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摘要:结合阳泉西环项目部檀树岩隧道的衬砌台车出现的主要问题,经过多位经验丰富的人员的探讨、总结,处理常见的问题。
关键词:衬砌台车;常见问题;处理措施
近年来,随着隧道施工技术的进步及各种先进仪器的使用,各个建设单位对衬砌面外观质量要求越来越高,对台车的设计、制作及使用的要求也越来越高,隧道二衬外观质量已经成为评价隧道质量的标准之一。近十年来国家基础设施建设规模迅速扩大,而相应的衬砌施工人员及台车制作人员的技术实力没有同步提高,高素质的技术人员严重不足,一部分隧道衬砌外观质量相当差,给单位造成了不好的影响,甚至是很大的经济损失。
常规的隧道衬砌施工中相邻两模的搭接处的错台和窗口处的错台是影响衬砌外观质量的主要原因。现结合阳泉西环项目檀树岩隧道的衬砌台车及项目上多为经验丰富的老员工的经验对衬砌台车使用中见到的主要问题进行分析探讨。
1窗口错台问题
台车的窗口一般在新拼装好的时候接缝错台很小,使用一段时间后固定窗口的螺杆变形或者工人责任心不强导致接缝错台,大多是由于窗口处沾结的混凝土没有清理干净导致窗口不能关闭紧密产生错台,不仅影响衬砌外观质量还影响边墙处粘贴瓷片的平整度,还有一些是因为固定窗口的零件丢失导致窗口固定不严谨,衬砌施工时候混凝土的压力导致窗口变形导致错台。
阳泉西环项目的衬砌面发现过窗口错台过大的问题,后经过现场调查分析原因主要有:
(1)窗口处粘结的混凝土没有清理干净。
(2)窗口固定的插销部分丢失导致窗口加固力量薄弱,衬砌浇筑的时候窗口内缩产生错台。
针对以上的原因进行处理过后,衬砌外观明显改变。
搭接错台是隧道衬砌施工中常见的问题,也是不太容易控制的问题,良好的外观质量的衬砌面的搭接错台都在3mm之内,超过3mm的就需要进行修补处理,否则外观质量不能保证。造成相邻两模的搭接错台的原因很多,一般都是由于作业人员责任心不够强、或者粗心大意造成的。
2相邻两模搭接错台问题
2.1搭接错台问题的原因分析:
2.1.1衬砌台车质量问题
部分台车厂家生产的衬砌台车设计存在一定的缺陷,同样12米长的衬砌台车有的设计用5个门架支撑模板,有的设计用6个门架支撑模板,同样规格尺寸的门架在整体重量不超重的情况下当然越多越稳定。阳泉西环项目使用的台车就只有5个门架,施工中经常出现台车偏移的现象,后来采取措施解决了此问题;
2.1.2工人操作责任心不够强
部分工人为了节约时间或者偷懒,在台车定位加固的时候部分前进丝杆没有文全支撑到位并旋紧,造成灌注混凝土的时候台车收到外力的挤压产生变形,脱模后明显有错台存在;
2.1.3浇筑速度过快、左右两侧浇筑高度不均衡
浇筑速度过快容易造成浮力进而抬升衬砌台车,台车本身的重量不足以稳定台车从而造成衬砌错台;部分作业人员为了省力,在刚开始浇筑的时候不及时进行左右窗口更换浇筑,台车左右两侧的混凝土面严重不平衡,导致台车朝一边偏移,严重者会导致台车侧翻或者较大变形造车较大的经济损失;
2.1.4 搭接处没有清理干净
模板台车和已经施做过的衬砌面如果没有清理干净,定位时候面板不能紧贴衬砌面导致灌注时漏浆产生错台;
2.1.5 搭接长度过长
当搭接长度过长的时候不容易模板和衬砌面紧密结合,导致存在缝隙产生错台和漏浆,尤其是在曲线隧道较为明显。
2.2 处理措施
2.2.1 在门架内增加支撑杆(工字钢),下端在地上安装钢筋,上端支撑在底纵梁上;
2.2.2 加強对施工人员的培训教育,增强责任心,定位时候所有丝杆加固到位,加固结实;
2.2.3 控制浇筑速度,保持两侧平衡。可以在台车中间安装溜槽进行分流,左右两侧的尺寸及角度必须一致,另外需要观察窗口的人员足够细心,发现不平衡时及时调整两侧的混凝土灌注量,起拱线以下时两侧浇筑差异控制在1米左右为宜;
2.2.4 定位时候把衬砌台车后部的面板和搭接处的衬砌面清理干净;
2.5.5 减小搭接长度,一般搭接长度以10cm左右为宜,上下不超过2cm。
3台车上浮及产生错台的问题
部分台车设计时候没有充分考虑台车在衬砌的时候产生的浮力问题,台车底模曲线没有处理好,导致台车在使用的时候出现上浮现象,造成衬砌搭接处及曲墙底部与条形基础搭接处产生错台及漏浆。
3.1 原因分析
在衬砌混凝土浇筑时候,当浇筑拱部底下混凝土的时候,由于混凝土呈半流动状态,产生对衬砌台车横向及向上的力,直接挤压、顶台圆弧段模板,当模板的上浮力足够大时便会抬起衬砌台车,这种现象在浇筑速度过快的时候尤其明显。
3.2处理方法
3.2.1 在台车底部采取措施抵消混凝土的浮力
有的衬砌工艺为矮边墙和在衬砌时候一起浇筑,没有矮边墙的话最好在衬砌之前制作矮边墙,衬砌台车的底模定位时候紧贴矮边墙,不但消除一部分向上的浮力而且台车底模和矮边墙之间的摩擦力也会抵消一部分混凝土的浮力。
3.2.2 在台车顶部施加向下的压力,抵消台车上浮的力量
可在台车没有衬砌的一端顶部设置支撑,安装一台不小于50吨的机械千斤顶。浇筑时候尽量利用现有的窗口,减小混凝土的下落高度,最好控制在2米以内,以减小混凝土下落时候产生的冲击力达到较小浮力的目的,左右两侧浇筑速度应均衡。
4台车模板与门架错位
由于部分台车没有采取相应的预防模板与骨架错位的措施,台车在使用的过程中经常会发生模板与骨架错位的现象,尤其是在一些有较大纵坡的隧道内施工的时候,再加上一些一线施工的人员责任心不够强,不能及时采取相应的处理措施,往往导致支撑丝杆穿不上,升降主油缸偏斜,以至于在台车使用过程中经常发生油缸损坏,门架扭曲变形甚至跑模。 4.1 原因分析
一般是由于在浇筑过程中,隧道有一定的纵坡,在使用的过程中台车两端受力不均衡导致模板立柱稍微倾斜,长期下去产生更大的倾斜角度,另外的主要原因为台车在安装的时候由于安装人员责任心不够强,安装过后就存在模板与骨架的错位。
4.2 处理方法
先用手拉葫芦将模板与骨架之间的错位校正,然后再在通梁上上增设纵向八字斜撑。在有纵坡尤其是纵坡较大大隧道内使用的台车还应在纵梁和门架梁之间增设抗倾丝杆,不少于4个,以防止模板和骨架再次错位。
5衬砌混凝土表面不光洁
部分衬砌好的混凝土表面不光洁、有气泡、光泽度差,修补费时费力,影响外观质量。
5.1 原因分析
5.1.1 衬砌几组混凝土后模板表面没有及时进行打磨处理;
5.1.2 衬砌过程中模板表面产生的气泡没有完全排除,附着在面板附近,造成小的或者蜂窝麻面;
5.1.3 混凝土太干,衬砌过程中没有完全振捣到位;
5.2 处理措施
使用专用脱模剂或者油料涂抹面板表面,涂抹均匀,减少打磨面板的次数;
另外考虑在衬砌浇筑底边墙时候采用塌落度适当大一点的混凝土,使用台车上带的振动器配合振动棒进行严格的振捣。
6衬砌台车使用一段时间后面板间连接缝变大
6.1 原因分析
台车的面板与面板之间的连接是通过螺栓连接的,螺栓孔和螺栓之间有1-2mm的间隙,在台车使用一段时间后由于振捣和混凝土压力造成台车稍微变形。
6.2 处理措施
针对面板接缝之间的错台处理最好在打第一组衬砌后安排专人对面板之间的连接螺丝全部紧固一遍,以后打第6组后再全部紧固一遍基本上就不会再松动了,以后经常检查,发现松动的及时紧固。如果有时间或者人力投入的话最好是在新台车拼装后使用电焊机把面板环向连接缝全部焊住,然后使用角磨机打磨平整,这样衬砌出来的外观质量会明显改善。
7衬砌台车衬砌到顶时候发生打塌或打变形的问题
7.1 原因分析
衬砌到顶部的时候偶尔会发生顶部打塌或变形的现象,这是比较严重的事故,修复起来很麻烦。发生这一现象的主要是因为施工人员经验不足、观察不仔细。当混凝土浇筑的台车顶部封顶的时候由于输送泵的泵送压力比较大如果遇到混凝土凝固堵塞或者已经浇筑满而工人没有及时发现并停止泵送混凝土,这时模板顶部的压力会达到几百吨大大超出一般台车设计所能承受的压力,这就很容易发生模板台车顶部变形甚至打塌现象。
7.2 处理措施
在二次衬砌施工中如果浇筑到顶部时,必须派专人仔细观察剩余所需混凝土量,发现泵送管道的颤动或声音变化时及时停止泵送,操作输送泵的人应注意观察泵送压力的变化,及时停止泵送,避免造成不必要的损失。
8台车液压系统没有压力
8.1 原因分析
有时候衬砌台车液压系统会没有压力,油缸无法动作,主要原因有以下几点:
8.1.1 液压马达反转;
8.1.2 液压操作阀组故障,例如:阀芯堵塞等;
8.1.3液压马达功率不够大;
8.1.3液压油质量问题;
8.2 处理措施
针对以上几种主要的故障原因,简单有效的处理措施如下:
8.2.1(液压马达反转)调整马达转向;
8.2.2(液压操作阀组故障)拆卸阀组,仔细检查有无机械故障,如有更换或者修复,如果阀芯有杂物堵塞进行彻底清洗;
8.1.3(液压马达功率不够大)更换与液压泵功率匹配的液压马达;
8.1.3(液压油质量问题)检查液压油有无被污染,若有把管路及油箱进行彻底清洗并更换液压油。
9某个液压油缸不动作
9.1 原因分析
由于衬砌台车工作环境相对较差,尤其是在环境不整洁,灰尘、混凝土落在油缸上面较多而油缸动作相对比较频繁的情况下,油缸承受较大的压力,导致部分油缸出现漏油、没有动作、自动收缩等故障。
9.2 处理措施
如果发现某个液压缸不动作或者重负荷的时候自动收缩,应该首先检查液压油管路有没有漏油,再操作油缸看压力表能否达到额定压力,如能够达到额定压力应该是管路堵塞;如果压力表几乎不动或者有不大的动作说明油缸有内泄,需要更换密封件。
10更加先进的衬砌台车的设计方法探讨
部分隧道施工项目使用无骨架衬砌台车,此种台车的优点是净空面大,隧道内的污浊空气相比有骨架台车更加容易通过台车到达洞外;另外查阅资料发现有部分生产厂家对衬砌台车增加自动控制系统,能有效地对衬砌混凝土压力监测,泵送压力达到额定值后会自动停止泵送,还能自动控制振捣器均匀地进行混凝土捣固。也许在未来的几年中衬砌台车生产企业会制造出更加先进的、安全高效的衬砌台车服务于国家工程建设。
11结束语
在隧道衬砌施工中衬砌的外观质量和内在质量同等重要,由于衬砌台车发生故障的原因有很多种,既有台车本身设计的问题又有施工中操作人员素质不够高、操作不细心所致,根据不同问题采取不同的处理方法。只要处理问题时候细致观察、耐心对比、查找原因、分析原因,及时处理故障原因,加强对操作人员进行安全培训,管理部门定期进行巡视检查,发现问题及时处理,一定能保证台车有良好的机况,从而更有利于工程顺利进行。
参考文献:
[1]李永清,隧道二次衬砌外观质量的影响因素及防治措施[J].山西建筑.2004(5):116-1171
[2]孙立坤,王志勇,公路隧道二次衬砌搭接错台的原因及防治措施[J].吉林交通科技.2002(3):27-28
[2]福建順鑫路桥设备有限公司技术文件
关键词:衬砌台车;常见问题;处理措施
近年来,随着隧道施工技术的进步及各种先进仪器的使用,各个建设单位对衬砌面外观质量要求越来越高,对台车的设计、制作及使用的要求也越来越高,隧道二衬外观质量已经成为评价隧道质量的标准之一。近十年来国家基础设施建设规模迅速扩大,而相应的衬砌施工人员及台车制作人员的技术实力没有同步提高,高素质的技术人员严重不足,一部分隧道衬砌外观质量相当差,给单位造成了不好的影响,甚至是很大的经济损失。
常规的隧道衬砌施工中相邻两模的搭接处的错台和窗口处的错台是影响衬砌外观质量的主要原因。现结合阳泉西环项目檀树岩隧道的衬砌台车及项目上多为经验丰富的老员工的经验对衬砌台车使用中见到的主要问题进行分析探讨。
1窗口错台问题
台车的窗口一般在新拼装好的时候接缝错台很小,使用一段时间后固定窗口的螺杆变形或者工人责任心不强导致接缝错台,大多是由于窗口处沾结的混凝土没有清理干净导致窗口不能关闭紧密产生错台,不仅影响衬砌外观质量还影响边墙处粘贴瓷片的平整度,还有一些是因为固定窗口的零件丢失导致窗口固定不严谨,衬砌施工时候混凝土的压力导致窗口变形导致错台。
阳泉西环项目的衬砌面发现过窗口错台过大的问题,后经过现场调查分析原因主要有:
(1)窗口处粘结的混凝土没有清理干净。
(2)窗口固定的插销部分丢失导致窗口加固力量薄弱,衬砌浇筑的时候窗口内缩产生错台。
针对以上的原因进行处理过后,衬砌外观明显改变。
搭接错台是隧道衬砌施工中常见的问题,也是不太容易控制的问题,良好的外观质量的衬砌面的搭接错台都在3mm之内,超过3mm的就需要进行修补处理,否则外观质量不能保证。造成相邻两模的搭接错台的原因很多,一般都是由于作业人员责任心不够强、或者粗心大意造成的。
2相邻两模搭接错台问题
2.1搭接错台问题的原因分析:
2.1.1衬砌台车质量问题
部分台车厂家生产的衬砌台车设计存在一定的缺陷,同样12米长的衬砌台车有的设计用5个门架支撑模板,有的设计用6个门架支撑模板,同样规格尺寸的门架在整体重量不超重的情况下当然越多越稳定。阳泉西环项目使用的台车就只有5个门架,施工中经常出现台车偏移的现象,后来采取措施解决了此问题;
2.1.2工人操作责任心不够强
部分工人为了节约时间或者偷懒,在台车定位加固的时候部分前进丝杆没有文全支撑到位并旋紧,造成灌注混凝土的时候台车收到外力的挤压产生变形,脱模后明显有错台存在;
2.1.3浇筑速度过快、左右两侧浇筑高度不均衡
浇筑速度过快容易造成浮力进而抬升衬砌台车,台车本身的重量不足以稳定台车从而造成衬砌错台;部分作业人员为了省力,在刚开始浇筑的时候不及时进行左右窗口更换浇筑,台车左右两侧的混凝土面严重不平衡,导致台车朝一边偏移,严重者会导致台车侧翻或者较大变形造车较大的经济损失;
2.1.4 搭接处没有清理干净
模板台车和已经施做过的衬砌面如果没有清理干净,定位时候面板不能紧贴衬砌面导致灌注时漏浆产生错台;
2.1.5 搭接长度过长
当搭接长度过长的时候不容易模板和衬砌面紧密结合,导致存在缝隙产生错台和漏浆,尤其是在曲线隧道较为明显。
2.2 处理措施
2.2.1 在门架内增加支撑杆(工字钢),下端在地上安装钢筋,上端支撑在底纵梁上;
2.2.2 加強对施工人员的培训教育,增强责任心,定位时候所有丝杆加固到位,加固结实;
2.2.3 控制浇筑速度,保持两侧平衡。可以在台车中间安装溜槽进行分流,左右两侧的尺寸及角度必须一致,另外需要观察窗口的人员足够细心,发现不平衡时及时调整两侧的混凝土灌注量,起拱线以下时两侧浇筑差异控制在1米左右为宜;
2.2.4 定位时候把衬砌台车后部的面板和搭接处的衬砌面清理干净;
2.5.5 减小搭接长度,一般搭接长度以10cm左右为宜,上下不超过2cm。
3台车上浮及产生错台的问题
部分台车设计时候没有充分考虑台车在衬砌的时候产生的浮力问题,台车底模曲线没有处理好,导致台车在使用的时候出现上浮现象,造成衬砌搭接处及曲墙底部与条形基础搭接处产生错台及漏浆。
3.1 原因分析
在衬砌混凝土浇筑时候,当浇筑拱部底下混凝土的时候,由于混凝土呈半流动状态,产生对衬砌台车横向及向上的力,直接挤压、顶台圆弧段模板,当模板的上浮力足够大时便会抬起衬砌台车,这种现象在浇筑速度过快的时候尤其明显。
3.2处理方法
3.2.1 在台车底部采取措施抵消混凝土的浮力
有的衬砌工艺为矮边墙和在衬砌时候一起浇筑,没有矮边墙的话最好在衬砌之前制作矮边墙,衬砌台车的底模定位时候紧贴矮边墙,不但消除一部分向上的浮力而且台车底模和矮边墙之间的摩擦力也会抵消一部分混凝土的浮力。
3.2.2 在台车顶部施加向下的压力,抵消台车上浮的力量
可在台车没有衬砌的一端顶部设置支撑,安装一台不小于50吨的机械千斤顶。浇筑时候尽量利用现有的窗口,减小混凝土的下落高度,最好控制在2米以内,以减小混凝土下落时候产生的冲击力达到较小浮力的目的,左右两侧浇筑速度应均衡。
4台车模板与门架错位
由于部分台车没有采取相应的预防模板与骨架错位的措施,台车在使用的过程中经常会发生模板与骨架错位的现象,尤其是在一些有较大纵坡的隧道内施工的时候,再加上一些一线施工的人员责任心不够强,不能及时采取相应的处理措施,往往导致支撑丝杆穿不上,升降主油缸偏斜,以至于在台车使用过程中经常发生油缸损坏,门架扭曲变形甚至跑模。 4.1 原因分析
一般是由于在浇筑过程中,隧道有一定的纵坡,在使用的过程中台车两端受力不均衡导致模板立柱稍微倾斜,长期下去产生更大的倾斜角度,另外的主要原因为台车在安装的时候由于安装人员责任心不够强,安装过后就存在模板与骨架的错位。
4.2 处理方法
先用手拉葫芦将模板与骨架之间的错位校正,然后再在通梁上上增设纵向八字斜撑。在有纵坡尤其是纵坡较大大隧道内使用的台车还应在纵梁和门架梁之间增设抗倾丝杆,不少于4个,以防止模板和骨架再次错位。
5衬砌混凝土表面不光洁
部分衬砌好的混凝土表面不光洁、有气泡、光泽度差,修补费时费力,影响外观质量。
5.1 原因分析
5.1.1 衬砌几组混凝土后模板表面没有及时进行打磨处理;
5.1.2 衬砌过程中模板表面产生的气泡没有完全排除,附着在面板附近,造成小的或者蜂窝麻面;
5.1.3 混凝土太干,衬砌过程中没有完全振捣到位;
5.2 处理措施
使用专用脱模剂或者油料涂抹面板表面,涂抹均匀,减少打磨面板的次数;
另外考虑在衬砌浇筑底边墙时候采用塌落度适当大一点的混凝土,使用台车上带的振动器配合振动棒进行严格的振捣。
6衬砌台车使用一段时间后面板间连接缝变大
6.1 原因分析
台车的面板与面板之间的连接是通过螺栓连接的,螺栓孔和螺栓之间有1-2mm的间隙,在台车使用一段时间后由于振捣和混凝土压力造成台车稍微变形。
6.2 处理措施
针对面板接缝之间的错台处理最好在打第一组衬砌后安排专人对面板之间的连接螺丝全部紧固一遍,以后打第6组后再全部紧固一遍基本上就不会再松动了,以后经常检查,发现松动的及时紧固。如果有时间或者人力投入的话最好是在新台车拼装后使用电焊机把面板环向连接缝全部焊住,然后使用角磨机打磨平整,这样衬砌出来的外观质量会明显改善。
7衬砌台车衬砌到顶时候发生打塌或打变形的问题
7.1 原因分析
衬砌到顶部的时候偶尔会发生顶部打塌或变形的现象,这是比较严重的事故,修复起来很麻烦。发生这一现象的主要是因为施工人员经验不足、观察不仔细。当混凝土浇筑的台车顶部封顶的时候由于输送泵的泵送压力比较大如果遇到混凝土凝固堵塞或者已经浇筑满而工人没有及时发现并停止泵送混凝土,这时模板顶部的压力会达到几百吨大大超出一般台车设计所能承受的压力,这就很容易发生模板台车顶部变形甚至打塌现象。
7.2 处理措施
在二次衬砌施工中如果浇筑到顶部时,必须派专人仔细观察剩余所需混凝土量,发现泵送管道的颤动或声音变化时及时停止泵送,操作输送泵的人应注意观察泵送压力的变化,及时停止泵送,避免造成不必要的损失。
8台车液压系统没有压力
8.1 原因分析
有时候衬砌台车液压系统会没有压力,油缸无法动作,主要原因有以下几点:
8.1.1 液压马达反转;
8.1.2 液压操作阀组故障,例如:阀芯堵塞等;
8.1.3液压马达功率不够大;
8.1.3液压油质量问题;
8.2 处理措施
针对以上几种主要的故障原因,简单有效的处理措施如下:
8.2.1(液压马达反转)调整马达转向;
8.2.2(液压操作阀组故障)拆卸阀组,仔细检查有无机械故障,如有更换或者修复,如果阀芯有杂物堵塞进行彻底清洗;
8.1.3(液压马达功率不够大)更换与液压泵功率匹配的液压马达;
8.1.3(液压油质量问题)检查液压油有无被污染,若有把管路及油箱进行彻底清洗并更换液压油。
9某个液压油缸不动作
9.1 原因分析
由于衬砌台车工作环境相对较差,尤其是在环境不整洁,灰尘、混凝土落在油缸上面较多而油缸动作相对比较频繁的情况下,油缸承受较大的压力,导致部分油缸出现漏油、没有动作、自动收缩等故障。
9.2 处理措施
如果发现某个液压缸不动作或者重负荷的时候自动收缩,应该首先检查液压油管路有没有漏油,再操作油缸看压力表能否达到额定压力,如能够达到额定压力应该是管路堵塞;如果压力表几乎不动或者有不大的动作说明油缸有内泄,需要更换密封件。
10更加先进的衬砌台车的设计方法探讨
部分隧道施工项目使用无骨架衬砌台车,此种台车的优点是净空面大,隧道内的污浊空气相比有骨架台车更加容易通过台车到达洞外;另外查阅资料发现有部分生产厂家对衬砌台车增加自动控制系统,能有效地对衬砌混凝土压力监测,泵送压力达到额定值后会自动停止泵送,还能自动控制振捣器均匀地进行混凝土捣固。也许在未来的几年中衬砌台车生产企业会制造出更加先进的、安全高效的衬砌台车服务于国家工程建设。
11结束语
在隧道衬砌施工中衬砌的外观质量和内在质量同等重要,由于衬砌台车发生故障的原因有很多种,既有台车本身设计的问题又有施工中操作人员素质不够高、操作不细心所致,根据不同问题采取不同的处理方法。只要处理问题时候细致观察、耐心对比、查找原因、分析原因,及时处理故障原因,加强对操作人员进行安全培训,管理部门定期进行巡视检查,发现问题及时处理,一定能保证台车有良好的机况,从而更有利于工程顺利进行。
参考文献:
[1]李永清,隧道二次衬砌外观质量的影响因素及防治措施[J].山西建筑.2004(5):116-1171
[2]孙立坤,王志勇,公路隧道二次衬砌搭接错台的原因及防治措施[J].吉林交通科技.2002(3):27-28
[2]福建順鑫路桥设备有限公司技术文件