【摘要】为推进盾构回填一体化施工工艺，特针对盾构隧道轨下结构同步预制施工技术进行研究。结合铁路领域全国首次轨下结构同步预制项目，论文详细总结了轨下预制块施工组织、钢模结构的设计优化、生产关键技术控制等内容，为类似工程提供借鉴。
【关键词】盾构隧道；轨下结构；同步施工；施工技术
1引言
当前，轨下结构施工的普遍做法是待管片拼装完成后，填充隧道基底—植筋连接管片—绑扎轨下结构钢筋—支立台车现浇混凝土[1]。由于隧道内空间狭小，施工流程复杂，交叉作业相互干扰，导致效率低、安全系数小、质量不稳定。为加快施工进度，提高工程质量，京沈客专京冀段12标右线采用了轨下结构同步预制施工工艺。
2轨下预制块介绍
京沈客专京冀段12标望京隧道全长3.84km，管片外径10.5m，内径9.5m，环宽2m。与之对应的轨下预制块为长4.29m，宽2m的异形构件。结构形式如图1所示。轨下预制块尺寸精度要求高，下弧面与管片接触面采用错台双弧面结构，以保证弧面与管片内腔接触紧密；五面拉毛处理及20组钢筋接驳器预埋保障二次浇筑结合强度；4组L形螺栓预埋用于后期轨道安装工程；同时，每2组产品采取4对错位高低凹凸榫定位安装、3组M30螺栓固定连接，拼接完成后，采取双注浆孔密封注浆方式，实现随铺随用、一体化施工的使用效果。
3施工组织方案
轨下预制块采用工厂化预制，通过钢模在“1+3”（即1条灌注线+3条蒸养线）自动化流水线运转实现生产全过程。模具采用高精度、高强度、不漏浆、不易变形的全新钢模板，根据生产任务及工期确定模板投入数量；钢筋加工采用集中下料、弯制，在高精度钢筋焊接骨架胎具上焊制成型，生产前吊装入模；安装预埋件；浇筑混凝土；浇筑完成的预制块经线上蒸养工序完成后，脱模进入水养阶段，达标后进行信息登记准予出场。
4钢模型设计优化
4.1钢模型设计
由于预制块一面为双弧形加底座设计，人工抹面难度大；对立面为平面，抹面易操作。所以，模板设计时以双曲面作为底面，利用高精度模板成型，平面为灌注裸露面，人工抹面施工。预制块顶部设置3处手孔，作为后期拼装螺栓的通道。为了后期连接、固定轨道，预制块顶部需预埋4组L型螺栓，如何精确定位手孔钢制底座、L型螺栓及成型螺栓预留孔，成为模型设计的难点。通过研究，设计出了“活动横梁”方案，即设计双横梁的活动模板，模板自带手孔底座及螺栓定位孔，通过端模固定定位，在钢筋骨架入模后安装，混凝土初凝后拆除。活动双横梁模板的设计有效解决了手孔及螺栓定位问题，同时，避免了长模板在长期吊装过程中导致的弯曲变形隐患。
4.2凹凸榫模型优化
初步制作时，凸榫处模板采用整体设计，开模采取侧模平开方式。由于侧模长度达4.3m且自重较大，拆模时极易造成开启不对称同时轻微下沉，以致凸榫破损率极高。轻微情况凸榫上表面出现裂纹，严重的产生掰裂，更有个别预制块4个凸榫全部破损，严重影响了产品质量。针对此问题，最终研究制定了“凸榫模板改造”方案。将凸榫处的模板与侧模分离开来，形成活动模板，拆模时利用顶丝先拆卸凸榫模板，后拆除侧模板。经过模板改造优化，凸榫破损率大幅度降低。随后，又探索了顶丝位置对凸榫掰裂的影响，从左右两处调整为上下2处，最终调整为中间一处，顺利实现了凸榫完整拆模，彻底治理了凸榫破坏的质量问题。
5轨下预制块生产关键技术
5.1双弧面主筋加工
钢筋弯制方面，主筋分布按照底部双弧面及四凸台设置，一根主筋弯制过程存在10次弯折过程，且最小直线高度仅有5.5cm，目前设备的性能难以满足要求。经过研究，将凸台处钢筋弯制变更为分体焊接工艺，使凸台钢筋弯制问题得到有效解决。另外，每块预制块内部设有30余种预埋件，对钢筋的加工焊接提出了极高的要求。每根钢筋按照标准位置零误差焊接，否接将影响后期预埋件的安装。
5.2接驳器安装
按照设计标准，钢模两侧板各安装10组钢筋接驳器，然后与经过套丝的预制块顶面受力主筋焊接牢固。隧道结构二次浇注时，通过钢筋网片连接钢筋接驳器的形式与轨下预制结构形成整体，保证其整体结合性满足要求。
5.3凹凸榫施工
为了达到块与块之间的紧固拼接，预制块两侧接触面采用了尺寸大、高度不统一凹凸榫设计。由于凸榫和凹槽的拼接设计余量极小，稍有差错就会造成无法拼接的问题。通过“胎具定位、骨架主筋层间距定位、钢筋骨架全长定点测量”三位一体的监测方法，实现了凹凸榫位置的小钢筋笼与模型的高度吻合，也保证了4组凹凸榫现场高精度拼接的要求。
5.4灌浆孔优化
为降低成本，预制块灌浆孔设计时采用了可循环使用的钢管成孔器，但预制过程中，成孔器的拔出时机很关键，拔出过早易造成塌孔，过晚则拔出困难。由于流水线上灌注完成至入窑前工位有限，常发生混凝土未初凝就拔管进窑情况。为了确保产品质量，只能暂停流水线运转，等待强度达标拔管后再进行生产。生产不连续、人员设备窝工情况导致成本大幅度增加，生产效率大打折扣。因此，将钢管成孔器更换为预埋PVC管道成孔的方式，优化后成孔效果较好，无塌孔现象发生。
5.5五面拉毛施工
为确保轨下结构与管片、轨道基础的良好连接，预制块四周端面及上表面的预制过程需进行拉毛处理。为达到拉毛标准并满足流水化施工的要求，设计了3种拉毛方案进行比选：方案一：脱模后机械切割拉毛，即脱模后在产品预存区，采用切割设备对预制块四周和上表面进行切割产生沟槽，达到毛糙面的效果。这种方案施工效率低，扬尘噪声影响较大。方案二：露石剂辅助冲刷混凝土成型，即侧模及端模涂刷界面剂，产品脱模出库后采用高压水枪冲洗直至达到露石效果。这种方案施工简单，但是界面剂涂刷面积较大，冲洗后的大量污水需要二次处理，成本较大。方案三：拉毛条拉毛施工，在模型侧面及端面采用机械固定的方式设置拉毛条，避免大量焊接对模型精度的不利影响；为便于产品脱模，拉毛条外形在设计上摒弃了菱形交叉布置，采用圆弧外形平行线设计；顶面拉毛采用了自制简易工装压制成型。这种方式整体拉毛过程操作简单、外形美观、深度达标，成本较低。通过比较，选用了第3种拉毛施工方案。
6结语
京沈客专12标右线轨下同步预制工程实现了安全、优质、高效、环保的施工目标，减少了拼装管片与遂底回填施工真空期内临时辅助设施的施工过程和成本，产生了良好的经济效益，为今后的施工积累了经验，具有推广实用价值。
【参考文献】
【1】赵研容.浅谈铁路隧道轨下结构施工方法[J].隧道／地下工程,2015(Zl):4.
作者:王瑞红 单位:中铁十四局集团房桥有限公司