生產(chǎn)管理運營管理秦嶺Ⅰ線隧道仰拱預(yù)制塊施工技術(shù)

{生產(chǎn)管理知識}秦嶺Ⅰ線預(yù)制塊施工技術(shù)總結(jié) (中鐵隧道局一處南京盾構(gòu)經(jīng)理部)1引言路系統(tǒng)首次引進全斷面隧道掘進機(TBM)進行機械化施工的隧道，樹立了m，筋混凝土仰拱預(yù)制塊以支承施工軌線。仰拱塊是整體道床的基2仰拱預(yù)制塊設(shè)計概況仰拱預(yù)制塊長度按TBM一個掘進行程1.8m設(shè)計。頂面寬度3.88m，滿足施工期間鋪設(shè)四軌雙線(軌距900mm，線路中心距2.08m)施工軌道的要塊上預(yù)留中心排水溝、泄水孔、注漿孔、起吊桿、道釘螺栓孔、承裝止水帶的凹槽等。仰拱塊設(shè)計為兩種形式：普通式仰拱塊，混凝圍巖設(shè)鋼拱架的地段。每塊仰拱塊重約12t，采用400號鋼筋混凝土現(xiàn)場3仰拱預(yù)制塊的生產(chǎn)仰拱預(yù)制塊的生產(chǎn)在預(yù)制工廠內(nèi)采用流水線作業(yè)方式進行。首先清洗模具，安放鋼筋骨架及各種預(yù)埋件；將生產(chǎn)好的混凝土運至固定式模具旁，利用16t橋吊起吊料斗灌注混凝土，附著式振搗器振搗成形；常溫靜養(yǎng)護后脫模起吊仰拱塊并做好編號工作；室內(nèi)繼續(xù)養(yǎng)生3d后運往室外存放拱預(yù)制廠設(shè)計生產(chǎn)能力每天17塊。3.1生產(chǎn)工藝的確定通過對引黃入晉萬家寨水利工程管片生產(chǎn)的現(xiàn)場考察，參考有關(guān)技術(shù)資料，秦嶺隧道仰拱預(yù)制塊大、厚、重的結(jié)構(gòu)特點，選擇模具固定、暖氣片養(yǎng)生方式，在養(yǎng)生過程中補充蒸汽，以保證混凝土養(yǎng)生所需的溫度和3.1.1原材料選擇選擇原材料的原則是在滿足規(guī)范要求的前提下,盡可能采購當(dāng)?shù)夭牧?以降低工程造價。經(jīng)市場調(diào)查及試驗對比確定，水泥選用耀縣秦嶺牌525R硅酸鹽水泥，外加劑選用山西萬榮R高效減水劑，碎石、砂均為地方材料，拌和3.1.2混凝土配比試驗Kg成試件，連同試模一起放在考慮到仰拱塊設(shè)計為C38的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，在同等條件下養(yǎng)生，達到脫模強度(設(shè)計強度的50%以上)是可行的。3.1.3暫定生產(chǎn)工藝鋼筋骨架制作(與以下工序平行作業(yè))→清理模具、噴涂脫模劑→安裝鋼筋 (90~100%的相對濕度)恒溫養(yǎng)生18h→降溫1h→取養(yǎng)生罩→脫模起吊→室內(nèi)存放3d→室外翻轉(zhuǎn)存放(合計28d)。3.2配套設(shè)施(見圖二)3.2.1混凝土攪拌站為滿足仰拱預(yù)制廠的生產(chǎn)規(guī)模,并考慮到秦嶺隧道后期混凝土襯砌施工的要求，混凝土生產(chǎn)選用華東建筑機械廠HZS50型攪拌站。主機為雙臥軸強制拌機，扇形骨料堆放場，懸臂拉鏟集料，機械杠桿電子稱計量，設(shè)有外供料系統(tǒng)、除塵設(shè)備，配備水泥筒倉和大傾角螺旋輸送機，應(yīng)用工控微為降低攪拌站故障時對仰拱塊生產(chǎn)的影響，安裝了1臺750L自落式攪拌機3.2.2組建預(yù)制廠廠房根據(jù)暫定生產(chǎn)工藝的要求,項目部自行設(shè)計、加工、建造了一座60×24×13.2m的鋼結(jié)構(gòu)廠房。為重復(fù)利用、減少工程投資，廠房結(jié)構(gòu)間采用高強。兩條混凝土灌注生產(chǎn)線預(yù)制廠內(nèi)17套進口鋼模具分成兩條生產(chǎn)線?；炷猎跀嚢枵旧a(chǎn)后，由卷內(nèi)鋼筋密度大、分層多的特點，為保證鋼筋的焊接質(zhì)量、提成型模具上定位、組合焊接成一個整體。鋼筋骨架加工線配備鋼筋調(diào)直切斷機1臺，彎曲機2臺，電焊機8臺，自制鋼筋模具7一條室內(nèi)存放線，避免因廠房內(nèi)外溫差大造成混凝土產(chǎn)生⑷供熱及溫控設(shè)備根據(jù)仰拱塊養(yǎng)生工藝，配備2臺0.9T/h蒸汽鍋爐，采用高頻赤片式暖熱養(yǎng)生，調(diào)節(jié)蒸汽噴頭控制養(yǎng)護罩內(nèi)的濕度。用多探頭數(shù)顯式溫控儀生溫度，隨時調(diào)節(jié)供熱、供汽速度，使混凝土的養(yǎng)護保持在允許的溫3.2.3仰拱塊室外存放場為確保TBM掘進高峰期仰拱塊的供應(yīng),預(yù)制廠外設(shè)24×70m存放場一處,可存放仰拱塊510塊。存放場內(nèi)配備跨度24m的自制16T門吊，用以吊放3.3試生產(chǎn)及工藝改進1997年9月11日進行了第一塊仰拱塊的生產(chǎn)，因注漿預(yù)留孔圓錐棒的操作問題，養(yǎng)生持續(xù)了6h結(jié)束，未達到試生產(chǎn)的預(yù)定目的。通過對試生產(chǎn)的⑵混凝土灌注結(jié)束2h后沿逆時針方向松動注漿預(yù)留孔圓錐棒，4h后⑶仰拱塊各種預(yù)埋件較多，灌注混凝土前必須認真檢查防止遺漏，并⑷混凝土灌注結(jié)束后先靜置約4h再加熱養(yǎng)生，控制升溫梯度≯15℃⑸在混凝土表面呈現(xiàn)浮漿且延時30s無明顯下沉?xí)r關(guān)閉模具上的附著⑹混凝土初凝后，將模具頂模開啟到豎直位置并鎖緊，參照側(cè)模的弧進行仰拱塊的抹光整形，消除頂模下的氣泡和混凝土表面不平整部⑺同步養(yǎng)生試件抗壓強度達到20Mpa即可脫模，脫模時仰拱塊表面溫于20℃。⑻仰拱塊脫模起吊至室內(nèi)存放區(qū)后應(yīng)繼續(xù)灑水養(yǎng)生，確?；炷翉姸冉?jīng)過改進優(yōu)化后的生產(chǎn)工藝如下：鋼筋骨架制作(與以下工序平行作業(yè))→清理模具、噴涂脫模劑→安裝鋼筋h~2h→恒溫(約40~45℃)養(yǎng)生9~10h→降溫約2~3h→取養(yǎng)生罩→脫模3.4冬期施工工藝冷地區(qū)，從每年11月份至次年2月份進入冬期施工。針對工恒溫(約32~39℃)時間延長至12~14h，降溫時間約4h。根據(jù)同步養(yǎng)生抗壓強度試驗結(jié)果確定脫模時間。為防止溫度下降太快產(chǎn)生裂縫，降溫時按以下步驟操作：①關(guān)氣1h后，將養(yǎng)生罩揭起蓋在模具頂模上；②關(guān)氣2h后，取掉養(yǎng)生罩；③關(guān)氣3h后，打開模具頂模和側(cè)模；④關(guān)氣4h后冬季防寒保暖措施：制混凝土?xí)r按碎石→砂→水→水泥→外加3.5勞動組織塊生產(chǎn)的工藝流程特點，經(jīng)過勞動力優(yōu)化組合，主要生產(chǎn)人員人員按三班作業(yè)配置，以達到均衡生產(chǎn)的目的。仰拱預(yù)制廠合計80人。其中：鋼筋骨架加工22人/2班。其中鋼筋調(diào)直切斷彎曲成型3人，網(wǎng)片加工6人，鋼骨架組合成型2人。立模6人/2班。其中模具清洗、噴涂脫模劑1人，安裝鋼骨架及各種預(yù)埋混凝土生產(chǎn)運輸灌注18人/2班。其中混凝土拌和2人，運輸2人，灌注整形4人，空壓司機1人。養(yǎng)生脫模12人/3班。其中加蓋養(yǎng)生罩、脫模2人，溫度、濕度監(jiān)控1人，鍋爐工1人。機械電器操作維修12人/3班。其中值班電工、修理工各1人，橋吊司機1。仰拱塊翻轉(zhuǎn)存放4人/2班。廠部6人。其中廠長1人，技術(shù)副廠長1人，調(diào)度員1人，管庫員3人。4仰拱預(yù)制塊的安裝仰拱預(yù)制塊安裝利用TBM配備的仰拱塊吊機起吊，仰拱激光儀定位。安裝4.1安裝前的準備工作應(yīng)先將隧道底部的虛碴清洗干凈，準備好水平尺、刻有十字絲的標靶、鐵錘、混凝土楔形塊等。清碴時應(yīng)注意以下幾點：⑵仰拱塊前設(shè)一道氣囊、一道砂袋攔水擋碴，每次應(yīng)至少清出安裝三塊仰⑶仰拱塊兩側(cè)巖面上的虛碴(尤其右側(cè)除塵風(fēng)機水箱處)應(yīng)清洗干凈，4.2仰拱塊安裝仰拱塊由專用平板車和固定編組成列的運輸列車，運至TBM后配套材料車處，由拖拉裝置拖到設(shè)備橋下部，用專用仰拱吊機運至預(yù)定安拱塊吊至預(yù)定位置后，把標靶放到仰拱塊中心水溝前端，操縱吊機使仰光束照射到十字絲的橫絲上，然后操縱吊機左右移動，使激光的中心，表示仰拱塊已處于設(shè)計位置。把水平尺放在仰拱塊頂垂直的方向，緩慢調(diào)節(jié)仰拱吊機鏈條升降，直到水平尺氣泡居側(cè)的前后端底部各放一塊混凝土楔形塊，用鐵錘敲打擠緊仰拱后粘貼中心水溝止水帶，清理干凈中心水溝內(nèi)雜物，將預(yù)留的4.3安裝方向的控制TBM主機位置與仰拱激光建立聯(lián)系，相互校核，有效控制了仰拱塊的安裝束照到標靶上，經(jīng)分析有以下幾個方面的原因：(1)掘進過程中用水沖洗后配套上的落碴，水在中心水溝內(nèi)形成霧氣；(3)除塵風(fēng)機、刀盤噴水系統(tǒng)發(fā)生故障，隧道內(nèi)懸浮顆粒多，激光穿透為保證仰拱塊的安裝精度，決定TBM掘進過程中嚴禁用水沖洗后配套，并4.4安裝標準的探討鐵路系統(tǒng)首次采用TBM施工，仰拱塊的安裝也無規(guī)范可循，參照萬家寨引黃工程雙護盾TBM混凝土預(yù)制管片襯砌施工實例，初步確定仰拱塊安裝容許偏差如下：(1)高程、中線與設(shè)計位置的偏差≤30mm;(2)兩塊仰拱塊之間的錯臺≤5mm;(3)兩塊仰拱塊接縫處的最大間隙≤8mm。設(shè)施工軌道和模注混凝土襯砌的一個部分，況且如此大、重、厚的預(yù)塊安裝在鐵路系統(tǒng)尚屬首次遇到。筆者認為，仰拱塊安裝標準應(yīng)從外水采用“接縫密封、注漿密實”型式，設(shè)多道防線提高隧道的5.1凹凸面處防水DP-821BF復(fù)合型膨脹止水帶(性能參數(shù)見表一)粘結(jié)在仰拱塊凹槽內(nèi)。止水帶遇水膨脹，達到以水止水的目的。止水帶粘貼按以下步驟進行：。⑵用毛刷將膠粘劑均勻的涂在凹槽內(nèi)，自然干燥10min左右，待稍感水帶從先刷膠的一側(cè)逐漸粘貼到凹槽內(nèi)，用木錘輕輕敲打確保DP-821BF型止水帶性能參數(shù)表表一硬度SH扯斷強度(Mpa)遇水膨脹率(7天)伸長率(%)硬度SH扯斷強度(Mpa)伸長率(%)40±555±55.2水溝接頭處防水仰拱塊安裝后，先用抹布將水溝接頭處擦干凈，用膠結(jié)劑把HF-78型水溝接頭止水帶(性能參數(shù)見表二)粘貼在預(yù)留槽內(nèi)，然后用摻加速凝劑的150號水泥砂漿抹面。過15min后用抹刀將水泥砂漿壓實抹光，防止止水帶脫HF-78型止水帶性能參數(shù)表表二硬度SH扯斷強度剝離強度剪切強度抗?jié)B指標＞150℃不55±55.3底部防水下沉，造成仰拱塊與圍巖間隙一般在10cm左右。為確保仰拱塊的穩(wěn)定和防水，通過預(yù)留的注漿孔在0.5~0.6Mpa壓力下向仰拱塊底部注入200號細cm加劑選用上海麥斯特建材公司產(chǎn)SG液體稠度劑，摻量為水泥重量的1%。為防止輸送管堵塞，要求選用的骨料最大粒徑不超過6結(jié)束語嶺Ⅰ線隧道施工