鐵路隧道工程中襯砌新工藝的應(yīng)用

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摘要本文總結(jié)了寶蘭鐵路客運(yùn)專線隧道二襯施工中采用的新工藝，采用鋼端模固定環(huán)向中埋式止水帶施工工藝和固定工裝固定矮邊墻縱向中埋式止水帶，解決了環(huán)向和縱向止水帶線型彎曲、定位困難的問題，確保止水帶不偏位、不變形;采用軌行式水溝電纜槽臺車，起到控制水溝線形歪斜，提高施工工效等效果;采用自行式液壓仰拱臺車，實(shí)現(xiàn)了隧道仰拱快速、高效的施工，確保了隧道工程質(zhì)量及安全。

關(guān)鍵詞隧道施工；液壓仰拱臺車；水溝電纜槽；止水帶固定工裝

寶蘭鐵路客運(yùn)專線隧道施工針對隧道二襯端頭止水帶易偏位變形、矮邊墻中埋式止水帶易跑位、仰拱圓弧面難以控制、水溝線形歪斜等易產(chǎn)生隱患或影響進(jìn)度等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，進(jìn)行了隧道施工科技攻關(guān)研究，并在實(shí)際工程中采用了二襯臺車鋼端模、止水帶固定工裝、軌行式液壓水溝電纜槽臺車及自行式液壓仰拱臺車等工法和工裝設(shè)備，取得了較好的效果。

1工程概況

寶雞至蘭州客運(yùn)專線東起陜西省寶雞市，自西寶客專寶雞南站引出，沿渭河峽谷南岸向西，至甘肅省天水市麥積區(qū)新建天水南站，出站下穿耤河及天水北山滑坡群，沿天巉公路向西北方向至秦安縣設(shè)站，出站沿天巉公路西行，經(jīng)通渭縣、定西市至蘭州市榆中縣，穿越皋蘭山、沈家?guī)X后引入終點(diǎn)蘭州西站。寶蘭鐵路客運(yùn)專線BLZQ－2標(biāo)，里程起訖范圍為:DK655+448～DK683+620，全長28．172km。其中橋梁長1．08km，占線路的4%，隧道長27．055km，占線路的96%，整個標(biāo)段以隧道為主，共有雙線隧道6．5座，分別為5899延km的太寧隧道、7621延km的晁峪隧道、6306延km安平隧道、3731延km的林光村隧道、1706延km的南馬棕山隧道及千家溝隧道、1735延km的牛背隧道(半)。隧道二襯采用模筑混凝土臺車組織施工，仰拱采用仰拱臺車組織施工。隧道防水要求達(dá)到一級防水標(biāo)準(zhǔn)，施工采用“防、排、堵、截結(jié)合，因地制宜，綜合治理”的原則。隧道拱墻每環(huán)設(shè)置背貼式、中埋式鋼邊止水帶，仰拱與拱墻交接處設(shè)置中埋式止水帶、止水條。隧道兩側(cè)設(shè)縱向通長電力、電信、水溝電纜槽。

2新工藝的運(yùn)用

2.1二襯臺車鋼端模

針對隧道二襯端頭止水帶易偏位變形及端部混凝土不平整的問題，對二襯臺車鋼端模進(jìn)行改造設(shè)計(jì)，二襯臺車鋼端模構(gòu)造如圖1所示，主要由二襯臺車+固定鋼模+活動鋼模+內(nèi)側(cè)木模及頂托、工字鋼固定后座等組成。鋼端模分塊尺寸、重量，及聯(lián)接情況如下:鋼端模由固定鋼端模D2及活動鋼端模D1組成，每塊長度為402mm，重量分別為14．2Kg、11．9Kg;每塊鋼端模設(shè)計(jì)為L型結(jié)構(gòu)，高度均為210mm，寬度分別為220mm、150mm(可根據(jù)設(shè)計(jì)止水帶的位置進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整)。隧道二襯臺車鋼端模技術(shù)的應(yīng)用，很好的確保了二襯端部混凝土表面的平整、不變形;固定鋼模及活動鋼模很好的固定了環(huán)向止水帶的位置，并保護(hù)止水帶不受損傷。解決了隧道二襯施工端部不平整及止水帶褶皺變形等問題，確保了隧道施工質(zhì)量，效果顯著。

2.2止水帶固定工裝

一般隧道施工中仰拱和拱墻分開澆筑，為確保仰拱與拱墻之間施工縫的防水性能，需在澆筑仰拱時沿縱向鋪設(shè)中埋式止水帶。傳統(tǒng)的施工工藝一般存在縱向止水帶定位困難、施工效率低、成型后止水帶線型彎曲、止水效果差等問題。為解決這點(diǎn)問題，研究設(shè)計(jì)了縱向止水帶固定工裝的方法，其構(gòu)造如圖2所示。主要由定位銷、U型定位鋼筋、加密U型卡具、縱向角鋼等部件組成。按矮邊墻施工每工班施工長度，該工裝縱向角鋼長度設(shè)計(jì)為10～12m、定位銷及U型鋼筋每150～200cm設(shè)置一道。技術(shù)成果的應(yīng)用，解決了縱向止水帶線型彎曲、定位困難的問題。在矮邊墻施工過程中，準(zhǔn)確、穩(wěn)固的對縱向止水帶進(jìn)行定位，確保隧道施工質(zhì)量，取得良好效果。

2.3軌行式液壓水溝電纜槽臺車

2．3．1軌行式液壓水溝電纜槽臺車構(gòu)造為滿足電力、通信以及隧道排水等功能要求，需在軌道兩側(cè)設(shè)置水溝及電纜槽。為提高施工效率同時保證施工質(zhì)量，采用軌行式液壓水溝電纜槽臺車，其構(gòu)造如圖3～4所示。主要由桁架支撐系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、模板系統(tǒng)等組成。臺車長度為10～12m，每3m間隔設(shè)置4道桁架;行走系統(tǒng)采用軌行式，液壓電氣驅(qū)動;桁架兩側(cè)設(shè)置支撐梁，采用液壓桿件連接模板系統(tǒng);模板采用整體鋼模，長度同臺車長度。2．3．2軌行式液壓水溝電纜槽臺車優(yōu)點(diǎn)和效果質(zhì)量控制好:軌行式液壓水溝電纜槽臺車采用整體鋼模設(shè)計(jì)，模板強(qiáng)度大、穩(wěn)定性好，避免施工過程中出現(xiàn)“跑模”現(xiàn)象;并在鋼模上設(shè)置附著式振動器，振動時間采用數(shù)控方式，確保了振動效果，避免出現(xiàn)蜂窩麻面、翻砂等現(xiàn)象。施工效率高:隧道水溝電纜槽傳統(tǒng)施工方法采用小塊模板進(jìn)行拼裝，整體性差，模板安裝及加固支撐、模板拆除耗時較長，每循環(huán)施工模板采用人工倒運(yùn)，施工效率低，每循環(huán)施工周期約3天。采用軌行式液壓水溝電纜槽臺車進(jìn)行施工，臺車拼裝完成后，每次施工作業(yè)只需要安裝鋼軌，臺車就位后，全自動進(jìn)行操作，進(jìn)行模板的就位，不需拼裝和拆除模板，施工快捷，每循環(huán)施工周期1天。水溝電纜槽臺車施工的水溝、電纜槽效果詳如圖5。

2.4自行式液壓仰拱臺車

2．4．1自行式液壓仰拱臺車構(gòu)造根據(jù)相關(guān)要求，仰拱澆筑與仰拱填充要分開澆筑，且仰拱混凝土要一次性澆筑(即不留施工縫)。因仰拱中部弧度較小，坡度平衡，可不設(shè)模板;而兩側(cè)混凝土由于坡度較大，且需預(yù)留施工縫、安裝止水帶，需設(shè)置模板。澆筑時先采用自然攤鋪的方法從中間向兩邊澆筑，澆至仰拱模板下沿時，改由仰拱兩側(cè)的頂部入模。根據(jù)上述澆筑方法，為保證澆筑質(zhì)量，加快施工進(jìn)度，采用自行式液壓仰拱臺車，該臺車總體構(gòu)造如圖6，主要由縱向主梁、圓弧模板、行走系統(tǒng)及配重平臺、液壓系統(tǒng)、端頭模板及支撐系組成，其中仰拱模板構(gòu)造。2．4．2自行式液壓仰拱臺車的優(yōu)點(diǎn)采用仰拱臺車，確保仰拱與填充層分開澆筑，施工規(guī)范。施工效率高:傳統(tǒng)的施工方法，仰拱每循環(huán)施工周期為4天，采用仰拱臺車施工，每循環(huán)施工周期為2.5天。確保步距紅線不超標(biāo):采用仰拱臺車施工，每月的仰拱進(jìn)尺可達(dá)到120～144m，與圍巖開挖進(jìn)尺相匹配，有力的保證了仰拱距離掌子面的距離不超標(biāo)?，F(xiàn)場施工實(shí)體效果圖。

3結(jié)語

本文總結(jié)了在鐵路隧道仰拱施工及水溝電纜槽等的施工過程中，系列新技術(shù)成果的成功應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了隧道仰拱快速、高效的施工，確保了隧道工程質(zhì)量及安全，無論在施工進(jìn)度還是施工質(zhì)量上均得到了很好的控制，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益;同時為隧道施工提供了工程實(shí)踐參考。

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作者：李趙九 何山 單位：中鐵四局集團(tuán)第五工程有限公司 寧波軌道交通集團(tuán)有限公司