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        淺談鐵路隧道工程施工中的襯砌施工

        2018-03-19 06:40:56王鵬程
        城市道橋與防洪 2018年2期
        關(guān)鍵詞:邊墻臺車拱頂

        王鵬程

        (中鐵十六局集團(tuán)有限公司,北京市 100018)

        1 工程概況

        蘭渝鐵路東扎溝隧道出口位于漳縣大草灘鄉(xiāng)香木灣蓋牌溝內(nèi),全長3 035 m,為單洞雙線隧道,隧道洞身埋深范圍是9.7~423 m,為確保項目施工進(jìn)度,且保證工程質(zhì)量,要結(jié)合工程地質(zhì)情況進(jìn)行二次襯砌施工,文章重點對二次襯砌施工技術(shù)進(jìn)行了分析和探討。

        2 襯砌臺車的斷面結(jié)構(gòu)設(shè)計

        襯砌臺車斷面結(jié)構(gòu)在設(shè)計過程中,選取了長12 m的全自動液壓自行大模板襯砌臺車,以桁架式結(jié)構(gòu)為框架,厚10 cm的冷軋鋼板作為模板,將邊模下邊緣設(shè)置在高出內(nèi)軌頂面12 cm的地方。為控制施工時襯砌結(jié)構(gòu)始終處于隧道建筑限界外,需設(shè)計臺車模板外輪廓線大于隧道設(shè)計凈空值5 cm。以隧道凈空尺寸為基準(zhǔn),臺車設(shè)計時基準(zhǔn)圓為襯砌凈空間距4.6 m,為使得隧道線間距符合設(shè)計凈空,需通過拱頂中心增設(shè)加寬塊來修正臺車外輪廓線,如在開展4.7 m線間距的隧道襯砌結(jié)構(gòu)的施工時,需將臺車增加10 cm的加寬塊。

        3 二次襯砌施工要點

        3.1 總施工方案設(shè)計

        當(dāng)結(jié)構(gòu)初期支護(hù)完全收斂后可開展襯砌施工。襯砌施工流程:澆筑仰拱及填充混凝土→拱墻和小邊墻的混凝土施工。需控制仰拱結(jié)構(gòu)緊貼開挖面,全面施工采用了仰拱棧橋,拱墻襯砌主要采用了模板臺車襯砌,借助混凝土運載車開展運送工作,借助輸送泵開展?jié)仓ぷ?,以機械振搗使其最終成型。為確保臺車襯砌凈空值與隧道設(shè)計襯砌凈空值始終保持一致,在開展拱墻襯砌的二次施工時,需實時比對襯砌臺車外輪廓線和隧道設(shè)計凈空值,進(jìn)而控制最佳襯砌拱頂?shù)母叨龋渲?.7 m線間距段襯砌的拱頂高度需為設(shè)計值+5 cm,4.8~4.9 m線間距段襯砌拱頂?shù)母叨刃铻樵O(shè)計值+2 cm,5.0 m線間距段襯砌拱頂高度需為設(shè)計值+1 cm,邊墻處施工可借助施工小邊墻來把控[1]。

        襯砌斷面變化段的施工設(shè)計:先采用大線間距襯砌斷面的施工方式,緊挨著小線間距襯砌側(cè)開展施工作業(yè),認(rèn)真比對相鄰線間距襯砌斷面(見圖1),進(jìn)而確定最終襯砌錯臺的位置,該位置主要控制在拱腰上2 m到小邊墻這一范圍,邊墻處的錯臺可通過已施工小邊墻來合理修整,對于拱腰范圍錯臺不大于44 mm,可借助1.2 m×0.3 m木模進(jìn)行修正。

        3.2 詳細(xì)施工方案設(shè)計

        (1)仰拱和填充的施工要點

        仰拱施工過程中,要嚴(yán)格把控在拱墻襯砌超前36 m范圍外才能開展棧橋的搭設(shè),采用浮放模板支架使仰拱最終成型,控制縱向沒有施工縫,仰拱和填充混凝土要分別進(jìn)行澆筑,同時,要對填充面高程進(jìn)行嚴(yán)格把控,偏差控制在±15 mm,保持坡面平整,排水流通。

        (2)小邊墻的施工要點

        圖1 相鄰線間距襯砌結(jié)構(gòu)的斷面比較示意圖

        在開展小邊墻的施工時,需要把控高程為內(nèi)軌頂端20 cm,以定型鋼模板開展?jié)仓ぷ?,把控其與臺車邊模的搭接長度達(dá)到8 cm,并保證支撐結(jié)構(gòu)牢固,促使小邊墻頂部與邊墻襯砌模板粘合緊密。在進(jìn)行襯砌斷面變化處的小邊墻施工時,施工起點是變化點里程,把控在12 m的范圍內(nèi),并不斷向大里程方向過渡。

        (3)防水層的施工要點

        防水層建設(shè)前,需對初支面開展找平工作,并對外露錨桿、管棚等堅硬物進(jìn)行切割和磨平,為保持基面的干燥性,可通過安裝透水盲管,在必要時采用注漿方式進(jìn)行堵水。

        防水板全環(huán)施工要一次性完成,確??v向無施工縫,可結(jié)合混凝土循環(huán)澆筑長度來判斷一次鋪設(shè)長度,使得環(huán)向長度大于基面周長,且預(yù)留有10%的增余量[2]。防水板按照自上而下方向,選用無釘孔技術(shù)進(jìn)行固定,即先將無紡布選用塑料墊圈和射釘穩(wěn)固在基面上,后選用專業(yè)焊機以預(yù)設(shè)溫度將防水板焊接固定在墊圈上,拱部墊圈間距控制為0.5~0.7 m,邊墻墊圈的間距需在1.0~1.2 m內(nèi),呈現(xiàn)為梅花形格局。為便于開展下一段的搭接工作,需使得襯砌施工縫和防水板搭接處的錯開距離不低于60 cm??蛇x用雙縫熱熔爬焊機進(jìn)行防水板幅間的搭接,焊接前需清潔防水板表面,按照從上到下順序勻速焊接,控制搭接寬度、單條焊縫有效寬度均在15cm外。為便于開展后期的沖氣檢驗,可在端頭空氣柱處安設(shè)一個別針或薄金屬片,其中防水板接頭結(jié)構(gòu)見圖2。

        圖2 防水板接頭結(jié)構(gòu)圖

        (4)鋼筋骨架的施工要點

        鋼筋綁扎前期,需在場外借助鋼筋彎制機按照設(shè)計值把鋼筋彎制成型。鋼筋綁扎過程中,需配合多功能移動臺車,并在拱頂及內(nèi)軌頂面上的1 m處,以及兩側(cè)拱腰處設(shè)計“V”形支撐結(jié)構(gòu),同時,在底端處設(shè)計墊塊進(jìn)而確保初支面支撐,可有效避免損壞防水板,對于頂端和鋼筋臺車需確保其支撐的牢固性,并在“V”形支撐結(jié)構(gòu)上精準(zhǔn)判定鋼筋放樣點,之后可進(jìn)行鋼筋的綁扎施工。

        (5)混凝土灌注要點

        混凝土澆筑施工前,需清除模板上的積水和雜物等,并認(rèn)真檢查防水板和鋼筋等結(jié)構(gòu),確保其符合要求后,結(jié)合不同線間距襯砌在施工過程中的要求,合理調(diào)整和鎖定臺車。在進(jìn)行襯砌堵頭板的安設(shè)施工時,采用“L”形鋼筋卡固定止水帶,為防止損壞防水板,可于堵頭板和防水板連接處布設(shè)海面墊?;炷恋陌柚乒ぷ骶鶉?yán)格按照試配比在拌和站統(tǒng)一完成,嚴(yán)格控制其坍落度和含氣量,采用泵將混凝土送入模板結(jié)構(gòu)中,以分層對稱方式灌注,振搗棒以插入式進(jìn)行振搗[3]。每組襯砌混凝土澆筑時,需設(shè)計2組標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)試件,進(jìn)而確定56 d混凝土的抗壓強度,同時,仰拱混凝土需間隔500 m即開展1組同等條件的養(yǎng)護(hù)試件,拱墻襯砌需間隔200 m即開展1組同等條件的養(yǎng)護(hù)試件,以此來確定結(jié)構(gòu)實體強度。需結(jié)合試件及溫度確定二襯混凝土脫模時間,脫模后需馬上開展養(yǎng)護(hù),控制養(yǎng)護(hù)時間超過14 d。

        4 二襯混凝土施工質(zhì)量把控

        4.1 防水板施工質(zhì)量把控

        防水板鋪裝施工前需對基面開展修補和滲水清潔;在開展凸凹度較大的基面建設(shè)時,需保證足夠的松散系數(shù),并在斷面變化處設(shè)計懸掛點;每節(jié)防水板鋪裝結(jié)束后需開展外觀和質(zhì)量檢驗,確保合格;軟巖地段的混凝土襯砌在實際施工過程中,需緊挨開挖面,并在襯砌端部預(yù)留足夠的防水板接頭位置,以及嚴(yán)密防護(hù),防止掌子面爆破時損壞防水板;為防止防水板被扎破,需加強鋼筋、擋頭模板、預(yù)埋件,及混凝土運送等施工過程。

        4.2 混凝土品質(zhì)質(zhì)量把控

        需對水泥、粗細(xì)骨料、水、外加劑等混凝土原材料開展精細(xì)的試驗工作,以此來確定最佳混凝土配合比;施工時,在自動計量攪拌站進(jìn)行混凝土的統(tǒng)一拌和,嚴(yán)格控制攪拌前的粗細(xì)骨料含水率,為方便及時調(diào)整配合比,一般每次拌和需開展2次抽測,雨天則需要實時抽測;拌和時需嚴(yán)格控制混凝土拌和時間,通常在2~3 min,冬季施工時相對于常溫下攪拌時間要增加50%;混凝土拌和好以后,需嚴(yán)格控制使用時間范圍,氣溫20℃~30℃時,時間在1 h內(nèi),10℃~19℃時,時間在1.5 h內(nèi);嚴(yán)格避免混凝土在輸送中出現(xiàn)離析情況。

        4.3 混凝土灌注、振搗質(zhì)量把控

        施工方法對襯砌混凝土質(zhì)量影響很大,其中混凝土運輸、澆筑、振搗、養(yǎng)護(hù)等均會嚴(yán)重影響混凝土性能,故而要格外關(guān)注混凝土的運送、澆筑、振搗、養(yǎng)護(hù)等環(huán)節(jié)。此外,需結(jié)合結(jié)構(gòu)位置采取相應(yīng)的混凝土灌注、振搗方案。

        4.4 拱頂混凝土質(zhì)量把控

        拱頂混凝土采用分層分窗澆筑,由混凝土自模板窗口注入,從下到上、對稱分層,先開展墻后拱的澆筑,把控傾落自由高度要不大于2.0 m,當(dāng)大于2.0 m時,需選用串桶澆筑。為保證封頂時無空洞產(chǎn)生,可在臺車端頭和拱頂4 m間隔安設(shè)42 mm焊管的排氣管,為防止排氣管下沉,可將排氣管盡可能穩(wěn)固于模板靠上的位置。當(dāng)混凝土澆筑面臨近模板臺車頂部時,進(jìn)入封頂施工階段,此時,為避免空氣存在,混凝土需按照由內(nèi)向端模的方向進(jìn)行澆筑;當(dāng)發(fā)現(xiàn)有水從自排氣管中流出時,說明模板澆筑已完成,此時可終止混凝土的澆筑施工,并疏通排氣管,抽離泵送軟管,及封堵?lián)醢鍒A孔。施工后期,借助排氣管灌注因混凝土收縮出現(xiàn)的間隙,使得襯砌填充的密實度增加。在整個混凝土澆筑施工中,需安排專人開展混凝土的振搗施工,進(jìn)而有效保證混凝土灌注的密實度。

        5 結(jié)論

        綜上所述,該鐵路隧道出口襯砌施工已全部完成,襯砌施工完成后采用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行了無損檢測,隧道襯砌工程的凈空完全滿足設(shè)計要求,且表面平整度非常好,色澤均勻,無蜂窩、空洞、麻面和滲水等問題的發(fā)生,達(dá)到了設(shè)計要求,值得推廣應(yīng)用。

        [1]郭軍浩.淺談復(fù)雜地質(zhì)條件下鐵路隧道施工技術(shù)[J].工程建設(shè)與設(shè)計,2017(6):152-153.

        [2]徐子振.變截面襯砌臺車在電氣化鐵路隧道襯砌施工中的應(yīng)用[J].石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報,2016(2):65-67.

        [3]夏潤禾,崔小鵬,周泉.復(fù)雜地質(zhì)隧道襯砌變形分析與工程治理技術(shù)[J].鐵道工程學(xué)報,2015(8):66-72.

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