鐵路隧道仰拱快速施工和溝槽施工設備的應用

鐵路隧道仰拱快速施工和溝槽施工設備的應用匯報人：張勇貴廣鐵路工程指揮部一、隧道仰拱施工設備

1引言為了確保鐵路隧道施工安全，鐵道部對隧道施工中仰拱與掌子面的距離和一次性仰拱開挖的長度進行了強制性要求。在當前隧道施工中，受仰拱填充混凝土施工循環(huán)時間長的影響，仰拱施工進度難以在安全距離內(nèi)滿足與隧道掘進速度一致的要求。進而影響了防水系統(tǒng)、二襯等后繼工序的進度。尤其在Ⅲ級圍巖中問題更為突出，使隧道仰拱成為隧道快速施工的控制工序。在現(xiàn)有的隧道仰拱施工中，通常采用多開仰拱工作面來提高仰拱施工進度。然而，多開工作面，就會造成安全步距無法滿足，而且施工組織困難，文明施工差。油竹山隧道仰拱施工使用的仰拱快速施工技術改變傳統(tǒng)的隧道仰拱施工理念，只需設置一個仰拱工作面即可實現(xiàn)每天澆注一組仰拱及填充混凝土的目標，且可根據(jù)隧道開挖的最大月進度設置相應長度的模架來滿足進度要求，徹底解決了隧道仰拱施工進度無法在安全距離范圍內(nèi)與開挖進度一致，并制約二襯等后繼工序的難題。

貴廣鐵路油竹山隧道全長9896m，洞身地質以白云巖和灰?guī)r為主，圍巖以Ⅲ級為主，少量Ⅳ級、Ⅴ級。全隧設計為有仰拱復合式襯砌。根據(jù)規(guī)范要求，仰拱混凝土要一次性整體澆筑，不留施工縫，仰拱與填充混凝土分開澆筑。在填充混凝土中預留中心水溝寬110cm，深123cm的溝槽。2工程設計概況3仰拱快速施工設備的設計

3.1設計慨況

快速施工設備主要由五部分組成：仰拱模架、中心溝模架、端頭梁、棧橋和走行設備。以端頭梁為界，快速施工技術把仰拱填充施工分為兩個工作區(qū)，即隧底開挖、出碴、清底、初支和鋼筋制安等工序為第一工作區(qū)，仰拱模板安裝、拆除和混凝土澆筑為第二工作區(qū)，二者以流水作業(yè)的方式組織施工。每個工作面設計為6延米，以滿足月進尺180m的進度要求。3.2快速施工設備各部分主要作用、端頭梁滿足定位并固定和協(xié)助移動仰拱模架、中心溝模架，安設仰拱填充端頭模板和中埋式止水帶的要求。同時，在隧底開挖出碴時，作為棧橋的臨時支撐，滿足混凝土罐車上棧橋澆筑仰拱混凝土的作業(yè)要求，是快速施工法的核心部分。、仰拱模架采用折疊式模板，滿足仰拱混凝土一次性整體澆筑完成的要求，安裝、拆?？旖荩阌诖娣藕筒挥绊懱畛浠炷潦┕?。、中心溝模架滿足填充施工中預留中心水溝的要求，安裝快捷，減少仰拱與填充的工序銜接時間。、棧橋滿足在仰拱填充施工中洞內(nèi)的交通要求，便于利用現(xiàn)有設備移動。同時作為仰拱模架、中心溝模架、端頭梁整體移動的行走吊梁。、走行設備：自制與棧橋配套的軌道吊車，把端頭梁和模板系統(tǒng)一端懸吊在棧橋下，在模板系統(tǒng)另一端安設輪子在填充混凝土面滑行。配備2臺8t的絞車為動力，以棧橋為吊梁，牽引模架系統(tǒng)向前移動。模板系統(tǒng)移動示意圖3.3結構設計仰拱模架：因仰拱中部弧形半徑大，坡度比較平緩，可不設模板，混凝土通過自然攤鋪的方法從中間向兩邊澆筑，混凝土澆至仰拱模板下沿時，混凝土改由仰拱兩側的頂部入模，使仰拱混凝土一次澆筑完成。經(jīng)現(xiàn)場試驗證明：混凝土坍落度在120～140mm的情況下，從仰拱與二襯邊墻設計施工縫處向下設置3.0米長的弧形模板，即可很好的滿足仰拱混凝土的施工要求。模板采用大塊組合鋼模，每幅3塊，模板間用樞紐連接，以翻折方式安裝和拆除。每塊長6m，寬1.1～1.2m，用10cm槽鋼做加強肋，使模板具有足夠的剛度，僅通過銷釘固定模板兩端就可完成模板固定，以簡化模板加固措施。3.32中心溝模架中心溝模架采用模架、模板一體式設計，即用20cm工字鋼為模架，在模架上用6mm鋼板作面板和底板。端頭梁根據(jù)仰拱和填充混凝土的結構尺寸設計端頭梁，以滿足端頭就位后，仰拱模架、中心溝排架跟著就位的要求。梁底為弧形，與仰拱中埋式止水帶位置一致，便于固定中埋式止水帶。梁上邊緣與填充混凝土面標高一致，可控制填充混凝土澆筑標高。在端頭梁兩端設立仰拱模架靠柱，定位仰拱模架。為適應隧底開挖清

理后的地形情況，共設置8～12根可自由伸縮的支柱，梁部采用20cm工字鋼制作，設計承載60t。棧橋考慮洞內(nèi)施工中設備配套情況，每幅棧橋采用兩片分離式，每片重約10t，使一臺挖機可完成棧橋的移動。為保持在仰拱混凝土施工時，洞內(nèi)交通暢通，由4片梁組成兩幅棧橋形成雙車道。棧橋長20m，單片寬1.2m。在仰拱施工中，兩端支撐長度和抑拱開挖斜坡長共7m，有效工作長度約13m。其中，端頭梁寬度1m，把工作長度平均分為兩個仰拱作業(yè)區(qū)。棧橋設計為雙層結構，上層主要采用20cm工字鋼，做成弧形，使橋面成為拱橋面；下層用36cm工字鋼制作，上下兩層之間每隔1m左右設一道聯(lián)系橫梁，使下層主梁受力荷載符合均布荷載模型，加強結構整體性和承載能力。走行設備：為使棧橋能夠做為快速施工法的吊梁，利用棧橋每片梁兩邊工字鋼翼板作為軌道，配備一個軌道吊車，使之吊起端頭梁，在絞車的拉動下，可以拉著仰拱模架、中心溝模架一起移動到下一工作面。軌道車采用20cm槽鋼作為梁，每側各設兩個滑輪與棧橋的底層工字鋼翼板咬合，確保走行順暢。軌道吊車軌道吊車的吊運和卸貨定位吊運：因端頭梁有可以伸縮的支柱，所以，把端頭梁用拉桿與吊車連接拉緊后，收縮端頭梁的支柱，就起吊了。仰拱模架、中心溝模架一端在已施工的填充面上，安設輪子可滑行。另一端與端頭梁連接，在絞車的拉動下使整體向前移動。卸載定位：模架移動到設計里程后，需要上下調整標高，左右調整平面位置。這時在棧橋上掛設手動葫蘆，提升端頭梁，軌道車松動拉桿就卸載了。通過手動葫蘆先上下調整端頭梁至設計標高，橫向再用千斤頂左右調整端頭梁設計平面位置，然后放下端頭梁的支柱完成定位。4仰拱快速施工技術的施工過程4.1快速施工法流程圖第一工作區(qū)第二工作區(qū)隧底開挖隧底出碴虛碴清理模架定位仰拱砼澆筑仰拱拆模填充砼澆筑完成仰拱填充兩工作區(qū)工作流程4.女2快速墓施工跳法施粱工步監(jiān)驟如拘下：隧底尤開挖沉、出上碴、氧清底捆（此財步驟守為第服一工休作區(qū)拾作業(yè)棟內(nèi)容豬，可逃在后擺續(xù)第備二工族作區(qū)稻作業(yè)鄭時同六時進陸行）弄；測量聽放樣乒，確續(xù)定端淺頭梁服位置拴；棧橋就本位，使晚棧橋與企隧道中圈線平行秧；用拉桿肌把端頭府梁與兩雷邊棧橋購吊車連倡接拉緊纏后，收眨起端頭去梁的支篇柱，使叮模架系鍛統(tǒng)處于窗懸吊狀失態(tài)；啟動君電動她絞車礦，拉墾動模喘架系塵統(tǒng)向糕前移粉動6m；利用磨掛在禮棧橋從上的躲兩個皺手動怕葫蘆始吊住膠端頭撤梁兩修端，查軌道竹吊車云卸載衡；松開軌娃道吊車啟與端梁亞之間的課拉桿，斗用手動驗葫蘆上屋下調整抖端頭梁題標高至什設計位猾置；用千斤懇頂橫向半調整端環(huán)頭梁至濕設計平謝面位置學；放下濾端頭米梁支悔柱，易使端族頭梁愈固定鞏；仰拱排美架一端柱靠緊端度頭梁上矮的端頭蘋立柱，怎另一端伶利用仰文拱接茬膝鋼筋和蝕絞車自中重固定揭；用絞車扛拉住翻夸折的仰煌拱模板抖，人工小配合放輩下仰拱踏模板至祥預先布僅設銷釘況上，固獨定模板濱；撐開中命心溝模跌架，一疤端在端恭頭梁上稠定位，跡另一端貝在已施舌作混凝層土上定鉛位；安設木仰拱黨填充島端頭勇木板瓶和止下水帶粥等防隸排水傲系統(tǒng)幅；澆筑孟仰拱甲混凝婦土：弊中部全無模飯板部凡分混搖凝土粉通過院自然銹攤鋪休的方伍式，淺從仰臺供中陜部開濟始縱盞向攤眠鋪，源再向牙左右稱兩邊哥同時括澆筑封，混斃凝土恩澆至平仰拱睜模板匠下沿避時，背混凝寄土改酷由仰飼拱兩船側的短頂部龍入模蒙，使劈燕仰拱掌混凝壓土不醬留施諸工縫扔，一跡次澆更筑完也成；仰拱降模板昏拆除純：利丘用絞捉車和們滑輪振拉起爸模板耗翻折運到模叨架上條；澆筑填止充混凝街；中心脅溝脫臺模后怪，快慕速施肝工法巡壽整體挽移到蒜下一膝作業(yè)險區(qū)。5快速洞施工志技術憐的使麻用效濃果5.蛇1每循完環(huán)時疲間由岸原來平的58小時漲縮短奮為19小時，河使循環(huán)唐時間大輸大縮短項目現(xiàn)有模式快速施工法備注隧底開挖（小時）12與混凝土工序平行作業(yè)隧底出碴（小時）2與混凝土工序平行作業(yè)虛碴清理（小時）4與混凝土工序平行作業(yè)仰拱模版安裝（小時）43仰拱混凝土澆筑（小時）63等強時間（小時）42中心溝模版安裝1與仰拱模板同時完成填充混凝土澆筑11等強移動棧橋施工下一模2410合計（小時）5819仰拱填勇充施工扶工序時考間對照臥表5.2施工裁成本德大幅溝降低前期使鈔用的拼卵裝小模需板，每8延米需累要320柳kg以上憶的鋼榨筋來恰加固肌和支令撐，恰需要10個專業(yè)決木工4小時以逢上的工現(xiàn)作時間碧來完成莊安裝工版作，仰形拱模板幕的安裝滴費用約抗為225元/延米。梅快速施桃工法僅身需不足10絕kg的鋼恐筋，5個人3小時災完成喪模板衫安裝考，費臂用不使足80元/延米。蓬每延米環(huán)節(jié)約成辭本約14象5元。5.3工程抓質量奪明顯紙?zhí)岣呖焖傩笫┕@法法輔采用順端頭蟻梁定牲位固嗽定，隔整體絕模板師，模敬架剛載度好揪，有丈效避俯免了旬上述家問題灘，使梨仰拱貿(mào)混凝電土達忠到了蒜內(nèi)實燒外美樓的效蛇果。5.4為隧道莊快速掘怒進提供窩了保障快速忌施工畝法使減用前癢只能能每3天一臂循環(huán)瓣，每約天進崇度不樹足3m；如果舍增加作懼業(yè)面保膛證進度元，必然虛要加大暴掌子面浮與襯砌辯間的距延離，造儉成安全否步距超銅標，使懸得施工血進度與旬安全步勁距之間石的矛盾開一直未飯能得到攪很好的肢解決。詢采用本湯例快速好施工法瀉法施工首，可滿普足每月235米（6m饅×2況4÷遙19丸×3喜1=總23程5m）的防施工磁進度通要求身。若撈將本渣例模爬板長芽度由6米加場長到8米，勢則可亦滿足飽每月313米（8m尾×2累4÷仍19爐×3遇1=拌31鞭3m）的施另工進度亦要求。叉所以，茄快速施雞工法法場可輕易寸地滿足租隧道施瓜工各工欣序安全緊步距的層實現(xiàn)。5.毒5優(yōu)化洞掌內(nèi)施工圈組織和煌工序分波區(qū)、利勸于標準慢化作業(yè)收和安全爺文明施營工模架琴法施懶工工通藝只獸需保白留一秘個仰倘拱作戴業(yè)面于，減親少了脆工序炸分區(qū)造間的貫相互忘干擾完，減障小了蜜掌子躍面與箱二襯梢之間限的作艱業(yè)面嫩數(shù)量騙和總柴長度辦，利賊于二斯襯及浴時跟茂進，致保障摘了隧威道施終工安池全；刃雙車譽道棧矩橋保步持了輸洞內(nèi)劃開挖凡出碴嚇作業(yè)胖的交源通暢創(chuàng)通，吳文明備施工象和標剛準化途作業(yè)禮水平州顯著棉提高或。二、愁隧道昨水溝縫電纜厚槽移霜動模贏架1前言鐵道部扁推行的蘋“建設湖標準化是管理”伐是推進敏大規(guī)模高鐵建尤設的重著要保障鳥。因水溝叫電纜槽刑斷面小陰，輪廓程線條多蠢、面多欺等因素裙，使隧壤道內(nèi)的姑水溝電煙纜槽對踐人工技坐能要求棕高，施齊工成本陣高，難喪以實現(xiàn)勉標準化步要求。目前住沒有六可用耀于水窄溝電速纜槽昌施工廈的標圣準化壟設備2工程設芒計概況油竹山禿隧道設按計為雙短線隧道直，雙側閣均設水略溝、電斧力電纜兄槽、電蹲信電纜揀槽3道溝脊槽。根據(jù)規(guī)員范要求魂，水溝漁電纜槽動混凝土跌的施工存要一次棋性澆筑平完成。3現(xiàn)有水牌溝電纜網(wǎng)槽施工淺方案利師弊分析現(xiàn)有的抓混凝土門模板安朱裝方案坦主要采關用小塊播鋼模（撲如寬30c俯m，長150股cm）按惡照構凡件尺星寸的削拼裝宵，利壞用鋼刃管、竭方木授、型朗鋼等畫作為朗背梁揚加強數(shù)模板接的整竹體剛悼度，淋再通滲過桿啄件支諒撐，贊使模廣板的君空間應位置彼固定當。即渴所用缸的各饞種部堂件是春零散臭的，種每次用使用胃都要吊把每肅個部稍件組為裝和姑拆卸銅一次聞。這狂種方參案使霜溝槽賴整體紡線形襲難控惕制，斃易形塘成“S”輪廓趨線，醫(yī)板縫多，確模板駛間錯歐臺容到易超冷標，拘對工羞人的蹲專業(yè)膝技能磁要求肯高，稅人工光花費喪大。殼需要容找到苗一種緒安裝惜加固陽快，怠使用長方法異簡單諸，使凝用費賽用低孫，既彈能保眼證質似量溝閣槽質霜量，蘆又能食控制巖成本魯、滿箱足進既度要拜求的境施工炊方案梨。4水溝遇電纜曲槽移匪動模饒架的嚼設計移動模囑架總重河約4t，長11聲m，寬2m，可悶采用鎖人工例推行嗚移動膠或機雞械牽秀引移肥動，串如11魂kw的電動企卷揚機沫。主要鞋由模板打、模架釀、定位買卡組成舅，使用匹方便、套簡單，猾制作成育本低模板：為便蠟于安裝確和拆卸召，把溝玩槽墻模店和底模辰設為一儀體，做描成“L”型，這鎮(zhèn)樣每道仙溝模板薄設計為鏈左右兩顧塊，每澆塊長5m。模隆板面偏板采朵用4m犬m厚的勒鋼板以；縱探、橫嶼向肋蠟板用5×禁50苗mm的扁鐵視，間距30華0m史m；四周肌用5×瀉50塞×5怪0m談m角鐵。倉在模板嶄頂部每1m設一錢直徑30氣mm、長150鉆mm的鋼管辨柱，用涼于配合注定位卡潮定位使稻模板定鞋位。模架：全部慨用20c災m槽鋼怨焊接陣，a、采用2根20c夾m槽鋼刑作為灶模架甘內(nèi)側任縱梁敏；b、外云側縱秤梁做賭成排販架式筋，便傳于溝恭槽外爹邊模連的定丟位和幻玉安裝仿行走瀉滑輪議；c、橫奔梁4道，均則由兩條20c幣m槽鋼憲雙拼趁形成晨方鋼誕，中宴間兩堤道橫曠梁間工距5m，均在征橫梁中封間留有5cm寬的通豬縫，滿歲足懸掛熱模板和拖使模板獄左右移疾動的作都用；d、立夢柱2根，下截端設行勇走滑輪和，分別叼位于模紛架兩端餃中間溝型的位置呼，用于距支承模餓架和移劇動。地點柜，過標通懸乘掛模皆板絲路桿左季右移梳動模算板到勸設計即平面禽位置等，擰躺動絲犬桿上染的螺柿母，床調整堵模板剩到設在計標薯高。疑用定痛位卡鵝每米摩設置連卡位姜模板貢上沿土和下縱沿，侮再擰除動排遲架上罰的絲領桿頂荒住邊姐模，盛便完菜成了姥移動底模架尸的就耗位和吳固定帶。定位卡：由1道橫唯梁3條立質柱組瘦成。退橫梁街采用10最×1泉00故×1巧00它mm角鐵序制作焦，在冤橫梁鉆上鉆肚“U”型卡口啟卡住模墊板上的存小立柱引，定位職模板上是邊沿；均定位卡堅立柱采原用12c高m槽鋼果制作否，3條立柱瓶分別對郊應模板別的下邊底沿，用味于固定幣模板下宇邊沿。安裝就較位和定蟲位措施扔：通過模燥架把模敗板、定盈位卡組倆合形成逝移動模蕩架，總舉重量約4t。移動崗模架可沒縱向移亞動到施侄工5水溝電轎纜槽移彩動模架信的使用適步驟（1）測筐量放硬線；（2）鋼筋綁制安；（3）預埋跌件設置甘檢查（4）模板械安裝①測隆量放薯樣，稼確定抹最外孩側模些板的衡位置僅；②模架很移動就宗位，調襖整模架釀位置，戶使其外鉆側距邊茄模位置黑約30c斥m（±1浴0c倉m）處；③通罰過懸杰吊模偵板的沉絲桿治將模熄板橫鳴向移句動至剪設計洗平面厭位置杯，再掙通過衫擰動雨絲桿微上的張螺帽貌調模絹板標縮慧高至辱設計磨標高拾；④安劍裝定醬位卡俗，擰孫緊定顛位螺祥栓，盤使模斷板位備置固包定。⑤安職裝檔銜頭模謠板、屯涂脫住模劑齡、檢走查預處壓件肌等。（5）混廳凝土教澆注眾。混王凝土異均勻斑分層貍澆注肯，一差次性床澆筑穗完成刑。因轎溝槽估斷面薄小，餡不能藥直接鈔用罐箭車入勁模，池需要浪用鐵配皮制海成平陡口“[”型溜旅槽，蛇如圖麥鑿孔豎引導稻混凝狗土入爸模，車使模京內(nèi)混劑凝土肉面均泉勻上店升。士坍塌聞宜控路制在14～16率cm范圍執(zhí)。（6）拆模①松膜開定壺位螺蹄栓，井拆除餓定位下卡；②用至小錘塵敲擊食震動俯模板帝，使受