑好的混凝土也需要保证它的平衡度以及平整性，以免加大后期的工作量。混凝土的工作会一直持续到其脱模，工作人员在完成模板表面清扫以及脱模剂的涂刷后，才算是混凝土工作的完成，该工作完成好之后，就会进入隧道施工循环中，直到整个施工结束。
事实表明，采用组合钢模浇筑二衬混凝土，使施工周期时间变短、施工的进度加快、施工的效率也得到了大大的提高。
3.隧道衬砌变形监测
3.1隧道衬砌变形测点布置图
在隧道衬砌变截面施工工作开展之后，衬砌厚度发生改变，围岩压力及两层支护间压力发生不均匀变化。因此，相关的测量人员通过埋设压力盒的方式来监测衬砌内力的变化的信息，及时通过变化的信息来进行指导加工。主要的压力盒监测点分布情况如下图所示。
3.2隧道衬砌内力变形量规律
一般来说，在监测的过程中，监测结果是隧道设计支护结构是否合理的重要依据，结果可以反映其有效性以及安全性、经过两个多月的监测，衬砌结构的受力基本稳定。在对监测数据进行相应处理后得出监测结果如下图。
通过对压力曲线的分析可以得知围岩中拱顶处的压力最大，为 0.31 MPa，仰拱处最小为 0.12 MPa，其他为 0.19 MPa。
4.总结
总之，根据上述的探讨，在隧道面临特大断面的情况下，需要使用辅助手段—支护结构保证施工的安全。采用该技术具有重要意义，不仅加快了隧道施工工程的进度，而且还提高了施工的安全性。种种结果都表明，这是一种十分有效、适用广泛、值得在全国范围内进行推广的施工技术。
参考文献
[1]樊宝龙.钢模台车在隧洞混凝土衬砌施工中的应用[J].交通世界，2019（19）：112-113.
[2]王鑫，张保圆，王博.隧道简易钢模台车混凝土衬砌施工技术[J].现代隧道技术，2010，47（05）：103-107.
[3]雍金柱.扁平特大断面隧道模板台车设计及施工[J].铁道勘察，2018，44（06）：111-117.
[4]王雪娜，于水，方元，王松，刘斐.组合定型钢模板在小断面、长隧道衬砌中的应用[J].云南水力发电，2017，33（S2）：120-123+127.
[5]霍伟. 城际铁路隧道结构弧形变截面综合施工技术研究[J]. 中国建材科技， 2018， 27（2）： 184-188.
关键词：断面;隧道;组合钢模;衬砌技术
引言
隧道工程存在种种困难，仅仅依靠围岩自身的承载能力，会给施工带来十分大的危险，并且存在着安全隐患。所以在施工过程中，常常选择适合的支护结构作为辅助。钢筋混凝土是隧道衬砌工作中常用的材料，全液压的钢模台车在提高钢筋混凝土质量的同时，也节约了施工的成本。目前许多研究者都围绕支护结构，做了相应的研究，比如张志高选择增加支护，罗勇等人选择脚手架将其应用在这一技术上，但众多研究較少涉及到当现有台车在小断面变成大断面段的时候变截面施工程度，以及怎样在保证施工进度不变的情况下，做好施工安全。故本文通过实践证明，在利用现有台车在小断面变成大断面段的变截面基础上采用组合钢模衬砌技术是隧道工程的重大创新。参数是该技术的基础，参数的确定需要通过朗肯土压力理论才能计算出不同埋深隧道围岩的垂直压力以及水平压力，然后再利用数据设计出组合钢模衬砌的结构参数。而通过实践的结果也证明了该技术的可信性，隧道围岩两帮位移以及拱顶沉降位移的结果显示，在控制范围内，隧道围岩在这一技术的控制下，变形量没有对围岩的产生严重的干扰。
1.理论基础
1.1朗肯土压力理论
该理论是1857年朗肯提出，他主张用计算土体以阻挡土墙上的主动以及被动土的压力。该理论建立在“以光滑的墙体将水平面以及竖直面都作为主应力作用面” 的基础上，这使得极限平衡状态发生在土体的内的各点上。具体来讲是，土体主动，主应力变为水平面;主体被动，竖直面就成为了最大主应力。因此，结合具体的工程以及相关的理论，隧道围岩的垂直于水平压力可以被计算出来，从而确定结构参数。
主要的参数如下：钢模全长12 m，钢支撑外弧按设计内轮廓缩小2.5 cm，钢模板尺寸（长 × 宽 × 厚）为1.5 m × 0.3 m × 0.05 m，钢支撑与台车之间用型钢拱架焊接牢固。
1.2隧道围岩压力
围岩压力指引起地下开挖空间周围岩体和支护变形或破坏的作用力。它包括由地应力引起的围岩力以及围岩变形受阻而作用在支护结构上的作用。隧道群在施工的过程中，压力会不断叠加在相邻的隧道之中，从而导致压力的集中系数逐渐增大，这就会影响到围岩的稳定性，因此，隧道围岩的压力是不可避免的问题，施工人员需要做的工作是如何把影响降到最低。
2.组合钢模结构设计与施工的方法
在全液钢模台车中，衬砌的段洞身设计以及多节弧形钢拱架都属于重要部分，在施工的过程中起了重要作用。开始施工之前，需要进行绑扎隧道和扩大段衬砌钢筋两部分的工作。
为保证支撑的牢固性，移动台车并按照砌内的轮廓进行定位，只有把前期的工程做好才有利于后续工作的进行。架立施工的工作通过把上部支撑与模板台车相结合，促进两者连接的牢固性，钢支撑设置了连接筋连接，在确认其牢固性之后，将小钢模设置在钢支撑背面上，链接两者，增加其连接牢固习性。如下图所示。
同时增加一般衬砌段台架的高度以及宽度，可以起到降低风险、提高安全性的作用。
2.1将衬砌内钢模支撑架立起来
在现场施工过程中，测量人员会对衬砌内模钢支撑进行放样处理，按照从边墙到拱顶的顺序，安装好每一榀钢支撑，同时也将防水工作做好。由于隧道的断面面积大，多节弧形型钢拱架的建立需要按照“架立一层、固定一节”的原则进行分层的安装以及固定，以此来实现施工安全的目的。
2.2固定台车
在开始进行台车的固定工作之前，台车的定位是十分重要的。具体的过程是架立并且固定好衬砌内钢模的支撑，使防水台架可以向前移动。同时在定位之前，还需要检查和清理好台车上的一切障碍物，做好模板工作的脱模机涂抹工作。为了保证其牢固度，在台车的就位工作上按进尺移动开展工作，而台车的定位工作主要按照衬砌设计中的轮廓进行。
2.3连接钢支撑作业
台车定位完毕之后就可以进行钢支撑的焊接工作了，保证钢支撑的纵向在间距0.75m范围内不变。同时，由于8节1.5m的钢模板组成了台车钢模板，所以连接钢支撑的位置正好落在了单节模板与模板缝之间，从而达到阻止模板变形的有效目的，使其受力均匀。
2.4安装钢模板
脱模剂在安装模板之前就会涂抹完毕，在衬砌内模钢支撑的钢模板安装完毕之后，需要建造一个保护层来实现保护作用，保护层的建造材料是混凝土。在将保护层与钢支撑绑扎完毕之后，一旦达到合格的标准，就会进入到模板安装以及施工缝的防水工作上。为了顺利安装模板，在准备的过程中就要提前预留浇筑的窗口，把持窗口与台车所开的窗口实现对应分布。
2.5浇筑混凝土
C35混凝土是常用的钢筋混凝土，其主要的浇筑防水是分层式的左右交替对浇。混凝土衬砌是影响工期的关键工作，其工程量大，而外界气候条件恶劣，雨季、冬期持续时间长，给施工造成了很多困难，故要进行合理的资源安排和施工工作面布置。
在浇筑的过程中，使用平铺的方式，对混凝土进行平仓振捣，保证浇筑的混凝土厚度不超过500mm，对于已浇筑好的混凝土也需要保证它的平衡度以及平整性，以免加大后期的工作量。混凝土的工作会一直持续到其脱模，工作人员在完成模板表面清扫以及脱模剂的涂刷后，才算是混凝土工作的完成，该工作完成好之后，就会进入隧道施工循环中，直到整个施工结束。
事实表明，采用组合钢模浇筑二衬混凝土，使施工周期时间变短、施工的进度加快、施工的效率也得到了大大的提高。
3.隧道衬砌变形监测
3.1隧道衬砌变形测点布置图
在隧道衬砌变截面施工工作开展之后，衬砌厚度发生改变，围岩压力及两层支护间压力发生不均匀变化。因此，相关的测量人员通过埋设压力盒的方式来监测衬砌内力的变化的信息，及时通过变化的信息来进行指导加工。主要的压力盒监测点分布情况如下图所示。
3.2隧道衬砌内力变形量规律
一般来说，在监测的过程中，监测结果是隧道设计支护结构是否合理的重要依据，结果可以反映其有效性以及安全性、经过两个多月的监测，衬砌结构的受力基本稳定。在对监测数据进行相应处理后得出监测结果如下图。
通过对压力曲线的分析可以得知围岩中拱顶处的压力最大，为 0.31 MPa，仰拱处最小为 0.12 MPa，其他为 0.19 MPa。
4.总结
总之，根据上述的探讨，在隧道面临特大断面的情况下，需要使用辅助手段—支护结构保证施工的安全。采用该技术具有重要意义，不仅加快了隧道施工工程的进度，而且还提高了施工的安全性。种种结果都表明，这是一种十分有效、适用广泛、值得在全国范围内进行推广的施工技术。
参考文献
[1]樊宝龙.钢模台车在隧洞混凝土衬砌施工中的应用[J].交通世界，2019（19）：112-113.
[2]王鑫，张保圆，王博.隧道简易钢模台车混凝土衬砌施工技术[J].现代隧道技术，2010，47（05）：103-107.
[3]雍金柱.扁平特大断面隧道模板台车设计及施工[J].铁道勘察，2018，44（06）：111-117.
[4]王雪娜，于水，方元，王松，刘斐.组合定型钢模板在小断面、长隧道衬砌中的应用[J].云南水力发电，2017，33（S2）：120-123+127.
[5]霍伟. 城际铁路隧道结构弧形变截面综合施工技术研究[J]. 中国建材科技， 2018， 27（2）： 184-188.