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1.一种山区公路隧道盖挖法土拱胎模板拉杆结构，包括由地面（9）向下开挖并修整成 拱形的土拱胎（3）和两侧的坡面（2），在土拱胎（3）和坡面（2）之间预留操作空间，其特征在 于： a、所述的土拱胎（3）外表面预留沉降量（12）并铺设中粗砂垫层，土拱胎（3）的两侧拱脚 处均预设有套拱基础（1），土拱胎（3）的外表面设有多条按照土拱胎（3）形状铺设在中粗砂 垫层上的木模板（4）和设置在木模板外层的钢模板（5），该木模板（4）和钢模板（5）均由套拱 基础（1）顶部包裹至土拱胎（3）的拱顶； b、所述的木模板（4）底设有多根沿土拱胎（3）外表面形状作间距设置的槽钢垫板（54）， 每根槽钢垫板的凹槽部均嵌入中粗砂垫层内，每根槽钢垫板（54）上间距设置多个呈梅花形 布置的钻孔；所述的钢模板（5）底部与套拱基础（1）顶部固定连接，钢模板（5）顶部预留混凝 土浇筑孔；所述的钢模板（5）外表面穿入多根钢模板系杆（53），每根钢模板系杆再依次穿过 木模板（4）而从槽钢垫板（54）的钻孔穿出，该钢模板系杆（53）的两端分别固定在钢模板（5） 和槽钢垫板（54）上，在钢模板（5）与木模板（4）之间的钢模板系杆（53）外设有系杆套管 （56），该系杆套管与钢模板（5）、木模板（4）的接缝处密封，所述的钢模板（5）、木模板（4）、钢 模板系杆（53）、系杆套管（56）和槽钢垫板（54）构成套拱模板，在木模板（4）与钢模板（5）之 间浇筑形成套拱混凝土（7）； c、所述的钢模板（5）和木模板（4）底部设有两对上拉杆（61）和下拉杆（62），每对上拉杆 （61）依次穿过其中一侧的钢模板（5）、木模板（4）和土拱胎孔道而从另一侧的木模板（4）和 钢模板（5）穿出，在钢模板（5）与木模板（4）之间的上拉杆（61）外设有拉杆套管（52），该拉杆 套管与钢模板（5）、木模板（4）的接缝处密封；每对下拉杆（62）依次穿过其中一侧的钢模板 （5）、木模板（4）和土拱胎孔道而从另一侧的木模板（4）和钢模板（5）穿出，在钢模板（5）与木 模板（4）之间的下拉杆（62）外设有拉杆套管（52），该拉杆套管与钢模板（5）、木模板（4）的接 缝处密封；所述的钢模板（5）外表面设有连接紧固上拉杆（61）或下拉杆（62）的契形垫板 （63）、拉杆螺栓（64）。

2.根据权利要求1所述的山区公路隧道盖挖法土拱胎模板拉杆结构，其特征在于所述 的木模板（4）为具有一定强度的条形木板，长度方向沿土拱胎（3）环状布置，相邻木模板（4） 之间相互嵌挤，不漏水漏浆，多条木模板（4）铺设完成后的外形与套拱混凝土（7）底面形状 相同，木模板（4）沿隧道轴线的每单元长度S=10～12m，从套拱基础（1）顶部包裹至土拱胎 （3）的拱顶；所述的槽钢垫板（54）每单元长度S=10～12m，长度方向沿隧道轴线布置，每单元 10～20根，10～20号规格的槽钢，每条木模板（4）的长度和槽钢垫板（54）的间距长度相同； 所述的钢模板系杆（53）直径为18～25mm圆钢筋，系杆螺栓（55）紧固钢模板（5）和槽钢垫板 （54），钢模板系杆（53）长度=套拱混凝土厚度+钢模板厚度+木模板厚度+槽钢垫板厚度+2╳ 螺栓固定长度，每根槽钢垫板（54）使用钢模板系杆（53）和系杆套管5～7根，该系杆套管 （56）为PVC套管，内径与钢模板系杆（53）直径相同，长度与套拱混凝土（7）厚度相同，壁厚2 ～3mm，具有一定的刚度，在系杆螺栓（55）紧固下不挠曲，与钢模板（5）底面和木模板（4）顶 面用胶带或胶泥密封不漏水漏浆。

3.根据权利要求1所述的山区公路隧道盖挖法土拱胎模板拉杆结构，其特征在于所述 的钢模板（5）按照套拱混凝土（7）的上顶面外形预留3～5cm的预拱度设置，为钢制模板，外 围焊接工字钢或槽钢加强围檩，该钢模板（5）沿隧道轴线的单元长度为S=10～12m，钢模板 （5）的底面与木模板（4）的顶面之间形成套拱混凝土（7）的高度，从套拱基础（1）顶部包裹至 土拱胎（3）的拱顶，钢模板（5）底部与套拱基础（1）的预埋钢件用螺栓紧固或电焊焊接固定。

4.根据权利要求1所述的山区公路隧道盖挖法土拱胎模板拉杆结构，其特征在于所述 的上拉杆（61）和下拉杆（62）均为预应力螺纹钢筋制成相同结构的拉杆，直径25～32mm；所 述的上拉杆（61）依次从钢模板（5）上的上排上拉杆预留孔、拉杆套管（52）、木模板预留孔和 钻机钻出的土拱胎孔道至另一侧的木模板预留孔、拉杆套管（52）和钢模板（5）上的下排上 拉杆预留孔穿出；所述的下拉杆（62）依次从钢模板（5）上的上排下拉杆预留孔、拉杆套管 （52）、木模板预留孔和钻机钻出的土拱胎孔道至另一侧的木模板预留孔、拉杆套管（52）和 钢模板（5）上的下排下拉杆预留孔穿出；所述的拉杆套管（52）为PVC管，内径与上、下拉杆直 径相同，壁厚2～3mm；所述的契形垫板（63）上设有大于拉杆直径1～2mm的孔道，契形垫板 （63）外表面与拉杆垂直，以便张拉拉杆和锚固拉杆准确受力；所述的拉杆套管（52）与钢模 板（5）、木模板（4）紧贴，在浇筑套拱混凝土（7）时不漏浆，套拱混凝土（7）凝固后，拆除上、下 拉杆时，拉杆从拉杆套管（52）中容易抽出；所述钢模板（5）上的预留孔、土拱胎孔道和木模 板预留孔的每节钢模板（5）中间位置垂直方向和水平方向各设两排预留孔（51），为上排上 拉杆孔、上排下拉杆孔和下排上拉杆孔、下排拉杆孔，每排的上、下拉杆孔水平间距为 ，垂直间距为，两排预留孔（51）的平均高度与套 拱基础（1）顶面高度为的取值视土拱胎（3）的土性而定，土质较好的取小值， 土质较差的取大值；所述的上拉杆（61）和下拉杆（62）由多节预应力螺纹钢筋用连接器连接 而成，每节的长度由边坡（2）与土拱胎（3）之间的操作空间而定，长度为2～5m，上拉杆（61） 或下拉杆（62）在契形垫板（63）、拉杆螺栓（64）外预留千斤顶张拉长度。

5.根据权利要求4所述的山区公路隧道盖挖法土拱胎模板拉杆结构，其特征在于所述 的拉杆在垂直方向和水平方向均作斜向布置，拉杆垂直方向与水平面之间的夹角为、水 平方向与隧道纵向轴线成夹角。

6.根据权利要求4所述的山区公路隧道盖挖法土拱胎模板拉杆结构，其特征在于所述 的山区公路隧道盖挖法土拱胎模板拉杆结构的计算模型为：每对上、下拉杆的平均高度即 两排预留孔（51）平均高度与套拱基础（1）顶面高度为，并与钢模板（5）连接处节点B、C作 为拉杆和钢模板圆轴线的等效计算矢高，B、C为钢模板拱轴线的等效拱脚，由于土拱胎（3） 与隧道拱轴线为三圆组合拱，钢模板（5）为薄板壳体，为叠在土拱胎（3）上带拉杆的弹性地 基壳，精确的计算需用三维有限元进行计算，在编制初步方案阶段时，为了加快计算进度提 高工作效率，不失安全性，将钢模板（5）和每对上、下拉杆简化作为带拉杆二铰圆弧拱计算， 每对上、下拉杆的平均高度作为等效拉杆，即等效拉杆轴线（10）位置，在套拱混凝土（7）和 套拱模板的荷载作用下的套拱基础垂直反力、水平反力和每对上、下拉杆等效拉力由下式 计算： 公式一、 公式二、 公式一、公式二中 ——分别为钢模板B、C拱脚在套拱混凝土（7）和套拱模板的荷载作用下的垂直 反力，由于结构和荷载对称，； ——分别为钢模板B、C拱脚在套拱混凝土（7）和套拱模板的荷载作用下的水 平反力，即每对上、下拉杆的等效拉力，由于结构和荷载对称，； ——分别为套拱混凝土（7）和套拱模板的荷载强度，； ——每对上、下拉杆的范围为沿隧道轴线的一个计算单元长度，； ——钢模板（5）的圆轴线半径，； ——钢模板（5）的圆轴线矢高，； ——钢模板（5）的圆轴线等效矢高，即每对拉杆的平均高度与钢模板连接处节点C， 作为拉杆和钢模板圆轴线的等效计算矢高，为套拱基础顶面至等效拱脚的高度， ，于是等效计算矢高为 为钢模板圆轴线半 弧的等效圆心角，；为同一排中上拉杆（61）与下拉杆（62）中心的垂直间距，取值视土 拱胎（3）的土性而定，为下排下拉杆中心至套拱基础（1）顶面的距离，由下拉杆（62）的倾 斜情况和施工便利确定；单位均为计，为钢模板圆轴线半弧 的圆心角，； ——钢模板圆轴线等效跨径，，即每对上、下拉杆的平均高度与钢模板连接处节 点BC之间的距离，， ——套拱基础（1）与钢模板（5）连接处拱脚的跨径，； ——等效矢跨比，即钢模板圆轴线等效矢高与钢模板圆轴线等效跨径的 比，； ——每对上、下拉杆分担距离的钢模板轴向变形影响的修正系数， 式中的系数为 ——每对上、下拉杆分担距离的钢模板材料的弹性模量，； ——每对上、下拉杆分担距离的钢模板截面惯性矩，； ——每对上、下拉杆的范围为沿隧道轴线的一个计算单元长度的钢模板截面积， ； ——每对上、下拉杆材料的等效弹性模量，； ——每对上、下拉杆的等效截面积，； 为了方便计算，表1列出了各矢跨比的套拱混凝土和套拱模板的荷载作用下钢模 板拱脚水平反力系数，各档矢跨比中间数值用内插法计算； 表1套拱混凝土和套拱模板的荷载作用下钢模板拱脚水平反力系数表 表1中 ——系数， ——在套拱混凝土和套拱模板的荷载作用下，沿隧道轴线的一个计算单元长度每 根拉杆分担的拉力，； ——拉杆与隧道纵向轴线之间的水平夹角，； ——每对拉杆之间的水平距离,； ——每对上、下拉杆与隧道水平面的夹角, ； ——拉杆的截面积，； ——预应力螺纹钢筋拉杆控制应力，。 在套拱混凝土（7）和套拱模板的荷载作用下，套拱基础（7）与地基之间摩阻力承担了部 分水平力，作为安全储备未计算在内。

7.根据权利要求1所述的山区公路隧道盖挖法土拱胎模板拉杆结构，其特征在于所述 的套拱混凝土（7）为盖挖法施工的主要承载结构，根据隧道结构规模、施工条件和地质环境 设钢筋或不设钢筋，并浇筑在木模板（4）和钢模板（5）之间的空间内。

8.根据权利要求1所述的山区公路隧道盖挖法土拱胎模板拉杆结构，其特征在于所述 的土拱胎（3）为从地面（9）开始开挖至地质稍好的风化岩层时，预留套拱混凝土（7）施工范 围内的土体，并作为钢模板（5）的拱架；机械开挖至套拱混凝土（7）所需的钢模板（5）形状附 近时，预留一定的原状土，再用人工开挖修整，以免扰动原状土体而降低土体的承载能力； 视土拱胎（3）土体的特性，土拱胎顶面预留2～3cm沉降高度,并铺设中粗砂垫层1～2cm；所 述的边坡（2）为从地面（9）开始开挖至一定深度后为地质稍好的风化岩层时，除保留作为土 拱胎（3）用的土体外，其余开挖成保证自身稳定的坡面，该坡面与土拱胎（3）之间留有操作 空间。

9.根据权利要求1所述的山区公路隧道盖挖法土拱胎模板拉杆结构，其特征在于所述 的套拱基础（1）为钢模板（5）的底部支撑，为水泥混凝土结构，其中预埋一定数量和间距的 钢质预埋件，作安装钢模板（5）底部使用；所述套拱基础（1）的地基垂直承载力满足盖挖法 套拱混凝土（7）和套拱模板的荷载要求。

10.一种应用权利要求6所述的山区公路隧道盖挖法土拱胎模板拉杆结构的施工方法， 其特征在于该施工方法包括如下步骤： 步骤一、拟定山区公路隧道盖挖法土拱胎模板拉杆结构方案： ①根据盖挖法施工地段的地质钻探资料和设计图纸，拟定需开挖的边坡（2）和土拱胎 （1）轮廓线，计算土拱胎预留沉降量（12）； ②初拟木模板（4）、槽钢垫板（54）、钢模板（5）尺寸和拉杆材料型号、直径、布置数量及 形式； ③按照公式一计算套拱基础的承载力，按照公式二试算拉杆材料型号、直径、布置数量 及形式，直至满足要求； ④与其他套拱混凝土（7）施工方案分析比较，再进行下步计算； ⑤用三维有限元软件计算复核土拱胎（3）、钢模板（5）和拉杆受力情况，直至满足要求； 步骤二、制作木模板（4）、槽钢垫板（54）、钢模板（5）和拉杆所需配件以及开展施工准备 工作： ①制作木模板（4）、钢模板（5），钢模板拱顶处预留10～15cm直径混凝土浇筑孔2～3个， 制作拉杆，每节拉杆长度符合施工方案要求，并检验合格； ②选择所需的施工机械，拉杆预留孔钻孔钻机采用带套筒的钻杆，每节钻杆和套筒的 长度与施工方案相同，校验穿心千斤顶设备； 步骤三、开挖边坡和土拱胎： ①现场测量放样，埋设沉降和水平位移控制点； ②机械开挖边坡（2）和土拱胎（3），并校核地质符合情况，如地质条件有较大变化，需调 整施工方案； ③土拱胎机械开挖至设计形状预留10～30cm厚度，停止机械开挖，用人工开挖修整土 拱胎（3），以免扰动原状土体，计算复核确定的土拱胎预留沉降高度； 步骤四、浇筑混凝土套拱基础： ①模板进场检查合格后，清理干净，均匀涂刷脱模剂，人工配合汽车吊进行拼装，并在 接缝处填塞止浆带防止漏水泥浆； ②钢筋和钢模板预埋件安装，并检验质量合格； ③采用C30泵送混凝土，由搅拌站集中拌制，用混凝土输送车输送，通过汽车泵泵送导 入模内，浇捣确保混凝土供应连续性，一次性浇捣成型，避免出现冷茬现象，浇捣采用分层 法，每层厚度控制在30cm以内，且必须在下层初凝前完成上层浇筑； 步骤五、机械钻拉杆预留孔： ①在土拱胎（3）上测量放样，准确定位拉杆预留孔位置； ②在拉杆高度的一侧安装钻机，一个拉杆预留孔钻孔完成后，先抽出钻杆，并及时穿入 拉杆，每节拉杆相互之间用拉杆连接器连接牢固，再缓慢旋转拔出钻杆套筒，以免松动土 体，逐个完成土拱胎钻孔和拉杆穿入直至完成； ③在土拱胎（3）上铺中粗砂垫层1～2cm； 步骤六、安装槽钢垫板、木模板和钢模板的整个套拱模板： ①测量放样定位槽钢垫板（54）位置准确； ②从两侧土拱胎（3）拱脚开始安装槽钢垫板（54）、木模板（4）至拱顶，槽钢垫板（54）和 木模板预留孔中穿入钢模板系杆（53），并紧固与槽钢垫板（54）连接的系杆螺栓（55），槽钢 垫板（54）凹槽部嵌入土拱胎（3）的中粗砂垫层内，钢模板系杆（53）上套入系杆套管（56），并 复核检测木模板（4）安装质量符合要求； ③从两侧土拱胎（3）拱脚开始安装钢模板（5）至拱顶，钢模板上的预留孔内穿进钢模板 系杆（53），系杆套管与木模板（4）、钢模板（5）结合处用胶带或胶泥密封；拉杆外套入拉杆套 管（52），拉杆套管与木模板（4）、钢模板（5）结合处用胶带或胶泥密封，并复核检测钢模板 （5）安装质量符合要求； ④紧固与钢模板（5）连接的系杆螺栓（55）； ⑤安装拉杆端部的契形垫板（63），初步旋紧每对上、下拉杆的拉杆螺栓（64）； 步骤七、穿心千斤顶张拉拉杆： ①在拉杆高度高的一侧安装穿心千斤顶张拉拉杆； ②张拉程序：张拉应力从0开始逐渐增大至预应力螺纹钢筋控制应力的1.05倍，持 荷5min,张拉应力退至0，再张拉至，旋紧锚固拉杆螺栓； ③逐个张拉并锚固拉杆螺栓直至完成； ④检查土拱胎（3）和钢模板（5）变位情况，需满足整体稳定要求，变形在容许范围之内； 步骤八、浇筑套拱混凝土： ①钢模板（5）外安装若干个附着式振动器，确保套拱混凝土的振实效果； ②混凝土运输车运送混凝土到现场，泵车混凝土输送管接入钢模板拱顶处预留的混凝 土浇筑孔内，用窜筒下料防止混凝土产生离析，以及保证模板受力均匀，不发生变形； ③确保浇筑混凝土供应的连续性，一次性浇捣成型，避免出现冷茬现象，浇捣采用分层 法，每层厚度控制在30cm以内，且必须在下层初凝前完成上层浇筑； ④套拱混凝土浇筑完成后铺土工布洒水养护7天； 步骤八、拆除钢模板 ①从拱顶开始逐个拆除钢模板系杆（53）的系杆螺栓（55），并拆除相关的钢模板（5）； ②逐个拆除拉杆螺栓（64），从高处抽出拉杆，拆除全部钢模板（5）； ③拆除的钢模板（5）、拉杆和配件集中放置，经维护保养后周转到下一个单元施工套拱 混凝土使用； ④两个单元的套拱混凝土（7）施工完成后，在两个单元的套拱混凝土（7）之间的伸缩沉 降缝（11）内填充橡胶条； 步骤九、覆土填盖套拱混凝土 全部套拱混凝土（7）施工完成后，覆土填盖套拱混凝土（7）总高度的至少三分之二以上 或满足设计要求，对称、分层压实。 步骤十、土拱胎内、其他风化岩层开挖和二次衬砌混凝土施工的工程内容： ①从土拱胎（3）顶部开始，分层逐级掏挖套拱混凝土（7）内土拱胎土体，运送至场外； ②拆除钢模板系杆（53）的系杆螺栓（55），卸下槽钢垫板（54），抽出钢模板系杆（53），拆 除木模板（4）； ③完成全部隧道需要开挖的其他风化岩层，不欠挖； ④测量放样架设二次衬砌混凝土衬砌台车模板，浇筑二次衬砌混凝土（8）； ⑤施工完成隧道内路面及其他工程内容； 在全部施工程序中，土体和边坡水平位移和沉降检测到位，并及时反馈检测结果，如有 异常及时调整施工方案，确保施工安全和工程质量。

1.一种山区公路隧道盖挖法土拱胎模板拉杆结构，包括由地面（9）向下开挖并修整成 拱形的土拱胎（3）和两侧的坡面（2），在土拱胎（3）和坡面（2）之间预留操作空间，其特征在 于： a、所述的土拱胎（3）外表面预留沉降量（12）并铺设中粗砂垫层，土拱胎（3）的两侧拱脚 处均预设有套拱基础（1），土拱胎（3）的外表面设有多条按照土拱胎（3）形状铺设在中粗砂 垫层上的木模板（4）和设置在木模板外层的钢模板（5），该木模板（4）和钢模板（5）均由套拱 基础（1）顶部包裹至土拱胎（3）的拱顶； b、所述的木模板（4）底设有多根沿土拱胎（3）外表面形状作间距设置的槽钢垫板（54）， 每根槽钢垫板的凹槽部均嵌入中粗砂垫层内，每根槽钢垫板（54）上间距设置多个呈梅花形 布置的钻孔；所述的钢模板（5）底部与套拱基础（1）顶部固定连接，钢模板（5）顶部预留混凝 土浇筑孔；所述的钢模板（5）外表面穿入多根钢模板系杆（53），每根钢模板系杆再依次穿过 木模板（4）而从槽钢垫板（54）的钻孔穿出，该钢模板系杆（53）的两端分别固定在钢模板（5） 和槽钢垫板（54）上，在钢模板（5）与木模板（4）之间的钢模板系杆（53）外设有系杆套管 （56），该系杆套管与钢模板（5）、木模板（4）的接缝处密封，所述的钢模板（5）、木模板（4）、钢 模板系杆（53）、系杆套管（56）和槽钢垫板（54）构成套拱模板，在木模板（4）与钢模板（5）之 间浇筑形成套拱混凝土（7）； c、所述的钢模板（5）和木模板（4）底部设有两对上拉杆（61）和下拉杆（62），每对上拉杆 （61）依次穿过其中一侧的钢模板（5）、木模板（4）和土拱胎孔道而从另一侧的木模板（4）和 钢模板（5）穿出，在钢模板（5）与木模板（4）之间的上拉杆（61）外设有拉杆套管（52），该拉杆 套管与钢模板（5）、木模板（4）的接缝处密封；每对下拉杆（62）依次穿过其中一侧的钢模板 （5）、木模板（4）和土拱胎孔道而从另一侧的木模板（4）和钢模板（5）穿出，在钢模板（5）与木 模板（4）之间的下拉杆（62）外设有拉杆套管（52），该拉杆套管与钢模板（5）、木模板（4）的接 缝处密封；所述的钢模板（5）外表面设有连接紧固上拉杆（61）或下拉杆（62）的契形垫板 （63）、拉杆螺栓（64）。

2.根据权利要求1所述的山区公路隧道盖挖法土拱胎模板拉杆结构，其特征在于所述 的木模板（4）为具有一定强度的条形木板，长度方向沿土拱胎（3）环状布置，相邻木模板（4） 之间相互嵌挤，不漏水漏浆，多条木模板（4）铺设完成后的外形与套拱混凝土（7）底面形状 相同，木模板（4）沿隧道轴线的每单元长度S=10～12m，从套拱基础（1）顶部包裹至土拱胎 （3）的拱顶；所述的槽钢垫板（54）每单元长度S=10～12m，长度方向沿隧道轴线布置，每单元 10～20根，10～20号规格的槽钢，每条木模板（4）的长度和槽钢垫板（54）的间距长度相同； 所述的钢模板系杆（53）直径为18～25mm圆钢筋，系杆螺栓（55）紧固钢模板（5）和槽钢垫板 （54），钢模板系杆（53）长度=套拱混凝土厚度+钢模板厚度+木模板厚度+槽钢垫板厚度+2╳ 螺栓固定长度，每根槽钢垫板（54）使用钢模板系杆（53）和系杆套管5～7根，该系杆套管 （56）为PVC套管，内径与钢模板系杆（53）直径相同，长度与套拱混凝土（7）厚度相同，壁厚2 ～3mm，具有一定的刚度，在系杆螺栓（55）紧固下不挠曲，与钢模板（5）底面和木模板（4）顶 面用胶带或胶泥密封不漏水漏浆。

3.根据权利要求1所述的山区公路隧道盖挖法土拱胎模板拉杆结构，其特征在于所述 的钢模板（5）按照套拱混凝土（7）的上顶面外形预留3～5cm的预拱度设置，为钢制模板，外 围焊接工字钢或槽钢加强围檩，该钢模板（5）沿隧道轴线的单元长度为S=10～12m，钢模板 （5）的底面与木模板（4）的顶面之间形成套拱混凝土（7）的高度，从套拱基础（1）顶部包裹至 土拱胎（3）的拱顶，钢模板（5）底部与套拱基础（1）的预埋钢件用螺栓紧固或电焊焊接固定。

4.根据权利要求1所述的山区公路隧道盖挖法土拱胎模板拉杆结构，其特征在于所述 的上拉杆（61）和下拉杆（62）均为预应力螺纹钢筋制成相同结构的拉杆，直径25～32mm；所 述的上拉杆（61）依次从钢模板（5）上的上排上拉杆预留孔、拉杆套管（52）、木模板预留孔和 钻机钻出的土拱胎孔道至另一侧的木模板预留孔、拉杆套管（52）和钢模板（5）上的下排上 拉杆预留孔穿出；所述的下拉杆（62）依次从钢模板（5）上的上排下拉杆预留孔、拉杆套管 （52）、木模板预留孔和钻机钻出的土拱胎孔道至另一侧的木模板预留孔、拉杆套管（52）和 钢模板（5）上的下排下拉杆预留孔穿出；所述的拉杆套管（52）为PVC管，内径与上、下拉杆直 径相同，壁厚2～3mm；所述的契形垫板（63）上设有大于拉杆直径1～2mm的孔道，契形垫板 （63）外表面与拉杆垂直，以便张拉拉杆和锚固拉杆准确受力；所述的拉杆套管（52）与钢模 板（5）、木模板（4）紧贴，在浇筑套拱混凝土（7）时不漏浆，套拱混凝土（7）凝固后，拆除上、下 拉杆时，拉杆从拉杆套管（52）中容易抽出；所述钢模板（5）上的预留孔、土拱胎孔道和木模 板预留孔的每节钢模板（5）中间位置垂直方向和水平方向各设两排预留孔（51），为上排上 拉杆孔、上排下拉杆孔和下排上拉杆孔、下排拉杆孔，每排的上、下拉杆孔水平间距为 ，垂直间距为，两排预留孔（51）的平均高度与套 拱基础（1）顶面高度为的取值视土拱胎（3）的土性而定，土质较好的取小值， 土质较差的取大值；所述的上拉杆（61）和下拉杆（62）由多节预应力螺纹钢筋用连接器连接 而成，每节的长度由边坡（2）与土拱胎（3）之间的操作空间而定，长度为2～5m，上拉杆（61） 或下拉杆（62）在契形垫板（63）、拉杆螺栓（64）外预留千斤顶张拉长度。

5.根据权利要求4所述的山区公路隧道盖挖法土拱胎模板拉杆结构，其特征在于所述 的拉杆在垂直方向和水平方向均作斜向布置，拉杆垂直方向与水平面之间的夹角为、水 平方向与隧道纵向轴线成夹角。

6.根据权利要求4所述的山区公路隧道盖挖法土拱胎模板拉杆结构，其特征在于所述 的山区公路隧道盖挖法土拱胎模板拉杆结构的计算模型为：每对上、下拉杆的平均高度即 两排预留孔（51）平均高度与套拱基础（1）顶面高度为，并与钢模板（5）连接处节点B、C作 为拉杆和钢模板圆轴线的等效计算矢高，B、C为钢模板拱轴线的等效拱脚，由于土拱胎（3） 与隧道拱轴线为三圆组合拱，钢模板（5）为薄板壳体，为叠在土拱胎（3）上带拉杆的弹性地 基壳，精确的计算需用三维有限元进行计算，在编制初步方案阶段时，为了加快计算进度提 高工作效率，不失安全性，将钢模板（5）和每对上、下拉杆简化作为带拉杆二铰圆弧拱计算， 每对上、下拉杆的平均高度作为等效拉杆，即等效拉杆轴线（10）位置，在套拱混凝土（7）和 套拱模板的荷载作用下的套拱基础垂直反力、水平反力和每对上、下拉杆等效拉力由下式 计算： 公式一、 公式二、 公式一、公式二中 ——分别为钢模板B、C拱脚在套拱混凝土（7）和套拱模板的荷载作用下的垂直 反力，由于结构和荷载对称，； ——分别为钢模板B、C拱脚在套拱混凝土（7）和套拱模板的荷载作用下的水 平反力，即每对上、下拉杆的等效拉力，由于结构和荷载对称，； ——分别为套拱混凝土（7）和套拱模板的荷载强度，； ——每对上、下拉杆的范围为沿隧道轴线的一个计算单元长度，； ——钢模板（5）的圆轴线半径，； ——钢模板（5）的圆轴线矢高，； ——钢模板（5）的圆轴线等效矢高，即每对拉杆的平均高度与钢模板连接处节点C， 作为拉杆和钢模板圆轴线的等效计算矢高，为套拱基础顶面至等效拱脚的高度， ，于是等效计算矢高为 为钢模板圆轴线半 弧的等效圆心角，；为同一排中上拉杆（61）与下拉杆（62）中心的垂直间距，取值视土 拱胎（3）的土性而定，为下排下拉杆中心至套拱基础（1）顶面的距离，由下拉杆（62）的倾 斜情况和施工便利确定；单位均为计，为钢模板圆轴线半弧 的圆心角，； ——钢模板圆轴线等效跨径，，即每对上、下拉杆的平均高度与钢模板连接处节 点BC之间的距离，， ——套拱基础（1）与钢模板（5）连接处拱脚的跨径，； ——等效矢跨比，即钢模板圆轴线等效矢高与钢模板圆轴线等效跨径的 比，； ——每对上、下拉杆分担距离的钢模板轴向变形影响的修正系数， 式中的系数为 ——每对上、下拉杆分担距离的钢模板材料的弹性模量，； ——每对上、下拉杆分担距离的钢模板截面惯性矩，； ——每对上、下拉杆的范围为沿隧道轴线的一个计算单元长度的钢模板截面积， ； ——每对上、下拉杆材料的等效弹性模量，； ——每对上、下拉杆的等效截面积，； 为了方便计算，表1列出了各矢跨比的套拱混凝土和套拱模板的荷载作用下钢模 板拱脚水平反力系数，各档矢跨比中间数值用内插法计算； 表1套拱混凝土和套拱模板的荷载作用下钢模板拱脚水平反力系数表 表1中 ——系数， ——在套拱混凝土和套拱模板的荷载作用下，沿隧道轴线的一个计算单元长度每 根拉杆分担的拉力，； ——拉杆与隧道纵向轴线之间的水平夹角，； ——每对拉杆之间的水平距离,； ——每对上、下拉杆与隧道水平面的夹角, ； ——拉杆的截面积，； ——预应力螺纹钢筋拉杆控制应力，。 在套拱混凝土（7）和套拱模板的荷载作用下，套拱基础（7）与地基之间摩阻力承担了部 分水平力，作为安全储备未计算在内。

7.根据权利要求1所述的山区公路隧道盖挖法土拱胎模板拉杆结构，其特征在于所述 的套拱混凝土（7）为盖挖法施工的主要承载结构，根据隧道结构规模、施工条件和地质环境 设钢筋或不设钢筋，并浇筑在木模板（4）和钢模板（5）之间的空间内。

8.根据权利要求1所述的山区公路隧道盖挖法土拱胎模板拉杆结构，其特征在于所述 的土拱胎（3）为从地面（9）开始开挖至地质稍好的风化岩层时，预留套拱混凝土（7）施工范 围内的土体，并作为钢模板（5）的拱架；机械开挖至套拱混凝土（7）所需的钢模板（5）形状附 近时，预留一定的原状土，再用人工开挖修整，以免扰动原状土体而降低土体的承载能力； 视土拱胎（3）土体的特性，土拱胎顶面预留2～3cm沉降高度,并铺设中粗砂垫层1～2cm；所 述的边坡（2）为从地面（9）开始开挖至一定深度后为地质稍好的风化岩层时，除保留作为土 拱胎（3）用的土体外，其余开挖成保证自身稳定的坡面，该坡面与土拱胎（3）之间留有操作 空间。

9.根据权利要求1所述的山区公路隧道盖挖法土拱胎模板拉杆结构，其特征在于所述 的套拱基础（1）为钢模板（5）的底部支撑，为水泥混凝土结构，其中预埋一定数量和间距的 钢质预埋件，作安装钢模板（5）底部使用；所述套拱基础（1）的地基垂直承载力满足盖挖法 套拱混凝土（7）和套拱模板的荷载要求。

10.一种应用权利要求6所述的山区公路隧道盖挖法土拱胎模板拉杆结构的施工方法， 其特征在于该施工方法包括如下步骤： 步骤一、拟定山区公路隧道盖挖法土拱胎模板拉杆结构方案： ①根据盖挖法施工地段的地质钻探资料和设计图纸，拟定需开挖的边坡（2）和土拱胎 （1）轮廓线，计算土拱胎预留沉降量（12）； ②初拟木模板（4）、槽钢垫板（54）、钢模板（5）尺寸和拉杆材料型号、直径、布置数量及 形式； ③按照公式一计算套拱基础的承载力，按照公式二试算拉杆材料型号、直径、布置数量 及形式，直至满足要求； ④与其他套拱混凝土（7）施工方案分析比较，再进行下步计算； ⑤用三维有限元软件计算复核土拱胎（3）、钢模板（5）和拉杆受力情况，直至满足要求； 步骤二、制作木模板（4）、槽钢垫板（54）、钢模板（5）和拉杆所需配件以及开展施工准备 工作： ①制作木模板（4）、钢模板（5），钢模板拱顶处预留10～15cm直径混凝土浇筑孔2～3个， 制作拉杆，每节拉杆长度符合施工方案要求，并检验合格； ②选择所需的施工机械，拉杆预留孔钻孔钻机采用带套筒的钻杆，每节钻杆和套筒的 长度与施工方案相同，校验穿心千斤顶设备； 步骤三、开挖边坡和土拱胎： ①现场测量放样，埋设沉降和水平位移控制点； ②机械开挖边坡（2）和土拱胎（3），并校核地质符合情况，如地质条件有较大变化，需调 整施工方案； ③土拱胎机械开挖至设计形状预留10～30cm厚度，停止机械开挖，用人工开挖修整土 拱胎（3），以免扰动原状土体，计算复核确定的土拱胎预留沉降高度； 步骤四、浇筑混凝土套拱基础： ①模板进场检查合格后，清理干净，均匀涂刷脱模剂，人工配合汽车吊进行拼装，并在 接缝处填塞止浆带防止漏水泥浆； ②钢筋和钢模板预埋件安装，并检验质量合格； ③采用C30泵送混凝土，由搅拌站集中拌制，用混凝土输送车输送，通过汽车泵泵送导 入模内，浇捣确保混凝土供应连续性，一次性浇捣成型，避免出现冷茬现象，浇捣采用分层 法，每层厚度控制在30cm以内，且必须在下层初凝前完成上层浇筑； 步骤五、机械钻拉杆预留孔： ①在土拱胎（3）上测量放样，准确定位拉杆预留孔位置； ②在拉杆高度的一侧安装钻机，一个拉杆预留孔钻孔完成后，先抽出钻杆，并及时穿入 拉杆，每节拉杆相互之间用拉杆连接器连接牢固，再缓慢旋转拔出钻杆套筒，以免松动土 体，逐个完成土拱胎钻孔和拉杆穿入直至完成； ③在土拱胎（3）上铺中粗砂垫层1～2cm； 步骤六、安装槽钢垫板、木模板和钢模板的整个套拱模板： ①测量放样定位槽钢垫板（54）位置准确； ②从两侧土拱胎（3）拱脚开始安装槽钢垫板（54）、木模板（4）至拱顶，槽钢垫板（54）和 木模板预留孔中穿入钢模板系杆（53），并紧固与槽钢垫板（54）连接的系杆螺栓（55），槽钢 垫板（54）凹槽部嵌入土拱胎（3）的中粗砂垫层内，钢模板系杆（53）上套入系杆套管（56），并 复核检测木模板（4）安装质量符合要求； ③从两侧土拱胎（3）拱脚开始安装钢模板（5）至拱顶，钢模板上的预留孔内穿进钢模板 系杆（53），系杆套管与木模板（4）、钢模板（5）结合处用胶带或胶泥密封；拉杆外套入拉杆套 管（52），拉杆套管与木模板（4）、钢模板（5）结合处用胶带或胶泥密封，并复核检测钢模板 （5）安装质量符合要求； ④紧固与钢模板（5）连接的系杆螺栓（55）； ⑤安装拉杆端部的契形垫板（63），初步旋紧每对上、下拉杆的拉杆螺栓（64）； 步骤七、穿心千斤顶张拉拉杆： ①在拉杆高度高的一侧安装穿心千斤顶张拉拉杆； ②张拉程序：张拉应力从0开始逐渐增大至预应力螺纹钢筋控制应力的1.05倍，持 荷5min,张拉应力退至0，再张拉至，旋紧锚固拉杆螺栓； ③逐个张拉并锚固拉杆螺栓直至完成； ④检查土拱胎（3）和钢模板（5）变位情况，需满足整体稳定要求，变形在容许范围之内； 步骤八、浇筑套拱混凝土： ①钢模板（5）外安装若干个附着式振动器，确保套拱混凝土的振实效果； ②混凝土运输车运送混凝土到现场，泵车混凝土输送管接入钢模板拱顶处预留的混凝 土浇筑孔内，用窜筒下料防止混凝土产生离析，以及保证模板受力均匀，不发生变形； ③确保浇筑混凝土供应的连续性，一次性浇捣成型，避免出现冷茬现象，浇捣采用分层 法，每层厚度控制在30cm以内，且必须在下层初凝前完成上层浇筑； ④套拱混凝土浇筑完成后铺土工布洒水养护7天； 步骤八、拆除钢模板 ①从拱顶开始逐个拆除钢模板系杆（53）的系杆螺栓（55），并拆除相关的钢模板（5）； ②逐个拆除拉杆螺栓（64），从高处抽出拉杆，拆除全部钢模板（5）； ③拆除的钢模板（5）、拉杆和配件集中放置，经维护保养后周转到下一个单元施工套拱 混凝土使用； ④两个单元的套拱混凝土（7）施工完成后，在两个单元的套拱混凝土（7）之间的伸缩沉 降缝（11）内填充橡胶条； 步骤九、覆土填盖套拱混凝土 全部套拱混凝土（7）施工完成后，覆土填盖套拱混凝土（7）总高度的至少三分之二以上 或满足设计要求，对称、分层压实。 步骤十、土拱胎内、其他风化岩层开挖和二次衬砌混凝土施工的工程内容： ①从土拱胎（3）顶部开始，分层逐级掏挖套拱混凝土（7）内土拱胎土体，运送至场外； ②拆除钢模板系杆（53）的系杆螺栓（55），卸下槽钢垫板（54），抽出钢模板系杆（53），拆 除木模板（4）； ③完成全部隧道需要开挖的其他风化岩层，不欠挖； ④测量放样架设二次衬砌混凝土衬砌台车模板，浇筑二次衬砌混凝土（8）； ⑤施工完成隧道内路面及其他工程内容； 在全部施工程序中，土体和边坡水平位移和沉降检测到位，并及时反馈检测结果，如有 异常及时调整施工方案，确保施工安全和工程质量。