地下工程特殊段落衬砌施工技术研究.pdf
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1、文章编号:()收稿日期:网络首发日期:基金项目:中铁十九局集团有限公司科技研究开发计划项目()作者简介:宋扬()男吉林敦化人高级工程师主要研究方向为隧道工程:.引文格式:宋扬.地下工程特殊段落衬砌施工技术研究.铁道建筑技术():.地下工程特殊段落衬砌施工技术研究宋 扬(中铁十九局集团第五工程有限公司 辽宁大连)摘 要:二次衬砌是地下工程施工的关键性工序普遍采用衬砌台车进行施工但随着地下工程的用途愈加广泛各种地下工程特殊段落衬砌的出现导致传统衬砌台车无法满足目前的施工需求需对地下工程中特殊段落衬砌进行专题研究实现专项突破 为此通过对地下工程特殊段落衬砌施工工艺进行研究针对此类特殊段落衬砌施工研发
2、了可调节模板结构、可拆分变跨度衬砌台车、高端墙支架法支顶体系、洞室内消防水池两次搭设脚手架工艺以及喇叭口处隧道衬砌支护结构等方式可解决连续变断面段落衬砌、小曲线半径段落衬砌、隧道内大断面超高端墙、隧道洞室内消防水池和喇叭口处隧道衬砌等特殊段落衬砌的施工难题 经大量工程实践证明施工工艺成熟对特殊段落隧道二次衬砌的施工质量控制效果好结构新颖获得了良好的工程效果关键词:地下工程 特殊衬砌 可调节模板 高端墙施工 洞内消防水池中图分类号:.文献标识码:./.(.):.:引言随着地下工程规模的增大其用途也愈加广泛各种地下工程特殊段落衬砌也随之出现在特殊段落衬砌施工方面王明年等对地下隧道明挖段隧道衬砌结构
3、部分采用预制方法施工进行了研究时亚昕对长大隧道二次衬砌采用预制方法施工进行了现场试验西康线铁路秦岭隧道的二次衬砌施工中使用了拼装管节式施工其长度为一个 掘进行程 在新技术、新方法研究与应用方面王德超等基于新型机械设备和新材料的研发、施工工艺以及组合形式探讨了预制装配式结构的发展前景和方向宋丹等阐铁道建筑技术 ()宋扬:地下工程特殊段落衬砌施工技术研究述了暗挖隧道装配式管片拼装中需解决的关键技术问题介绍了配套的拼装设备结构组成及功能特点 综上所述虽然在特殊段落的二次衬砌施工中已存在且有一些较为成功的工程案例但如连续变断面段落衬砌、小曲线半径段落衬砌、隧道内大断面超高端墙、隧道洞室内消防水池、喇叭
4、口处隧道衬砌等特殊段落衬砌的出现仍存在很多极具挑战性的施工难题需要解决急需强有力的理论基础配合合理有效的施工方法 因此开展特殊段落衬砌的施工技术研究有着非常重大的工程、社会和战略意义 随着技术的提高和工艺的创新对于特殊段落衬砌混凝土施工质量有较好的提升 连续变断面段落衬砌地下工程施工中常见的变断面衬砌类型包括:高速铁路隧道中各种洞室(综合设备洞室、电力设备洞室断面、通信设备洞室、接触网开关控制站、接触网电动隔离开关洞室和防灾风机控制洞室断面)、高速铁路隧道斜井衬砌、普通铁路隧道避车洞和公路隧道各种预留洞室等 上述洞室衬砌结构一般为城门洞式即拱部为圆弧型、边墙为直墙型跨度为.圆弧半径为 圆弧角度
5、为 目前针对此类变断面衬砌模板支架工程施工中常见的工艺及问题如下:()加工定型厚度 的曲面钢模板但在长大隧道施工中洞室类型较多结构尺寸也各不相同需加工的钢模板类型较多造成模板利用率极低()利用小块平模板代替曲面钢模板进行施工如采用 的标准模板进行施工由于隧道衬砌断面多为曲面该工艺会造成降低衬砌成型质量上述问题在新建赤峰至喀左站铁路工程建平隧道的洞室施工中应用可调节模板得以完美解决 可调节模板不设横肋由模板底板、纵肋、端头连接板和连接螺栓组成采用钢材或铝合金等轻金属加工模板横、竖向长度控制在.其中:模板底板厚度为.纵肋采用角钢或方钢加工端头连接板在模板两头设置采用板材加工厚度为.根据模板最大弧度
6、开倒梯形口实现模板弧度可调整的效果如图 图 可调节模板结构、拼装示意(单位:)施工时先利用衬砌轮廓冷弯加工工字钢作为支持梁现场测量出工字钢底角、起拱线和拱顶位置将加工完成的工字钢支持梁定位在衬砌轮廓处纵向间距与模板长度模数相同 将可调节模板分别安装至支撑工字钢外侧用工具(如铁丝)穿入模板连接孔将可调节模板拉至支撑工字钢的弧度即可进行施工衬砌 针对不同断面尺寸隧道进行二次衬砌施工时拆除既有支撑工字钢重新安装支撑工字钢和可调节模板即可进行变断面段落衬砌施工 使用此模板可在一定范围内随意调整模板弧度达到一种模板实现变跨度、变曲线弧度的隧道断面二次衬砌的目的 小曲线半径段落衬砌市政工程的引水隧道逐渐兴
7、起受地形条件约束隧道在平面布置图上呈现为曲线隧道最小曲线半径仅为 并且此类隧道走向并非均为曲线多数是直线段和曲线段相结合且往往曲线段落衬砌断面区域大于直线段落衬砌断面区域所以施工该类型隧道的衬砌台车需要同时具备施工直线隧道和小曲线隧道的能力目前直线隧道和大曲线半径隧道衬砌施工通常采用衬砌台车衬砌加工长度一般为 但对于小曲线半径隧道按照此长度加工衬砌台车将导致衬砌施工侵限量过大影响衬砌成品的结构尺寸若缩短衬砌台车加工长度在直线段施工时将导致衬砌施工缝的数量增加同时影响施工效率 另外小曲线半径隧道施工大多采取以直代曲的施工方法 施工时势必发生曲线内侧台车与施工完成衬砌不能完全搭接、搭接量较大等现象
8、混凝土施工时外侧易出现错台易漏浆影响衬砌成型质量采取可拆分、变跨度衬砌台车即可解决上述问题.可拆分、变跨度衬砌台车宽度调节变断面衬砌台车宽度调节是对支撑工字钢和连接丝杆进行调整衬砌台车拱部模板采用可调节模板宽度变化时通过更换衬砌台车的环向支撑工字钢将可调节模板重新拉至环向支撑工字钢的弧度更换为新的结构尺寸达到拱部模板可调节的目的 衬砌台车边墙模板采用普通钢模板通过更换不同长度的连接丝杆达到边墙模板可调节的目的 为保证台车结构稳定性当丝杆长度.时采用 丝杆当丝杆长度.时采用 丝杆见图 图 变断面衬砌台车宽度调节铁道建筑技术 ()宋扬:地下工程特殊段落衬砌施工技术研究.可拆分、变跨度衬砌台车高度调
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