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摘要:快速铁路隧道施工中,下锚段衬砌轮廓线比一般断面大,且纵向长度较短,在下锚段衬砌施工时采用工字钢作为支撑,小型钢模板作为面板,针对下锚段衬砌台车的强度、刚度进行检算和分析,结合施工中的一些经验,提出了相应的技术措施,确保了下锚段衬砌施工的安全和质量。
关键词:下锚段;隧道;衬砌
1.工程概况
1.1整体概况
怀邵衡铁路蜡树脚隧道全长2285m,为双线电气化铁路隧道。为了使接触网有良好的工作和维修条件,隧道每处锚段关节两端相应错设净空增大的衬砌区段为下锚段。
1.2下锚段概况
隧道衬砌结构主要由普通衬砌、下锚段、普通衬砌组成。组成衔接:普通衬砌段接5.0m下锚段,接150.0m普通衬砌,接5.0m下锚段,接普通衬砌。见图1-图2。
图2普通断面与下锚段关系
2.施工方案分析确定
2.1方案分析
在以往隧道下锚段进行衬砌施工时,通常有以下几种方法。
1)先进行下锚段两侧的衬砌作业,后期单独进行下锚段衬砌施工,采用型钢钢架作为下锚段衬砌的模板支撑拱架,在型钢钢架内部搭设型钢支撑或搭设满堂脚手架支撑。此种方法有很大局限性:
(1)所需要型钢、支撑钢管等数量多且型钢拱架倒用效果差,浪费材料;
(2)施工工序多,用时长且施工强度大;
(3)衬砌施工整个过程车辆通行条件差;
(4)单独浇筑下锚段施工缝多,而且位于结构断面变化处防水效果不理想。
2)下锚段与其他部位衬砌同时作业施工,不单独浇筑,通过型钢分段拼接,利用衬砌台车作为支撑。此种施工方法较单独浇筑下锚段衬砌混凝土的施工方法有优势,但仍有部分缺点:
(1)型钢自身刚度大,按断面小尺寸进行节段加工困难且加工出线性不理想,尤其在断面加宽起始处错台明显;
(2)型钢比较笨重,在狭小的操作空间内人工操作困难,安装钢架时间长、强度大。
2.2方案确定
根据以往隧道下锚段衬砌施工技术分析结果,以解决以往施工技术缺点为目的,研究确定蜡树脚隧道下锚段衬砌施工技术。下锚段比普通段加高50.0cm,两侧加宽100.0cm,利用φ22mm钢筋分节段焊成格栅钢架,在既有台车背部安装格栅钢架作为模板支架,格栅钢架可直接靠贴在衬砌台车上,背模采用30cm*100cm的小钢模,下锚段的端头模板采用1cm竹胶板加工成弧形后固定于格栅钢架上,相关加固工作完成后与相邻衬砌断面一起完成衬砌混凝土施工。
3.施工方法
3.1格栅钢架制作
下锚段格栅钢架采用φ22mm钢筋加工成型,为安装方便,待焊接结构冷却后进行单元分节,每一榀格栅钢架按照3个单元共7节进行加工。先在钢筋加工场进行测量放样,绘制一般锚段与下锚段衬砌轮廓线,在钢板表面焊接定位钢筋,将φ22mm钢筋进行弯弧,加工成钢筋结构架,上下层钢筋结构架焊接完成后进行空间结构焊接,上下层钢筋结构架按照间距30cm控制加工成型,见图3。
单元间采用∠100mm×100mm×10mm角钢作为连接,角钢焊接前预留螺栓孔,以便于各钢架间螺栓连接。下锚段宽度为5m,共需要6榀钢架,见图4。
图3格栅钢架节段图4格栅钢架拼装
3.2格栅钢架安装
格珊钢架安装前应对下锚段矮边墙处测量,保证钢架底部位置高程准确,测量完成后开始格栅钢架安装。
1)安装C单元,每个下锚段安装6榀,利用φ22mm钢筋对格珊钢架进行连结固定。连接牢固后,将A、B单元放置下锚段处暂不安装。
2)移动衬砌台车并测量定位台车后,在台车上焊接φ22mm钢筋将格栅钢架C固定在衬砌台车上。
3)将放置在下锚段处的B单元人工拼装在C单元上,而后拼装A单元并将各单元分别固定在衬砌台车上。
3.3衬砌混凝土模板安装及混凝土浇筑
(1)混凝土浇筑前,应在横向施工缝处先铺一层厚约15mm并与混凝土灰砂比相同而水灰比略小的水泥砂浆(竖向施工缝处可刷一层水灰比为0.3左右的薄水泥浆)或铺一层厚约30cm的混凝土,其粗骨料宜比新浇筑混凝土减少10%,然后再接续浇筑新层混凝土。
(2)下锚段断面小、开挖断面有时不规则,在浇筑混凝土时,为了使整个混凝土充满下锚段,应将混凝土塌落度适当加大。
(3)泵送混凝土管道安设及连接应符合规定,施工过程中应经常检查其连接的可靠性、安全性及管道的稳定性。
(4)泵送混凝土管道堵塞时,应及时停止泵送并逐节检查确定堵塞部位。堵管处理应按操作程序进行,不得违规作业。
3.4混凝土拆模及格栅钢架拆除
混凝土龄期达到规范要求后开始拆模:首先人工将焊接在台车上的定位钢筋敲出,然后下调台车液压系统,回收顶模和侧模;拆除A单元钢架,拆除顶部模板;一次拆除B、C单元钢架及模板;对格栅钢架进行检修加固,以便其他下锚段使用。
结语
通过蜡树脚隧道下锚段衬砌的施工,对台车未进行任何改装,未使用大量的钢管脚手架,未使用型钢钢架,巧妙的运用台车加轻型格栅钢架背模、小型钢模板拼装工艺,完成了隧道内所有下锚段施工,此施工工艺比以往施工简单方便,施工质量效果更好。
参考文献:
[1]冯涛.隧道特殊段衬砌碗扣支架法施工技术[J].科技创新与生产力,2010(06):73-75.
[2]王学忠.下锚段分离式模板衬砌台车成套设备与施工技术[J].铁道建筑技术,2010(10):89-92+95.