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        智能臺車機(jī)械化支護(hù)在隧道施工中的應(yīng)用

        2022-12-09 08:57:12王勇蔣松余吳吉云陳思穎唐傲冬
        工程建設(shè)與設(shè)計 2022年21期
        關(guān)鍵詞:工藝流程混凝土施工

        王勇,蔣松余,吳吉云,陳思穎,唐傲冬

        (四川省交通建設(shè)集團(tuán)股份有限公司市政分公司,成都 610000)

        1 引言

        當(dāng)前,我國隧道施工的施工技術(shù)裝備、快速修建設(shè)備配套技術(shù)仍處在初級發(fā)展階段,與發(fā)達(dá)國家相比,總體技術(shù)水平依然有很大差距[1-3]。采用鉆爆法施工時,還沒有建成快速機(jī)械化施工技術(shù)系統(tǒng),也沒有攻克配套設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)難題。

        隧道作業(yè)空間狹窄,當(dāng)前的鋼拱架安裝車各功能分散在不同工程車上,由于效率低、煩瑣的工作流程以及極高的危險系數(shù),一次作業(yè)程序只能行進(jìn)一步[4-5]。另外,在不良地質(zhì)工況下,若混凝土初噴及鋼拱架支護(hù)質(zhì)量差或不及時,都會導(dǎo)致隧道施工安全事故的發(fā)生。鑒于此,為保證施工效率以及隧道施工安全,當(dāng)前重要工作在于優(yōu)化支護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計和空間布局。

        2 工程概況與技術(shù)原理

        2.1 工程概況

        G4216 線屏山新市至金陽段高速公路設(shè)計速度為80 km/h,四車道,路基寬度整幅25.5 m,分離式路基寬度12.75 m。G4216 線屏山新市至金陽高速公路XJ9 標(biāo)位于四川省涼山州雷波縣汶水鎮(zhèn)境內(nèi),起訖樁號為K45+152~K51+037.797,路線全長5.886 km。其中主要包含錦屏隧道(1/2)、蔚巴溝1 號大橋、蔚巴溝2 號大橋、蔚巴溝3 號大橋。項目總造價約7.7 億元,總工期50 個月。

        2.2 技術(shù)創(chuàng)新要點(diǎn)

        隧道二次襯砌施工采用自行式二襯混凝土養(yǎng)護(hù)臺車,自行式仰拱棧橋用于仰拱施工,用自動掛布臺車進(jìn)行防水板施工。

        2.2.1 自行式隧道二襯混凝土養(yǎng)護(hù)臺車

        如圖1所示,二襯混凝土養(yǎng)護(hù)臺車上設(shè)有傳感器 (見圖2),用于智能物聯(lián)控制,臺車采用工字鋼作為臺車主體結(jié)構(gòu),按照隧道斷面結(jié)構(gòu)形式制作臺車,在臺車上按照隧道二襯內(nèi)輪廓線型布設(shè)自動噴淋養(yǎng)護(hù)管道系統(tǒng)。在臺車四周設(shè)置隧道二襯混凝土修飾工作平臺,同時設(shè)置安全防護(hù)裝置,實現(xiàn)“一車多用”。

        2.2.2 自行式仰拱棧橋

        自行式仰拱棧橋主橋結(jié)構(gòu)采用工字鋼拼焊的桁架梁結(jié)構(gòu),后部滑移支撐采用上寬下窄的倒梯形結(jié)構(gòu),在底部兩側(cè)留出了充足的作業(yè)空間。主橋結(jié)構(gòu)的橋面中央與橋面同向設(shè)置車輪限位梁,用于限制車輪內(nèi)側(cè),防止車輪跑偏掉下棧橋。

        2.2.3 防水板自動掛布臺車

        如圖3所示,防水板自動掛布臺車裝置,包括臺車本體、伸縮裝置、滑輪、頂部卷揚(yáng)機(jī)和底部卷揚(yáng)機(jī)。臺車本體為框架結(jié)構(gòu),臺車本體的兩個豎直側(cè)面上均具備臺階狀的多層操作平臺,每層操作平臺的橫向鋼管上設(shè)置有多個伸縮裝置,臺車本體的頂部設(shè)置有豎直方向的多個豎向鋼管,每個豎向鋼管上設(shè)置有伸縮裝置,每個伸縮裝置的伸縮端轉(zhuǎn)動連接有滑輪。

        3 工藝流程與操作要點(diǎn)

        3.1 工藝流程

        智能臺車機(jī)械化支護(hù)的施工工藝流程包括如圖4所示步驟。

        3.2 操作要點(diǎn)

        3.2.1 洞口測量控制方案制訂

        施工完洞口仰坡后,將2~4 個水準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)在洞口附近,同時將2 個穩(wěn)固的導(dǎo)線控制點(diǎn)設(shè)在洞口。

        3.2.2 洞口施工

        1)洞口邊坡、仰坡加固處理

        利用φ70 mm 鋼花管對邊仰坡地表注漿加固,間距1.0 m,平均長度6 m,布置方式為梅花形,明洞段仰拱加固采用φ42 mm 注漿小導(dǎo)管間距1.0 m,梅花形布置。

        2)小導(dǎo)管安裝及注漿

        用外徑φ42 mm 的熱軋無縫鋼管作為注漿小導(dǎo)管,尾部100 cm 不鉆孔,加勁箍(φ8 mm)焊接在尾部,管壁四周的注漿孔(φ8 mm)按梅花形(7.5 cm 間距)鉆設(shè)。用KBY-50/70 型注漿泵對M20 高強(qiáng)度水泥砂漿注漿。

        3)噴射混凝土

        采用濕噴法進(jìn)行噴射混凝土,采用濕噴機(jī)械手,具體工藝流程見圖5。

        3.2.3 明洞施工

        在隧道主洞進(jìn)洞后施工明洞,沉降縫需設(shè)在地質(zhì)情況起伏較大處。采用掛防護(hù)網(wǎng)、噴錨施工明洞臨時邊仰坡,噴C25混凝土平均10 cm 厚,利用φ8 mm 鋼筋、30 cm×30 cm 網(wǎng)格的鋼筋網(wǎng)。

        3.2.4 洞身開挖輔助施工

        用藥卷錨桿(φ22 mm)、單層小導(dǎo)管(φ42 mm)、大管棚(φ108 mm)作為施工隧道的輔助措施。

        3.2.5 洞身開挖

        依據(jù)“新奧法”施工,應(yīng)減少對圍巖擾動的方法開挖隧道。

        3.2.6 初期支護(hù)

        作為“新奧法”的施工關(guān)鍵步驟,初期支護(hù)顯得非常重要,工藝流程如圖6所示。

        3.2.7 防排水施工

        防排水采用“以排為主,堵、排、防、截相結(jié)合”的綜合治理原則,工藝流程如圖7所示。

        3.2.8 仰拱施工

        仰拱修筑應(yīng)盡早,不得欠挖仰拱,分幅或分段間隔施工仰拱。

        3.2.9 二次襯砌施工

        用整體式隧道襯砌臺車進(jìn)行二次襯砌施工,工藝流程如圖8所示。

        3.2.10 隧道路面施工

        洞內(nèi)路面混凝土按左右半幅交錯分層施工。

        4 結(jié)語

        本文結(jié)合G4216 線屏山新市至金陽高速公路XJ9 標(biāo)工程中的隧道支護(hù)工程實例,對工程中采用的智能機(jī)械臺車的施工工藝流程及具體的施工要點(diǎn)進(jìn)行了介紹。本案例隧道采用智能機(jī)械化提高了施工效率,施工難度低,大大提高了施工效率,取得了顯著的經(jīng)濟(jì)、環(huán)保和社會效益。

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