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可变径全圆针梁台车在TBM施工隧洞衬砌中的应用探讨

2019-10-21朱宿雨

科学与财富 2019年32期

摘 要:伴随施工技术的越发成熟与完善,许多新理念、新技术在TBM施工隧洞衬砌中得到广泛应用,可变径全圆针梁台车便为其一。本文结合工程实例,以可变径全圆针梁台车为研究对象,就其在TBM施工隧洞衬砌中的具体应用作一探讨,望能为此领域研究有所借鉴与帮助。

关键词:可变径全圆针梁台车;TBM施工;隧洞衬砌

在TBM开挖隧洞过程中,受限于刀具、刀盘,现阶段完成开挖的隧洞大多是同一直径,为了能够从根本上确保后期衬砌施工中能够获得比较高的结构强度,在实际操作中,需要依据围岩类型的不同,设定与之相匹配的衬砌厚度。伴随社会经济的持续、快速发展,施工技术的越发成熟,针梁式钢模台车被广泛应用在水利水电及隧道工程当中,用此对水工隧洞实施有目的性的全断面衬砌,可获得比较好的成形度,而且还有着比较高的表面光洁度,另外,在施工进度上也比较快。因此,本文结合既往应用经验,在TBM施工隧洞衬砌当中,应用可变径全圆针梁台车,就其应用技术作一探讨。

1.工程概况

某工程实为一大型调水工程,总干线长度为108.4km,隧洞段的长度使51.4km,用若干台TBM来进行施工,而局部根据实际需要,用钻爆法来进行施工。本文以TBM施工段为例,TBM掘进段衬砌实为一个全圆形断面,依据开挖围岩所得到的具体结果,结合设计图纸,将其分成四个断面,即Ⅲa、Ⅲb、Ⅳ与Ⅴ。

2.台车选型分析

2.1TBM段全圆衬砌断面参数及具体的施工布置

(1)本工程在具体的TBM段衬砌的结构技术参数:衬砌后,内径有2种断面形式,分别为6500mm与7000mm。最小厚度300mm,最大500mm。(2)受超长距离施工难以实施多工作面,以及针梁台车难以对车辆进行穿行,本工程在具体的TBM衬砌施工中,仅围绕独头单工作面施工;另外,为了能够从根本上提高施工进度及相关要求,需对施工面进行合理布置。(3)针对衬砌施工工作面来讲,受施工工序、全圆针梁台车自身长度及单仓衬砌长度等因素的综合影响,单工作面能够进行多台针梁台车的同时作业。基于此些因素,本工程的施工布置方式主要有两种,其一,采用单台车进行连续施工;其二,采用双台车进行平行施工。

2.2全圆针梁台车选型

(1)台车具体的结构形式。依据既往实践,本工程可选择的台车脱模结构方式有先底模、先中间等。(2)台车行走方式。通常情况下,台车自行式可划分为两种,分别为电动液压与电动卷扬。无论是哪种方式,均能实现台车行走,且均有各自优势;通过与本工程有着比较长的距离这一特点相结合来分析,台车有着比较长的使用周期,而且还有着比较高的施工强度,如果运用传统的卷扬式移动,不仅维护成本比较低,而且检修也比较方便。而对于有着比较高机械化程度的液压式,需配置专门的电气及液压工,并且还需要储备液压系统备件。所以,基于经济效益层面来分析,卷扬式更为实用。

3.施工技术

3.1单台车施工分析

3.1.1基本的工艺流程

具体流程为:施工前的各项准备、清理基础、放线测量、绑扎钢筋、台车就位、堵头模板并安装止水袋、浇筑缓凝土、收仓、养护脱模。

3.1.2施工工序

首先,定位台车之后,进行灌浆管安装、预埋,而在预埋管的两头,利用特定材料(如尼龙袋等)进行搪塞。其次,堵头模板运用较厚的模板(5cm),各块的长度均为1m,而宽度为20~30cm之间,并且采用人工方式进行拼装封堵,另外,在台车模板的两端位置的外边缘,均与钢筋焊接在一起,将堵头模板予以固定,与岩壁一边相靠近,埋设模板,将钢筋固定住,控制间距,即1m,将钢筋及钢管固定好,这样便可固定封堵模板。最后,针对橡胶止水带而言,选用单根硫化热粘接,并且在实际安装过程中,基于止水带设计位置处,用止水带卡子,进行單侧焊接,使其位于环向钢筋上;还需要指出的是,从浇筑混凝土的一侧传入,而在内侧,将已经埋入的止水带的一半卡紧,而将另外一半止水带,自堵头板中间位置处穿出。

3.2双台车跳仓施工

(1)施工组织。针对双套全圆台车来讲,选用跳仓浇筑方法来施工,以此来更好的满足整体工期要求。受限于双台车平行施工布置的具体距离,用一跳一夹方法来布置。(2)进度分析。所谓一跳,从根本上来讲,就是第4段浇筑,两个台车之间的间隔段都设置为1段,首先开展上游第4段浇筑。而对于一夹来讲,第6段与第4段的一跳紧接,实施连续性浇筑,建立第5段夹仓,也就是一夹。混凝土浇筑的实施流程为:1号台车选择2-4-6,2号台车为3-5-7。按照此顺序来操作,循环推进,不仅方便而且还简洁,除了能够减少砼浪费之外,还能减少对仓号的污染。另外,还需要说明的是,运用2台针梁台车(12m),采用当前比较实用的穿行同步跳仓衬砌发,在混凝土运输能力得以保障的前提下,每周浇筑砼可达到107m,每月的进度达到了350m。

4.结语

综上,本项目隧洞工程通过选用针梁式全圆模板,不仅能降低制造成本,而且还具有诸多优点,比如混凝土浇筑振捣密实、操作方便、结构可靠、衬砌速度快等。伴随施工单位对施工质量要求的不断提升,以及劳动力成本的不断增加,钢模台车设计技术的越发成熟,用全圆衬砌台车进行连续性的跳仓施工,可以较好的满足隧洞安全、高效的衬砌需要,有着不错的应用价值与前景。

参考文献:

[1]杨展鹏, 扈国义. 全圆针梁式衬砌台车在隧道混凝土衬砌施工中的应用[J]. 东北水利水电, 2017, 22(8):29-30.

[2]熊亮, 谢延强, 刘钊. 全圆针梁式钢模台车在水工长隧洞衬砌施工中的创新应用[J]. 甘肃水利水电技术, 2016, 48(12):56-58.

[3]陈启伟, 王亚利, 张建. 针梁式全圆模板台车在海底引水隧洞工程衬砌施工中的创新应用[J]. 隧道建设, 2017, 33(8):690-695.

作者简介:

朱宿雨,出生年月:1991.9.15,性别:男,民族:汉,籍贯:浙江省杭州市,当前职务:安全部部长,当前职称:助理工程师,学历:本科,研究方向:水利水电.