機械化配套技術在石林隧道施工中的運用

1、    機械化配套技術在石林隧道施工中的運用    李秀君【摘 要】隨著我國交通事業(yè)的迅猛發(fā)展，機械化配套施工技術成為土建工程施工的一種發(fā)展趨勢。合理的機械化配套施工，對工程經(jīng)濟性和安全性都有很大的提高。石林隧道在充分借鑒現(xiàn)有長大隧道施工經(jīng)驗的基礎上，通過對“鋼拱架輔助安裝設備、防水板輔助鋪掛機械、仰拱整體自移式弧形模架、仰拱鋼筋預彎平臺、仰拱鋼筋彎曲機、水溝電纜槽整體移動式模架”等設備的革新，實現(xiàn)了快速有序施工。【關鍵詞】機械化；隧道施工；應用0.引言石林隧道施工機械設備本著“技術先進，性能可靠，滿足需求，略有富余”的原則進行配備，施工中不斷進行機械化

2、、半機械化工藝革新，開發(fā)出了一系列適應現(xiàn)場實際的施工機具，有效減輕了勞動強度，提高了工效，實現(xiàn)了石林隧道施工快速提供了保障。1.設備配套方案隧道施工中，開挖、運輸、支護三條主要作業(yè)線的設備選型和配套是確保能否快速施工的關鍵。按照開挖是龍頭、出碴運輸是關鍵、支護保安全的原則去選定設備：一要從設備功能及適應性考慮；二要從數(shù)量上滿足要求；三要從匹配配套上考慮。石林隧道開挖采用多功能作業(yè)平臺配合風鉆，初支鋼拱架安裝采用輔助設備，初支噴射混凝土采用機械手濕噴技術、仰拱施工采用整體自移式弧形模架，仰拱鋼筋預彎采用自制鋼筋預彎平臺，防水板鋪掛采用機械輔助設備，水溝電纜槽施工采用整體移動模架等機械化配套技術。

3、整體形成了開挖、支護及二襯等機械化平行流水作業(yè)線，實現(xiàn)了石林隧道施工的快速、連續(xù)、均衡生產(chǎn)。2.鋼拱架機械輔助安裝利用多功能作業(yè)平臺上安裝的起吊設備，或利用裝載機等其它設備將已經(jīng)拼裝好的拱架起吊放置在起升臺架上，再通過起升臺架縱向平移到拱架要安裝的里程部位，然后起升調(diào)整拱架高度、角度進行定位安裝，定位完成后進行連接鋼筋焊接，拱架固定牢固后，再進行下一榀拱架安裝。最后統(tǒng)一打設鎖腳錨桿。2.1工藝流程2.2 操作要點多功能臺架就位時盡可能保證位于隧道中線處，便于施工。拱架拼裝時注意拱頂位置盡可能接近提升吊下部，方便提升。提升拱架時要緩慢均勻，拱腳處要有人輔助抬升，并調(diào)整拱架方向。確保拱架固定牢固后

4、方可退出起升臺座，確保安全。施工完成后注意保護液壓起升臺架，防止液壓部件損壞。3.機械手濕噴混凝土施工技術3.1工藝流程3.2操作要點機械手濕噴混凝土作業(yè)時，噴射距離、角度、噴射順序、噴頭移動等對噴射混凝土質(zhì)量、回彈都有很大影響。噴射順序。噴射應先墻后拱，從下至上、以s曲線移動進行噴射。隧道從兩側(cè)邊墻底部開始噴射，噴射到拱頂中心線位置閉合，完成一環(huán)噴射混凝土的一次噴射。噴射角度。噴射時，噴頭應保持與受噴面垂直。噴射交角過小將增加混凝土的回彈率，降低噴射密實度；垂直于巖面噴射時，連續(xù)的混凝土“稀薄流”對反彈物有二次嵌入作用，可以降低回彈率，增加一次噴射厚度。噴射距離。由于濕噴要求的風壓較大，如果

5、噴頭距受噴面太近，高壓風會將剛“附著”在受噴面上的混凝土吹掉，使混凝土的回彈量增大。css3噴射機械手濕噴作業(yè)時，噴頭距巖面的距離宜為0.81.2m。噴頭移動。噴射混凝土回彈在剛噴射時最大，當巖面噴厚達到23cm 后，回彈最小，且穩(wěn)定，當噴射到附著在巖面的混凝土滑落、流淌時，一次噴厚達到最大，此時不能再繼續(xù)噴射，應等噴射混凝土初凝后方能進行復噴。堵管處理：噴射施工中極少發(fā)生堵管，若發(fā)生時應立即關閉機械手及計量泵，關掉輸送風，拍打軟管，并倒掉管內(nèi)存留混凝土，堵管處理完成后應先加水噴射洗管，確保管路暢通無誤后才能進行再次噴射施工。風壓、風量調(diào)整：風壓調(diào)整應根據(jù)工作面距離，合理選用css3機械手的輸

6、送管直徑，確保得到合適的混凝土出口速度，實際施工中應根據(jù)混凝土和易性、風壓穩(wěn)定性影響進行調(diào)整，以保證噴射混凝土在噴射口形成連續(xù)噴射、無流淌、并使得噴射混凝土能以合適速度垂直射向受噴面。外加劑計量系統(tǒng)：css3混凝土噴射機械手外加劑計量系統(tǒng)：能夠精確測量并自動調(diào)節(jié)外加劑添加量，在泵送參數(shù)發(fā)生變化時保持外加劑添加比率恒定，按照機械手噴射混凝土配合比要求，根據(jù)每立方混凝土中膠凝材料（水泥、粉煤灰）用量按35%設置速凝劑添加量。4.隧道仰拱整體自移式弧形模架目前，隧道仰拱施工中，沒有定型的仰拱弧形背模，導致仰拱混凝土振搗不密實、仰拱混凝土線形不符合設計要求，造成仰拱混凝土質(zhì)量達不到設計要求。通過對仰拱

7、結(jié)構(gòu)設計尺寸、設計意圖的分析了解，我們對仰拱模板提出一種新思路組合弧形鋼模板和。4.1設計結(jié)構(gòu)自移式仰拱弧形模架內(nèi)模主要由主梁、加固筋、配重槽、輪子、加固栓、電動機、內(nèi)模、起重滑輪、鋼邊止水帶固定槽、鋼邊止水帶固定條構(gòu)成?；⌒文＜荛L度9m，弧形鋼模板面板采用5mm厚鋼板，面板主框架采用8#槽鋼，面板加肋筋采用5cm角鋼配合使用加工而成。整體模架主梁分行走部分、懸臂部分、連接行走與懸臂的豎撐三部分，加工時分別采用i20、i14和i18型鋼鋼架各兩根背焊，行走部分長度6m，懸臂部分長度7.5m。行走部分與豎撐、懸臂部分與豎撐之間分別采用22、25鋼筋作為連接拉桿。懸臂部分安設4個起重滑輪（兩處），

8、起重滑輪的起重量不小于1噸。行走輪子由鑄鐵制作，直徑為22cm，寬為12cm；加固栓采用22以上的鋼筋焊接在內(nèi)模上，利用馬蹄扣和打入巖體的固定鋼筋連為一體；電動機位置如圖，采用磁輪裝置和行走輪子連為一體，建議功率為7.5千瓦；起重滑輪的起重量不小于1噸，共有4個；為保證整體結(jié)構(gòu)平衡穩(wěn)固，行走部分充分考慮配重槽，方便配重使用。4.2結(jié)構(gòu)加工4.3投入使用5.仰拱鋼筋預彎自制鋼筋預彎平臺加工過程中，特別要注意仰拱弧形鋼筋的加工。邊墻處鋼筋加工采用自制彎筋機。首先按照設計圖紙對鋼筋進行下料，確定下料長度及預彎半徑后，考慮人工現(xiàn)場彎制時鋼筋存在一定回彈量，確保其線型要與現(xiàn)場放樣線型一致?，F(xiàn)場技術員跟班

9、作業(yè)，檢查弧長及半徑是否與設計一致。經(jīng)檢驗合格后進行鋼筋安裝。（1）仰拱鋼筋采用電弧焊連接時，在鋼筋焊接接長之后，再將接長的鋼筋放在特制的鋼筋預彎工作平臺上，嚴格控制彎曲半徑，在同一水平面上均勻的預彎成鋼筋半成品。（2）仰拱鋼筋采用搭接連接時，先將需要搭接的兩根鋼筋的搭接段用鐵絲固定好，再將搭接好的鋼筋放在專用的鋼筋預彎平臺上，控制好彎曲半徑，在同一水平面上均勻預彎成鋼筋半成品，預彎完成后將固定的鐵絲拆除，并將預彎好的鋼筋分類存放好，并做好標識。6.防水板機械輔助鋪掛設備6.1施工方法防水板輔助鋪設機械由作業(yè)臺架、減速電機、二級伸縮機械臂、限位器、橫桿、控制器組成。鋪設防水板時，首先將一卷防水

10、板掛在橫桿上，然后操作控制器，使機械臂自隧道左邊墻起繞電機軸心轉(zhuǎn)動，防水板卷筒貼近隧道內(nèi)壁滾動。當伸縮臂前端的限位器觸碰隧道洞壁時，限位傳感器發(fā)出信號使機械臂自動縮回。作業(yè)人員隨機械臂轉(zhuǎn)動及時固定防水板。6.2操作要點防水板鋪設從一側(cè)邊墻下部向拱部、再從拱部向另一側(cè)邊墻鋪設（圖10）。鋪設開始，操作機械臂上的防水板卷筒降低至一側(cè)邊墻下部，打開包裝、人工拉出防水板12m進行對位。防水板須與前一幅防水板平順搭接，要保證相鄰兩幅防水板搭接寬度不小于15cm。防水板松緊應適度并留有余量，一般設計周長和鋪設長度按4：5比例預留。防水板對位正確后，從邊墻下部開始，用超聲波焊槍將防水板與熱熔墊圈連接。啟動機

11、械臂繞軸緩慢旋轉(zhuǎn)，由于防水板下側(cè)已固定，防水板會自動從卷軸上釋放，順次焊接防水板與固定熱熔墊圈。由于隧道斷面非圓形，在拱腳起點機械臂內(nèi)部的二級油缸伸出（為機械臂最長狀態(tài)），機械臂繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，當機械臂端部觸碰隧道洞壁時，因防水板支承架外側(cè)（機械臂端部）安裝有4個限位傳感器，限位傳感器發(fā)出信號使機械臂油缸收縮，機械臂自動縮回。機械臂抓握防水板卷筒自隧道一側(cè)邊墻起繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，使防水板卷筒貼近隧道內(nèi)壁滾動，掛板作業(yè)人員即可完成防水板的鋪設任務。7.隧道水溝電纜槽整體移動模架施工整體移動模架以支撐系統(tǒng)作為主要框架結(jié)構(gòu)，根據(jù)水溝電纜槽的設計結(jié)構(gòu)尺寸預先加工長約12m的移動式模架及配套的定型模板。通過絲桿將模板懸掛，可以左右移動模板到設計的平面位置；擰動螺絲帽可上下調(diào)整模板高度，使模板與設計標高一致；在模板調(diào)整到設計位置后，通過“定位卡”固定模板與模板之間的相對位置和模板與模架的相對位置；模板固定后，一次分層澆筑混凝土結(jié)構(gòu)；待結(jié)構(gòu)成型脫模后，通過人工推動或機械牽引使模架的整體移動到下一?；炷翝仓奈恢谩ｉL大隧道施工風險高、難題多，施工中只有不斷總結(jié)、不斷探索、不斷創(chuàng)新，才能實現(xiàn)安全、優(yōu)質(zhì)、高效的管理目標。石林隧道施工中，革新了一些施工設備，為快速施工總結(jié)了一定的技術經(jīng)驗，希望可以對以后施工提供借鑒。 科【參考文獻】1王夢恕.地下工程淺埋暗挖技術通論m.合肥；安徽教育出版社，2004：1