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摘要:文章通过对某大型公路隧道仰拱衬砌施工总结，分析出了采用整体仰拱台车对隧道仰拱浇筑混凝土施工的新方法,使之与拱墙二次衬砌的受力形成完好的闭合环,保证了仰拱的施工质量和受力要求。
关键词:公路隧道， 仰拱衬砌 ，整体模注技术
Abstract: the paper up a large highway tunnel lining construction arch summarized, analyzed, out of the whole arch tunnel car back up casting concrete construction of the arch new methods, and arch wall of the second lining the stress of the formation of the closed loop in good condition, ensure the quality of the construction of the arch supine and force requirements.
Keywords: highway tunnel, and is turning arch lining, integral mould note technology
中图分类号：X734文献标识码：A 文章编号：
大型公路隧道对仰拱施工要求很严,在施工中,明令禁止采用仰拱和填充同时施工或分幅施工的方法,要求必须按设计先整体施作仰拱并保证仰拱的弧形,有很多施工单位因此受罚或返工。究其原因,不是施工单位不愿做,而是仰拱弧形施工确实存在很多困难,主要有:一是仰拱不好立模,采用一般的组合模板施工仰拱要固定好模板非常困难,做起来既费工又费时,对有工期压力的长大隧道很是头疼;二是浇筑仰拱混凝上捣固难,一般的施工方法要做到仰拱成弧形根本不敢捣固,所以仰拱质量得不到保证。通过多次实践和施工现场多次改进,总结了ˉ套采用整体仰拱台车施作仰拱衬砌的技术,取得了很好的效果,解决了传统施工方法难以做到的技术难题,保证了仰拱的施工质量和受力要求。
下面以某高速公路一大型隧道施工为例,对整体仰拱台车施工技术进行介绍。
一、概述
华南某高速公路一大型隧道，隧道全长6505m,地形起伏较大,属深灰色砂岩夹页岩、泥岩为主,岩层倾角较缓,节理裂隙较发育,岩体较破碎质软,地質条件较差。全隧道以Ⅲ级围岩为主,进出口为Ⅳ、Ⅴ级围岩。隧道最大开挖宽度为1390cm,最大开挖高度为100⒍m。
在施工中,Ⅴ级围岩开挖采用大拱脚台阶法施工,Ⅳ级围岩开挖采用三台阶法施工,Ⅲ级围岩开挖以二台阶法为主,仰拱采用整体模板台车模注施工,二衬采用自行式液压衬砌台车模注施工。
二、仰拱模板台车的设计、制作
仰拱模板的设计首先要参考设计图纸,详细了解设计图纸关于仰拱部份各部位的几何尺寸、弧庋、有无预埋件或预留孔洞等,还应熟悉相关规范要求。仰拱台车在设计时上口两侧应高出仰拱填充面⒛cm为宜,以便二衬台车就位。为确保安全,一般晴况下,仰拱一次性开挖规定不得超过6m,因此,仰拱设计长度也不
宜超过6m。
整体仰拱模板台车一般分为车架、丝杆支拆模系统、模板(含振捣)和行走系统四大部份。
(一)台车车架
整体仰拱模板台车车体主骨架采用桁架结构,纵向主梁采用130c工字钢,上下各2根,共4根;横梁采用120b工字钢,每一断面上下各2根,共10根;台车底部和两侧还分别设有支撑模板的竖向和三角形支撑架,这些支撑架采用Ⅱ6工字钢。纵向主梁、横梁间采用工字钢焊接成台车主架,支撑架根据设计断面直接焊接在主架上,为确保台车刚度,每隔1500m焊接ˉ道横梁和支撑架,然后再支撑架外侧采用[12槽钢焊接成100×75cm(横×纵)的网状,焊接[12槽钢前要按设计仰拱断面的弧形弯制成型,以便下步在槽钢外侧焊接模板。
(二)、丝杆支拆模系统
为方便支模和拆模,台车主架与两侧边模之间采用可伸缩丝杆连接,边模和低模间采用活动螺杆铰链联接。为防止浇注混凝土时台车上浮,台车两侧上口采用可伸缩丝杆支撑于初期支护的边墙上。
(三)、摸板及振捣器
模板采用5mm厚钢板,焊接时要紧贴槽钢亩,先采用点焊固定,然后满焊。为方便仰拱底部混凝土浇注,台车底部模板每个分格均留混凝土泵送窗口,泵送窗口大小以60×40cm为宜。为确保仰拱混凝土密实度,在模板里侧共安装4台附着式振捣器。
(四)行走系统
仰拱台车行走采用机械牵引或顶推的方式,在台车两端各设一组(两个)轮胎,轮胎一组大ˉ组小,大的一组置于前端,小的一组置于后端,每组轮胎采用横杆连接,并在每个轮胎处各设-个千斤顶,当需要移动台车时,千斤顶升起,使台车与仰拱混凝土面分离,牵引台车行走。
(五)安装调试
仰拱台车焊接制作时要选在平坦的硬化地面上进行，并设置作业的台座,以便焊接操作,最好能有起吊桁车设各。制作时先根据设计下料,然后焊接,一定要对每一道焊缝进行认真焊接,不得漏焊。
台车焊接完成后,首先要对模板的弧度、焊接情况、丝杆的活动情况等进行全面检查和调试,检查调试合格后,最后还要进行打磨和涂漆,模板表面作刷油防锈处理。
三、仰拱模板台车的就位
模板台车在洞外制作完成后,大轮向隧道前进方向,将通往仰拱的路段整平,首次就位可采用顶推加牵引的方法,如遇下坡道采用后牵引进行。台车到达待衬段后,可采用千斤顶进行横移就位,就位时要测量放线,并利用丝杆调节好模板位置,确保就位精度满足要求。就位后将防止上浮丝杆顶紧,最后在模板台车端
头立挡头模。
四、浇注仰拱混凝土
浇注仰拱混凝土时,先浇注底部,然后对称浇注两侧,对称浇注两侧时浇注混凝土的高差应控制在50cm以内。浇注底部时利用浇注窗口进行,浇注完成一段后关闭该段窗口,进行下一段浇注,依次完成底部混凝土浇注。浇注两侧时由两侧模边处下放混凝土。
浇注仰拱混凝土采用泵送法施工,输送泵钢管前端应接混凝土软管,以方便操作。浇注时应连续进行,避免因停歇造成“冷缝”,间歇时间不得超过混凝土的初凝时间。浇注时要边浇边振捣,振捣应做到不漏不过,过振会造成浆上浮,对模板也可能造成压力过大而变形。
五、仰拱模板台车的拆模
当仰拱浇注完成混凝土强度达到设计强度的80%时(以最后浇注一盘计控),即可进行拆模。拆模时应首先拆去挡头模,松开防止上浮的支撑丝杆;然后松开两侧连接模板的丝杆,使两侧模板与混凝土分离;再启动千斤顶使底模与底部混凝土分离,启动千斤顶时应一端先起,尽晕避免两端同时升起。
六、注意事项
1.仰拱台车设计时,要充分考虑台车车架的刚度,如台车长度超过鲕应选用较大号的型钢、槽钢及较厚的模板,做到先设计后制作。
2.仰拱台车在设计时两侧应高出仰拱填充面30cm左右,以便二衬台车就位,与二衬台车下口两侧的边模相结合。
3.仰拱施工时,掌子面不可能停止施工,因此在设计仰拱台车时要考虑预留施工栈桥的位置,仰拱台车不宜设计过高,以防影响安放施工栈桥。
4.台车就位前必须将仰拱虚碴、杂物等清理干净,并涂抹脱模剂,经检查合格后才可就位,就位时一定要测量放样,确保就位精度及几何尺寸满足要求。
5.浇注仰拱混凝土时一定要按先底部后两侧对称浇注的程序,边浇注边利用附着式振捣器和插人式振捣棒均匀振捣密实,完成一段后及时关闭混凝土泵送窗口。振捣时要注意观察,防止模板台车变形、上浮及跑模等现象,不得过振。
6.仰拱台车使用中应经常检查,主要检耷项目有:模板是否有凹凸、焊缝是否有断裂、主架是否有变形、可调节丝杆是否有润滑油、边模与底模连接铰链螺杆是否活动,以及行走系统的轮胎和千斤顶等。
7.整体仰拱模板台车最适合仰拱无钢筋的Ⅲ级围岩段施工,对于仰拱有钢筋的Ⅳ、Ⅴ级围岩地段,当完成一段仰拱衬砌后,需将仰拱台车后退至已衬砌段,待下一段钢筋绑扎完成后,再将仰拱台车推至待衬段就位,推台车时要注意不能碰坏已绑扎好的钢筋,可采用在钢筋上铺工字钢牵引的方法。
8.为便于整体仰拱模板台车的安装与拆卸,主架间的连接也可以采用螺丝连接,在工字钢端头设连接钢板,然后钻螺丝孔即可。
七、结论
大型公路隧道仰拱填充同步施工和仰拱分幅浇注都是明令禁止的,因此,以前普遍采用组合模板进行仰拱混凝土模注施工,全过程都是人工安装,过程繁琐、操作缓慢、模板固定困难,施工中还容易出现漏浆、跑模、上浮等情况,且受人的操作水平和不敢振捣等因素影响,仰拱混凝土施工质量较差、施工难度大、进度
缓慢。根据设计图纸和相关规范、规定的要求,自行设计、制作的整体仰拱模板台车，经过精心施工，取得了良好的经济效益,得到了业主、设计及监理的一致认可，值得推广。
关键词:公路隧道， 仰拱衬砌 ，整体模注技术
Abstract: the paper up a large highway tunnel lining construction arch summarized, analyzed, out of the whole arch tunnel car back up casting concrete construction of the arch new methods, and arch wall of the second lining the stress of the formation of the closed loop in good condition, ensure the quality of the construction of the arch supine and force requirements.
Keywords: highway tunnel, and is turning arch lining, integral mould note technology
中图分类号：X734文献标识码：A 文章编号：
大型公路隧道对仰拱施工要求很严,在施工中,明令禁止采用仰拱和填充同时施工或分幅施工的方法,要求必须按设计先整体施作仰拱并保证仰拱的弧形,有很多施工单位因此受罚或返工。究其原因,不是施工单位不愿做,而是仰拱弧形施工确实存在很多困难,主要有:一是仰拱不好立模,采用一般的组合模板施工仰拱要固定好模板非常困难,做起来既费工又费时,对有工期压力的长大隧道很是头疼;二是浇筑仰拱混凝上捣固难,一般的施工方法要做到仰拱成弧形根本不敢捣固,所以仰拱质量得不到保证。通过多次实践和施工现场多次改进,总结了ˉ套采用整体仰拱台车施作仰拱衬砌的技术,取得了很好的效果,解决了传统施工方法难以做到的技术难题,保证了仰拱的施工质量和受力要求。
下面以某高速公路一大型隧道施工为例,对整体仰拱台车施工技术进行介绍。
一、概述
华南某高速公路一大型隧道，隧道全长6505m,地形起伏较大,属深灰色砂岩夹页岩、泥岩为主,岩层倾角较缓,节理裂隙较发育,岩体较破碎质软,地質条件较差。全隧道以Ⅲ级围岩为主,进出口为Ⅳ、Ⅴ级围岩。隧道最大开挖宽度为1390cm,最大开挖高度为100⒍m。
在施工中,Ⅴ级围岩开挖采用大拱脚台阶法施工,Ⅳ级围岩开挖采用三台阶法施工,Ⅲ级围岩开挖以二台阶法为主,仰拱采用整体模板台车模注施工,二衬采用自行式液压衬砌台车模注施工。
二、仰拱模板台车的设计、制作
仰拱模板的设计首先要参考设计图纸,详细了解设计图纸关于仰拱部份各部位的几何尺寸、弧庋、有无预埋件或预留孔洞等,还应熟悉相关规范要求。仰拱台车在设计时上口两侧应高出仰拱填充面⒛cm为宜,以便二衬台车就位。为确保安全,一般晴况下,仰拱一次性开挖规定不得超过6m,因此,仰拱设计长度也不
宜超过6m。
整体仰拱模板台车一般分为车架、丝杆支拆模系统、模板(含振捣)和行走系统四大部份。
(一)台车车架
整体仰拱模板台车车体主骨架采用桁架结构,纵向主梁采用130c工字钢,上下各2根,共4根;横梁采用120b工字钢,每一断面上下各2根,共10根;台车底部和两侧还分别设有支撑模板的竖向和三角形支撑架,这些支撑架采用Ⅱ6工字钢。纵向主梁、横梁间采用工字钢焊接成台车主架,支撑架根据设计断面直接焊接在主架上,为确保台车刚度,每隔1500m焊接ˉ道横梁和支撑架,然后再支撑架外侧采用[12槽钢焊接成100×75cm(横×纵)的网状,焊接[12槽钢前要按设计仰拱断面的弧形弯制成型,以便下步在槽钢外侧焊接模板。
(二)、丝杆支拆模系统
为方便支模和拆模,台车主架与两侧边模之间采用可伸缩丝杆连接,边模和低模间采用活动螺杆铰链联接。为防止浇注混凝土时台车上浮,台车两侧上口采用可伸缩丝杆支撑于初期支护的边墙上。
(三)、摸板及振捣器
模板采用5mm厚钢板,焊接时要紧贴槽钢亩,先采用点焊固定,然后满焊。为方便仰拱底部混凝土浇注,台车底部模板每个分格均留混凝土泵送窗口,泵送窗口大小以60×40cm为宜。为确保仰拱混凝土密实度,在模板里侧共安装4台附着式振捣器。
(四)行走系统
仰拱台车行走采用机械牵引或顶推的方式,在台车两端各设一组(两个)轮胎,轮胎一组大ˉ组小,大的一组置于前端,小的一组置于后端,每组轮胎采用横杆连接,并在每个轮胎处各设-个千斤顶,当需要移动台车时,千斤顶升起,使台车与仰拱混凝土面分离,牵引台车行走。
(五)安装调试
仰拱台车焊接制作时要选在平坦的硬化地面上进行，并设置作业的台座,以便焊接操作,最好能有起吊桁车设各。制作时先根据设计下料,然后焊接,一定要对每一道焊缝进行认真焊接,不得漏焊。
台车焊接完成后,首先要对模板的弧度、焊接情况、丝杆的活动情况等进行全面检查和调试,检查调试合格后,最后还要进行打磨和涂漆,模板表面作刷油防锈处理。
三、仰拱模板台车的就位
模板台车在洞外制作完成后,大轮向隧道前进方向,将通往仰拱的路段整平,首次就位可采用顶推加牵引的方法,如遇下坡道采用后牵引进行。台车到达待衬段后,可采用千斤顶进行横移就位,就位时要测量放线,并利用丝杆调节好模板位置,确保就位精度满足要求。就位后将防止上浮丝杆顶紧,最后在模板台车端
头立挡头模。
四、浇注仰拱混凝土
浇注仰拱混凝土时,先浇注底部,然后对称浇注两侧,对称浇注两侧时浇注混凝土的高差应控制在50cm以内。浇注底部时利用浇注窗口进行,浇注完成一段后关闭该段窗口,进行下一段浇注,依次完成底部混凝土浇注。浇注两侧时由两侧模边处下放混凝土。
浇注仰拱混凝土采用泵送法施工,输送泵钢管前端应接混凝土软管,以方便操作。浇注时应连续进行,避免因停歇造成“冷缝”,间歇时间不得超过混凝土的初凝时间。浇注时要边浇边振捣,振捣应做到不漏不过,过振会造成浆上浮,对模板也可能造成压力过大而变形。
五、仰拱模板台车的拆模
当仰拱浇注完成混凝土强度达到设计强度的80%时(以最后浇注一盘计控),即可进行拆模。拆模时应首先拆去挡头模,松开防止上浮的支撑丝杆;然后松开两侧连接模板的丝杆,使两侧模板与混凝土分离;再启动千斤顶使底模与底部混凝土分离,启动千斤顶时应一端先起,尽晕避免两端同时升起。
六、注意事项
1.仰拱台车设计时,要充分考虑台车车架的刚度,如台车长度超过鲕应选用较大号的型钢、槽钢及较厚的模板,做到先设计后制作。
2.仰拱台车在设计时两侧应高出仰拱填充面30cm左右,以便二衬台车就位,与二衬台车下口两侧的边模相结合。
3.仰拱施工时,掌子面不可能停止施工,因此在设计仰拱台车时要考虑预留施工栈桥的位置,仰拱台车不宜设计过高,以防影响安放施工栈桥。
4.台车就位前必须将仰拱虚碴、杂物等清理干净,并涂抹脱模剂,经检查合格后才可就位,就位时一定要测量放样,确保就位精度及几何尺寸满足要求。
5.浇注仰拱混凝土时一定要按先底部后两侧对称浇注的程序,边浇注边利用附着式振捣器和插人式振捣棒均匀振捣密实,完成一段后及时关闭混凝土泵送窗口。振捣时要注意观察,防止模板台车变形、上浮及跑模等现象,不得过振。
6.仰拱台车使用中应经常检查,主要检耷项目有:模板是否有凹凸、焊缝是否有断裂、主架是否有变形、可调节丝杆是否有润滑油、边模与底模连接铰链螺杆是否活动,以及行走系统的轮胎和千斤顶等。
7.整体仰拱模板台车最适合仰拱无钢筋的Ⅲ级围岩段施工,对于仰拱有钢筋的Ⅳ、Ⅴ级围岩地段,当完成一段仰拱衬砌后,需将仰拱台车后退至已衬砌段,待下一段钢筋绑扎完成后,再将仰拱台车推至待衬段就位,推台车时要注意不能碰坏已绑扎好的钢筋,可采用在钢筋上铺工字钢牵引的方法。
8.为便于整体仰拱模板台车的安装与拆卸,主架间的连接也可以采用螺丝连接,在工字钢端头设连接钢板,然后钻螺丝孔即可。
七、结论
大型公路隧道仰拱填充同步施工和仰拱分幅浇注都是明令禁止的,因此,以前普遍采用组合模板进行仰拱混凝土模注施工,全过程都是人工安装,过程繁琐、操作缓慢、模板固定困难,施工中还容易出现漏浆、跑模、上浮等情况,且受人的操作水平和不敢振捣等因素影响,仰拱混凝土施工质量较差、施工难度大、进度
缓慢。根据设计图纸和相关规范、规定的要求,自行设计、制作的整体仰拱模板台车，经过精心施工，取得了良好的经济效益,得到了业主、设计及监理的一致认可，值得推广。