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        公路隧道二襯步進行走式襯砌臺車施工

        2022-03-26 10:33:40莫家鵬
        山東交通科技 2022年1期
        關(guān)鍵詞:施工

        莫家鵬

        (廣東潮汕環(huán)線高速公路有限公司,廣東 潮汕 515000)

        引言

        襯砌臺車作為公路隧道二襯施工時最常用的設(shè)備,存在一定的缺點,主要表現(xiàn):(1)結(jié)構(gòu)龐大笨重,使用時費工費時;(2)容易出現(xiàn)故障,且維修成本高;(3)適用范圍窄,施工精度低等[1-4]。隧道二襯步進行走式襯砌臺車使用液壓構(gòu)件實現(xiàn)無軌移動隧道襯砌臺車,有效解決了目前常規(guī)隧道襯砌臺車使用軌道機械傳動行走小半徑轉(zhuǎn)彎困難,大坡度行進剎車危險無法應(yīng)付縱向坡度較大的隧道施工,平移調(diào)節(jié)幅度小,微調(diào)難以控制移動就位時間長,傳動系統(tǒng)對臺車整體結(jié)構(gòu)設(shè)計影響較大,結(jié)構(gòu)體系復(fù)雜龐大、笨重,且臺車移動都在預(yù)鋪的鋼軌上,每移動一個循環(huán)都要從后面拆除一個循環(huán)的鋼軌鋪到前面,費工、耗時,勞動強度大等缺點。同時液壓行走減少了常規(guī)軌道式臺車移動時產(chǎn)生的機械傳動噪聲,有效改善了工作環(huán)境[5-6]。同常規(guī)軌道式臺車相比節(jié)省人工、材料及工期,具有安全可靠,經(jīng)濟性高等優(yōu)點,施工質(zhì)量和工期均能得到充分保證,極大方便了工法的推廣,具有廣泛的應(yīng)用前景。

        1 隧道二襯步進行走式襯砌臺車原理

        液壓動力技術(shù)因具有動力強、變速快、結(jié)構(gòu)好等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用在工程中。該技術(shù)能實現(xiàn)快速正反向移動,布置靈活,可適應(yīng)總體結(jié)構(gòu)布置,容易實現(xiàn)自動化操作,簡便省力。隧道二襯步進行走式襯砌臺車,采用液壓行走移動襯砌臺車的思路設(shè)計模板臺車,使用液壓構(gòu)件實現(xiàn)無軌移動隧道襯砌臺車,實現(xiàn)隧道襯砌臺車無軌運行。

        隧道二襯步進行走式襯砌臺車,在臺車主框架底部增加四部液壓構(gòu)件,實現(xiàn)臺車橫向移動,適應(yīng)隧道曲線線性。在主框架底部縱梁增設(shè)移動縱梁和液壓構(gòu)件,實現(xiàn)臺車縱向移動。

        2 工藝流程

        2.1 施工準備

        (1)初支及滲水處理。檢驗初期噴射混凝土質(zhì)量。對初噴面局部滲水采用注漿堵水或埋設(shè)排水管直接排水到邊,初期支護應(yīng)平整,無空鼓、裂縫、松酥,表面應(yīng)平順。當表面矢高/ 弦長>1/6時,應(yīng)對不平處用噴射混凝土找平。(2)切除錨桿及鋼筋網(wǎng)端頭。對于初噴面外漏鋼筋頭或錨桿端頭進行切除,防止劃破防水板,造成襯砌漏水;基面處理超前防水板兩個循環(huán)。(3)鋪設(shè)緩沖層土工布。在防水板布置之前,應(yīng)首先將緩沖層固定在隧道初支層表面。(4)鋪設(shè)防水板。采用專門的臺架進行防水板鋪設(shè),一般來說,防水板的寬度取2 400 cm,采用無釘鋪設(shè)。從拱頂向兩側(cè)鋪設(shè),利用固定緩沖層的圓墊圈用背帶固定防水板。(5)測量放樣。使用全站儀放樣隧道中線,確保襯砌臺車就位對中。

        2.2 臺車縱向移動

        主框架底部縱梁增設(shè)移動縱梁和液壓構(gòu)件,實現(xiàn)臺車縱向移動。

        2.3 臺車橫向移動

        液壓行走隧道襯砌模板臺車,在臺車主框架底部增加四部液壓構(gòu)件,實現(xiàn)臺車橫向移動,適應(yīng)隧道曲線線性。中線水平檢查合格后鎖定模板支承系統(tǒng),安裝堵頭板,完成立模工序。

        2.4 澆筑二襯混凝土

        澆筑二襯混凝土過程中,一般是通過模板兩側(cè)的天窗進行對稱分層澆筑,兩側(cè)澆筑高差不能超過100 cm。搗固利用振搗棒和模板上的附著式振動器搗固,混凝土澆筑完成后按規(guī)定進行混凝土養(yǎng)生工作。

        3 襯砌臺車的設(shè)計

        采用液壓行走移動襯砌臺車的思路設(shè)計模板臺車,實現(xiàn)無軌運行,可依靠臺車自身重力、增加著地面積使整個臺車在襯砌澆筑過程和移動過程都有較好的穩(wěn)定性。同時減少傳統(tǒng)臺車為增加穩(wěn)定性而增加的約束部件,也可在滿足強度和剛度要求下減小斷面尺寸,襯砌臺車變得空靈、輕巧。隧道二襯步進行走式襯砌臺車結(jié)構(gòu)見圖1、圖2。

        圖1 主視結(jié)構(gòu)

        圖2 主油缸與連接桿位置關(guān)系

        在設(shè)計下模板時,一定要充分考慮襯砌混凝土的厚度、骨料的粗細、鋼筋尺寸以及澆筑的速度等,通過下模拱腳頂?shù)亟z桿千斤作為輔助支撐進行加固,減小側(cè)向壓力對主框架作用。

        4 工程應(yīng)用及優(yōu)點分析

        4.1 工程應(yīng)用

        某高速路基ZBLJ4 分部起訖樁號為K30+850—K37+050,全長6.2 km,包括隧道4 座,累計左線總長5 971 m,右線總長5 930 m,合計單洞總長11 901 m,施工時間為2016 年9 月。該項目全部隧道共計10臺二襯臺車均采用步進行走式襯砌臺車,完全取代了軌道機械傳動行走臺車。該臺車輕便,每臺節(jié)約鋼材約9 t,且定位簡單,能快速調(diào)整到襯砌幾何位置,臺車就位效率提高數(shù)倍,勞動強度降低2/3,每一襯砌循環(huán)可節(jié)省勞動力30%,減少臺車就位時間1/3,進度加快,縮短工期15%左右。襯砌澆筑過程和移動過程都比軌道機械傳動行走臺車有更好的穩(wěn)定性,提高了襯砌施工的安全性。有效降低了機械運轉(zhuǎn)產(chǎn)生噪音,改善工作環(huán)境。隧道二襯步走式襯砌臺車施工工法經(jīng)濟效益見表1。

        表1 經(jīng)濟效益對比/萬元

        項目采用隧道二襯步走式襯砌臺車施工工法后,產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益,通過計算對比,節(jié)約成本約362 萬元。

        4.2 優(yōu)點分析

        隧道二襯步進行走式襯砌臺車施工工法優(yōu)點:(1)減少常規(guī)軌道式機械行走臺車為增加穩(wěn)定性而增加的約束部件,可在滿足強度和剛度要求下減小斷面尺寸,使襯砌臺車變得空靈、輕巧。(2)不需要額外增加枕木和軌道等物資投入。(3)在使用臺車時,不需要額外投入人力資源協(xié)同鋪設(shè)枕木軌道,省工省時。(4)采用液壓步進行走,較常規(guī)電機式行走動力裝置維護成本低。(5)可以小半徑轉(zhuǎn)彎,臺車模板平移調(diào)節(jié)幅度大,可滿足轉(zhuǎn)變曲率較大的隧道施工使用。(6)可以安全穩(wěn)定的進行縱向坡度較大的隧道二襯施工。(7)可以輕松實現(xiàn)微調(diào)就位,移動就位時間短,有效縮短施工工期,節(jié)約成本。(8)在有坡度的隧道中施工時,采用該方法可以使臺車整體一直處于水平狀態(tài),比常規(guī)軌道式機械行走臺車具有更好的整體平穩(wěn)性。(9)依靠臺車自身重力、增加著地面積使整個臺車在襯砌澆筑過程和移動過程都比常規(guī)軌道式機械行走臺車具有更好的穩(wěn)定性。(10)液壓行走減少了常規(guī)軌道式機械行走臺車移動時產(chǎn)生的機械傳動噪聲,有效改善了工作環(huán)境。

        5 結(jié)語

        基于傳統(tǒng)襯砌臺車存在的缺點,對其進行改進,提出了一種隧道二襯步進行走式襯砌臺車,該襯砌臺車采用液壓行走移動襯砌臺車的思路設(shè)計模板臺車,使用液壓構(gòu)件實現(xiàn)無軌移動隧道襯砌臺車,實現(xiàn)隧道襯砌臺車無軌運行,可依靠臺車自身重力、增加著地面積,使整個臺車在襯砌澆筑過程和移動過程都有較好的穩(wěn)定性。同時減少傳統(tǒng)臺車為增加穩(wěn)定性而增加的約束部件,也可在滿足強度和剛度要求下減小斷面尺寸,襯砌臺車變得空靈、輕巧。

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