隧道仰拱模架及溝槽設備的應用

1、整理課件,1,雙線鐵路隧道仰拱快速施工設備和溝槽施工設備的應用,整理課件,2,提 綱,一、隧道仰拱施工設備 1 引言 2 工程設計簡況 3 仰拱快速施工設備的設計 4仰拱快速施工技術的施工工藝 5 快速施工技術的使用效果 二、隧道水溝電纜槽移動模架 1前言 2工程設計概況 3 現(xiàn)有水溝電纜槽施工方法利弊分析 4 水溝電纜槽移動模架的設計 5水溝電纜槽移動模架的使用步驟 6使用水溝電纜槽移動模架效果,整理課件,3,一、隧道仰拱施工設備,整理課件,4,1 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

2、工循環(huán)時間長的影響，仰拱施工進度難以在安全距離內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。尤其在級及以下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，就會造成安全步距超標，而且施工組織困難，文明施工差等問題。,整理課件,5,貴廣鐵路油竹山隧道仰拱施工使用的仰拱快速施工技術改變了傳統(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棧橋和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

3、距離范圍內與開挖進度一致，并制約二襯等后繼工序的難題。,整理課件,6,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，圍巖以級為主，少量級、級。全隧設計為有仰拱復合式襯砌。 根據(jù)設計和規(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 工程設計簡況,整理課件,7,3 仰拱快速施工設備的設計,整理課件,8,3.1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

4、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。,整理課件,9,3.2 快速施工設備各部分主要作用,3.2.1、端頭梁 其作用是定位并固定仰拱模架和中心溝模架，并協(xié)助移動仰拱模架和中心溝模架，滿足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。,整理課件,10,3.2.2、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的要求，安裝、拆?？旖荩阌诖娣藕筒挥绊懱畛浠炷潦┕?。,整理課

5、件,11,3.2.3、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。 3.2.4、棧橋 滿足在仰拱填充施工中洞內的交通要求，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。,整理課件,12,3.2.5、走行設備： 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)另一端安設走行輪，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。,整理課件,13,模板系統(tǒng)移動示意圖,整理課件,14,3.3 結構設計,3.3.1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

6、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120140mm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1.11.2m，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。,整理課件,15,3.3 2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

7、面板和底板。,整理課件,16,3.3.3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812根可自由伸縮的支柱，梁部采用20cm工字鋼制作，設計承載60t。,整理課件,17,3.3.4棧橋,考慮洞內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，洞內交通暢通，由4片梁組成

8、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。,整理課件,18,3.3.5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

9、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,整理課件,19,3.3.6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，把端頭梁用拉桿與軌道吊車連接拉緊后，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

10、頭梁的支柱完成定位。,整理課件,20,4仰拱快速施工技術的施工工藝,整理課件,21,4.1 快速施工法流程圖,整理課件,22,4.2 快速施工法施工步驟如下： 隧底開挖、出碴、清底（此步驟為第一工作區(qū)作業(yè)內容，可在后續(xù)第二工作區(qū)作業(yè)時同時進行）； 測量放樣，確定端頭梁位置； 棧橋就位，使棧橋與隧道中線平行； 用拉桿把端頭梁與兩邊棧橋吊車連接拉緊后，收起端頭梁的支柱，使模架系統(tǒng)處于懸吊狀態(tài)； 啟動電動絞車，拉動模架系統(tǒng)向前移動6m； 利用掛在棧橋上的兩個手動葫蘆吊住端頭梁兩端，軌道吊車卸載； 松開軌道吊車與端梁之間的拉桿，用手動葫蘆上下調整端頭梁標高至設計位置； 用千斤頂橫向調整端頭梁至設計平面

11、位置； 放下端頭梁支柱，使端頭梁固定；,整理課件,23,仰拱排架一端靠緊端頭梁上的端頭立柱，另一端利用仰拱接茬鋼筋和絞車自重固定； 用絞車拉住翻折的仰拱模板，人工配合放下仰拱模板至預先布設銷釘上，固定模板； 撐開中心溝模架，一端在端頭梁上定位，另一端在已施作混凝土上定位； 安設仰拱填充端頭木板和止水帶等防排水系統(tǒng)； 澆筑仰拱混凝土：中部無模板部分混凝土通過自然攤鋪的方式，從仰供中部開始縱向攤鋪，再向左右兩邊同時澆筑，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，使仰拱混凝土不留施工縫，一次澆筑完成； 仰拱模板拆除：利用絞車和滑輪拉起模板翻折到模架上； 澆筑填充混凝； 中心溝脫模后，快

12、速施工法整體移到下一作業(yè)區(qū)。,整理課件,24,5 快速施工技術的使用效果,5.1 每循環(huán)時間由原來的58小時縮短為19小時，使循環(huán)時間大大縮短,仰拱填充施工工序時間對照表,整理課件,25,5.2 施工成本大幅降低 前期使用的拼裝小模板，每8延米需要320kg以上的鋼筋來加固和支撐，需要10個專業(yè)木工4小時以上的工作時間來完成安裝工作，仰拱模板的安裝費用約為225元/延米。快速施工法僅需不足10kg的鋼筋，5個人3小時完成模板安裝，費用不足80元/延米。每延米節(jié)約成本約145元。 5.3 工程質量明顯提高 快速施工法法采用端頭梁定位固定，整體模板，模架剛度好，有效避免了上述問題，使仰拱混凝土達到

13、了內實外美的效果。,整理課件,26,5.4 為隧道快速掘進提供了保障 快速施工法使用前只能每3天一循環(huán)，每天進度不足3m；如果增加作業(yè)面保證進度，必然要加大掌子面與襯砌間的距離，造成安全步距超標，使得施工進度與安全步距之間的矛盾一直未能得到很好的解決。采用本例快速施工法法施工，可滿足每月227米（6m241930=227m）的施工進度要求。若將本例模板長度由6米加長到8米，則可滿足每月303米（8m241930=303m）的施工進度要求。所以，快速施工法法可輕易地滿足隧道施工各工序安全步距的實現(xiàn)。 5.5 優(yōu)化洞內施工組織和工序分區(qū)、利于標準化作業(yè)和安全文明施工 模架法施工工藝只需保留一個仰拱

14、作業(yè)面，減少了工序分區(qū)間的相互干擾，減小了掌子面與二襯之間的作業(yè)面數(shù)量和總長度，利于二襯及時跟進，保障了隧道施工安全；雙車道棧橋保持了洞內開挖出碴作業(yè)的交通暢通，文明施工和標準化作業(yè)水平顯著提高。,整理課件,27,二、隧道水溝電纜槽移動模架,整理課件,28,1前言,鐵道部推行的“標準化管理”是鐵路建設管理的發(fā)展方向。 因水溝電纜槽斷面小，輪廓線條多，使隧道內的水溝電纜槽對人工技能要求高，施工成本高，難以實現(xiàn)標準化要求。 目前沒有可用于水溝電纜槽施工的標準化設備,整理課件,29,2工程設計概況,油竹山隧道設計為雙線隧道，雙側均設水溝、電力電纜槽、電信電纜槽3道溝槽。 根據(jù)設計和規(guī)范要求，水溝電纜

15、槽混凝土的施工要一次性澆筑完成。,整理課件,30,3 現(xiàn)有水溝電纜槽施工方法利弊分析,現(xiàn)有的混凝土模板安裝方案主要采用小塊鋼模（如寬30cm，長150cm）按照構件尺寸的拼裝，利用鋼管、方木、型鋼等作為背梁加強模板的整體剛度，再通過桿件支撐，使模板的空間位置固定。即所用的各種部件是零散的，每次使用都要把每個部件組裝和拆卸一次。這種方案使溝槽整體線形難控制，易形成“S”輪廓線，板縫,多，模板間錯臺容易超標，對工人的專業(yè)技能要求高，人工花費大。需要找到一種安裝加固快，使用方法簡單，使用費用低，既能保證溝槽質量，又能控制成本、滿足進度要求的施工方案。,整理課件,31,4 水溝電纜槽移動模架的設計,整

16、理課件,32,移動模架總重約4t，長11m，寬2m，可采用人工推行移動或機械牽引移動，如11kw的電動卷揚機。主要由模板、模架、定位卡組成，使用方便、簡單，制作成本低,整理課件,33,模板：為便于安裝和拆卸，把溝槽墻模和底模設為一體，做成“L”型，這樣每道溝模板設計為左右兩塊，每塊長5m。模型面板采用4mm厚的鋼板；縱、橫向肋板用550mm的扁鋼，間距300mm；四周用55050mm角鋼。在模板頂部每1m設一直徑30mm、長150mm的鋼管柱，用于配合定位卡定位模板。 模架：全部用20cm槽鋼焊接，a、采用2根20cm槽鋼作為模架內側縱梁；b、外側縱梁做成排架式，便于溝槽外邊模的定位和安裝行走

17、滑輪；c、橫梁4道，均由兩條20cm槽鋼雙拼而成，中間兩道橫梁間距5m，均在橫梁中間留有5cm寬的通縫，滿足懸掛模板和使模板左右移動的要求；d、立柱2根，下端設行走滑輪，分別位于模架兩端中間溝的位置，用于支承模架和移動。,整理課件,34,地點，通過懸掛模板絲桿左右移動模板到設計平面位置，擰動絲桿上的螺母，調整模板到設計標高。用定位卡定位位模板上沿和下沿，再擰動排架上的絲桿頂住邊模，便完成了移動模架的就位和固定。,定位卡：由1道橫梁3條立柱組成。橫梁采用10100100mm角鋼制作，在橫梁上鉆“U”型卡口卡住模板上的小立柱，定位模板上邊沿；定位卡立柱采用12cm槽鋼制作，3條立柱分別對應模板的下

18、邊沿，用于固定模板下邊沿。 安裝就位和定位措施：通過模架把模板、定位卡組合形成移動模架，總重量約4t。移動模架可縱向移動到施工,整理課件,35,5水溝電纜槽移動模架的使用步驟 （1）測量放線； （2）鋼筋制安； （3）預埋件設置檢查 （4）模板安裝 測量放樣，確定最外側模板的位置； 模架移動就位，調整模架位置，使其外側距邊模位置約30cm（10cm）處； 通過懸吊模板的絲桿將模板橫向移動至設計平面位置，再通過擰動絲桿上的螺帽調模板標高至設計標高； 安裝定位卡，擰緊定位螺栓，使模板位置固定。 安裝檔頭模板、涂脫模劑、檢查預壓件等。 （5）混凝土澆注?；炷辆鶆蚍謱訚沧ⅲ淮涡詽仓瓿?。因溝槽斷面小，不能直接用罐