黄莲坡隧道衬砌台车施工文档格式.docx
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参数
备注
1
台车每模衬砌长度
mm
L=12000
2
净空尺寸
m
B×
H=2.9×
2.5
3
台车行走速度
m/min
8~12
4
单边脱模量
60
局部最小
5
水平调整量
50
单边
6
系统压力
Kg/cm2
P=160
7
液压泵流量
L/min
14.6
8
油缸最大行程
竖向行程
mm
300
侧向行程
Mm
(2)操作手动换向阀手柄,使竖向油缸上升。
调整钢模板台车模板使其达到预定高度后,旋紧竖向千斤顶。
(3)操作手动换向阀手柄,使侧向油缸撑出。
粗调钢模板台车侧模板至预定位置。
(4)装好侧向千斤顶。
(5)关闭电机,来回摇动手动换向阀手柄,使侧向油缸卸压。
调节侧向千斤顶,使钢模板台车侧模板达到灌注状态。
(6)启动电机。
保持油缸压力。
(7)装好撑地千斤顶、堵头板。
2、灌注混凝土
立模完成之后即可进行灌注混凝土。
灌注混凝土之前,钢模板台车外表面需涂抹脱模剂,以减少脱模时的表面粘力。
灌注混凝土输送口包括工作窗口和冲天刹尖口。
灌注混凝土时,先从钢模板台车模板最下排工作窗口进行灌注混凝土,灌注混凝土至混凝土快要平齐工作窗口时,关闭工作窗,然后从第二排工作窗口进行灌注混凝土,以此类推,最后通过灌注混凝土冲天口封顶刹尖。
在灌注混凝土工作过程中要注意以下几点:
(1)灌注混凝土时,混凝土最大下落高度不能超过3000mm。
(2)灌注混凝土时,钢模板台车前后混凝土高差要求不超过600mm;
左右混凝土高度差要求不超过500mm。
(3)灌注混凝土到最后通过灌注混凝土口封顶的后期,必须使用低速档进行灌注混凝土,并时刻注意灌注混凝土口压力的变化,避免因混凝土注满后仍强行注入而导致压力过大使模板变形。
3、脱模
灌注混凝土完成之后,必须让混凝土凝固一定时间后才能进行脱模。
脱模按以下几步进行:
(1)拆掉侧向千斤顶、撑地千斤顶和堵头板。
(2)操作手动换向阀手柄,控制侧向油自由式。
使钢模板台车侧模板掊离衬砌面。
油自由式帐缩行程为150mm~200mm。
(3)收起竖向千斤顶,检查平移小车是否固定好。
(4)操作手动换向阀手柄,控制竖向油缸。
使钢模板台车顶模板脱离衬砌面。
油缸自由式收缩时,必须分次收缩,切忌一次性强制脱模。
油缸收缩选为150mm~200mm。
(5)收起基础千斤顶。
4、行走:
钢模板台车脱模之后,松开卡轨器,启动行走电机,即可行走。
钢模板台车行走时要注意以下几点:
(1)电机的行走速度不能超过12m/min,并要求保证两个电机的同步。
(2)钢模板台车必须完全静止后,才能让行走电机换向行驶。
反复循环立模、灌注混凝土、脱模、行走这四个工作过程,就形成了钢模板台车的整个作业。
其作业流程图如下图(三):
图(三)全断面液压衬砌台车施工流程图
5、模板与加宽块的使用
本钢模板台车特设计了五套模板加宽块、四套上部台架加宽块、两套边模板和多种侧向千斤顶以实现W=0+10、W=20+10、W=30+10、40+10、W=50+10五种不同断面及直墙和曲墙两种不同断面开头的衬砌。
在使用过程中,不同衬砌状态下使用的加宽块、下模板和侧向千斤顶将有所不同:
(1)加宽块的使用
A、A、
W=0+10时,模板加宽块宽为350mm、上部台架不加加宽块。
B、B、
B、W=20+10时,模板加宽块宽为550mm、上部台架不加加宽块为200mm。
C、W=30+10时,模板加宽块宽为650mm、上部台架不加加宽块为300mm。
D、W=40+10时,模板加宽块宽为750mm、上部台架不加加宽块为400mm。
E、W=40+10时,模板加宽块宽为850mm、上部台架不加加宽块为500mm。
(2)边模板的使用
直墙断面均用直墙模板;
曲墙断面均用曲墙模板。
(3)侧向千斤顶的使用
下部千斤顶1(零行程时长为390mm)仅用于W=0+10曲墙断面下部;
下部千斤顶2(擒行程时长为490mm)用于除W=0+10曲墙断面外的所有断面下部。
中部千斤顶1(零行程时长为460mm,两丝杆长度均为165mm)用于W=0+10、W=20+10和W=30+10三种断面的中部;
中部千斤顶29只是把中部千斤顶1原长165mm的正丝丝杆用长305mm的正丝丝杆替代)用于W=40+10和W=50+10两种断面的中部。
C、C、
上部千斤顶1(零行程时长为500mm,两丝杆长度均为185mm)用于W=0+10、W=20+10和W=30+10三种断面的中部;
上部千斤顶2(只是把部千斤顶1原长185mm的正丝丝杆用长310mm的正丝丝替代)用于W=40+10和W=50+10两种断面的上部。
由于不同衬砌状态下使用的加宽块、下模板和侧向千斤顶有所不同故必须进行置换。
加宽块、下模板和侧向千斤顶的置换方法分述如下:
(4)加宽块的置换
钢模板台车在脱模状态下,还将有紧卡轨器,便可进行加宽块的置换:
用两个手拉葫芦在上部台架的上横梁处拉紧上部台架的中立柱,同时紧固水平调整千斤顶;
松开模板加宽块处、上部台架上横梁加宽块处和上部台架下横梁加宽块处的螺栓联接;
调节水平调整千斤顶,同进调节手拉葫芦,使钢模板台车整个模板和上部台架从加宽块处向两边分离或往中间收缩;
根据实际要求控制水平调整千斤顶和手拉葫芦的伸缩量,并置换加宽块;
装好并紧固加宽块处的所有螺栓联接。
在加宽块的置换过程中,要求水平调整千斤顶和手拉葫芦的调节同步。
为安全起见,建议用多个手拉葫芦紧上部台架的中立柱。
(5)下模板的置换
下模板的置换要求对称拆卸,对称安装,确保钢模板台车的稳定。
(6)侧向千斤顶的置换
侧向千斤顶的上、中部千斤顶在安装时要先检测正丝丝杆的长度。
2.4混凝土的拌合、运输及泵送灌注
2.4.1混凝土的拌合
(1)原材料选择
粗集料:
粗集料的粒径和粒形都对砼可泵性有较大的影响.
制作泵送混凝土的粗集料应选用符合《普通砼用碎石及卵石质量标准及检验方法》要求的连续级配集料,其空隙率应尽可能小。
泵送砼的粗集料最大粒径与输送管径之比:
一般小于1:
3。
针片状颗粒含量不宜大于10%,存放时,应保持清洁,不要混入塑料,布片及其它纤维状物。
宜选用最大料径小于40mm的连续级配机制砂岩碎石。
细集料:
砼拌合物所以能在泵管中顺利流动,其主要原因在于浆体润滑管壁并且在整个泵送过程中集料颗粒能悬浮于灰浆中,因此细集料中能组成稳定浆体的细小颗粒的含量要丰富一点。
我国《砼泵送施工技术规程》规定泵送砼所用的砂应符合《普通砼用砂质量标准及试验方法》的要求,宜采用中砂,其通过0.315mm筛孔的颗粒含量不少于15%。
(2)外加剂及矿物掺合料
合理选用外加剂和矿物掺合料对砼可泵性有良好作用。
如减水剂能使水泥浆的凝聚结构变成分散结构,从而提高砼流动性;
矿物掺合料粉煤灰能提高砼拌合物的稳定性,并且其中的微粒在泵送过程中起着“滚珠”作用,能减少砼拌合物对管壁的摩阻力。
(3)配合比设计:
泵送砼配合比设计的原则是根据工程对砼性能的要求(强度、耐久性),选用工程能够达到的原材料,设计出经济指标合理,性能优良且能满足泵送要求的砼。
对泵送砼,除满足强度及施工要求的坍落度外,砼尝应具有必要的可泵性,即在压力泌水试验中,其10秒的相对压力泌水率S10不应大于50%,为了达到上述可泵性的要求,砼配合比设计应遵守以下规定:
①严格选用和控制原材料;
②控制水泥用量最少不低于300kg/m3;
③适当提高砂率,一般应控制在40~50%:
④泵送砼的水灰比最大不宜超过0.6;
⑤有条件时可采用有利于泵送的矿物掺合料。
例如可选用5~40mm、连续级配的机制砂岩碎石、石灰岩机制砂,允许坍落度80~180mm,水泥:
细骨料:
粗骨料:
粉煤灰:
缓凝减水剂=1:
3.23:
3.33:
0.3:
8.8%,水灰比0.51,经实践证明,在可泵性结构强度上均满足了要求,收到了较好效益。
2.5混凝土的运输
在与全断面液压衬砌台车配套使用的砼运输工具必须是使用电瓶车牵引混凝土运输罐车运输洞外拌合好的成品混凝土,才能提高灌注效率,保证混凝土灌注过程不间断进行。
对于运距较远的工作面,可以使用缓凝剂以防止混凝土在罐内凝固和保证混凝土的质量。
2.5.1混凝土的泵送
泵送施工前,首先要根据混凝土工程特点,浇筑计划,要求的运送距离,输出量等来选择混凝土泵的型号,或对已有的砼泵进行验算。
砼泵的主要技术参数是其压送能力,它是以单位时间内最大排量和最大泵送距离来表示。
这些均可在混凝土泵的泵的说明书中查得。
在施工中所能达至的实际输出量应根据具体条件按下式计算得出:
QA=Qmax·
α·
ξ
式中:
QA—砼的实际平均输出量(m3/h)
Qmax—混凝土的最大输出量(m3/h)
α—配管条件系数,可根据水平换算的泵送距离
查得α,变化范围0.4~1.0。
ξ—作业系数,根据混凝土运输车向砼泵供料间
断时间,拆装输送管和布料停歇等情况,可
取0.5~0.7。
实际工程中砼输送配管不可能全部是水平直管。
在对实际输送长度和泵的最大输送距离作对比验算时,必须把它们都换算成水平管长度,计算得出的水平换算长度应不超过砼泵能达到的最大泵送距离。
结合隧道线条型结构,考虑到砼泵效率高,选用了12m边顶拱式全液压砼衬砌模板台车,一般一组砼衬砌需砼100m3,一罐砼从搅拌站至砼泵处御完料需45分钟,搅动运输量6m3,配套机械主要技术参数见附录。
2.5.2输送管路布置:
输送管路布置的一般原则;
(1)管线尽可能短,弯头尽可能少。
(2)管道经过的路线应比较安全,人员和管道都不会受到伤害。
(3)要便于管道的支承、固定、吹洗及拆装维修,便于浇注施工。
在隧道砼衬砌施工中,问题较多的是隧道拱顶衬砌。
拱顶衬砌的最后阶段是封拱。
因此,在拱顶浇注的输送管道布置时,必须考虑封拱的方法。
单线隧道断面较小,衬砌厚度较薄,且拱部作业安全性差,故采用垂直封拱方式。
在定制12m边顶拱台车时,拱顶有冲天杀尖管,输送管未端接上冲天杀尖管封拱。
2.5.3泵送砼施工的工艺流程,如下图(四):
配合比计算
原材料的计量
外加剂配制
砼搅拌
坍落度测定试块制作
砼运输
砼泵受料两次搅拌
泵送
布料
砼浇注振捣
泵和输送管的清洗、拆除
图(四)泵送砼施工的工艺流程图
2.6施工安排及注意事项
2.6.1为最大限度发挥既有机械的效能,结合隧道为线条型结构施工的特点。
隧道衬砌施工时采用矮边墙先行,铺底先行施工方案。
一般矮边墙先行于台车距离不小于40m;
铺底先行于台车距离不小于80m。
这样,施工干挠小,且能保证砼铺底在台车及施工荷载作用下不压坏。
2.6.212m边拱式液压台车行走于带垫板的钢轨上,带垫板钢轨直接置于铺底上。
砼输送车通过铺设专用岔道给砼输送泵受料,砼输送泵把砼依次压入台车各灌注窗口,完成衬砌。
2.6.3施工注意事项
⑴砼泵使用注意事项,可参考砼泵使用手册。
⑵当台车前端挡头切割洞室时,使台车后移,确保挡头不切割洞室。
灌注洞室砼时,应保证洞室前后、左右砼面等高上升,严防洞室模型在偏压下走动、变形。
⑶12m台车为整体钢模台车,灌注窗口400mm×
400mm,故对欠挖及超挖不易处理。
结合隧道施工实际情况,宜采用欠挖预处理及边墙部分超挖预回填措施。
2.7劳动力组织
本施工方法所需劳动力情况见表
(二)
表
(二)全断面液压衬砌台车施工劳动力配置表
工种
人数
工作内容
砼工
矮边墙、铺底、安设专用轨道
台车司机
台车移位对位、装拆底模、千斤顶、维护保养台车等
砼泵司机
砼泵运转、维护保养
电瓶车司机
运输
拌合机司机
木工等
安设底模、洞室模板、挡头板、砼泵管路移动、清理、捣固等
领工员
组织、指导、指挥
合计
25
3、简易衬砌台车的施工
3.1简易衬砌台车的构造
简易衬砌台车(以下简称简易台车)由台车主架,模板架、3015小钢模、砼提升设备等几大部分组成,技术性能参数及具体构造分别见表(三)和图(五),它通过调整相应部位的千斤顶来调整模板架的空间位置进行立模、拆模,台车在轨道上通过人力推动和机械拖动来移位行走,一次可完成隧道全断面衬砌9m。
特别值得一提的是简易衬砌台车的最上层工作平台的净空高度必须足够,否则会严重影响上层拱墙的施工,甚致导致不能按正常速度施工。
本衬砌台车特别采用了170cm的足够高度空间。
3.2本施工方法特点和适用范围
1、直线与曲线间同时使用:
采用变更拱部模板架的宽度,可用于直线和半径大于等于600m的曲线隧道衬砌施工。
2、直墙和曲墙两用:
只须更换模模架即可在直墙和曲墙都能使用。
3、能够采用插入式捣固器进行砼的捣固,因此可进行干硬性砼的灌注,大大地提高衬砌砼的质量。
既适用于直墙断面砼衬砌,又适用于曲线断面砼衬砌施工。
4、根据需要制作模板架可运用于水工、公路、矿山等各种地下工程的砼衬砌施工。
3.3简易衬砌台车施工工艺
利用简易衬砌台车进行衬砌施工可分为以下几个步骤进行:
3.3.1行走就位:
本简易衬砌台车可采用人力推行(约10人左右即可推走)和电瓶车等机械牵引的方法将其在预先设置的轨道上推行到预定施工位置。
行走时应注意到尾端模板架边缘应与上次衬砌砼的端部搭接长度大于5cm左右,使得两次施工的衬砌能够保持其连续性。
本简易台车采用拱部对中法和边模下缘控制高程法调整到准确位置,即在铺设台车行走停放轨道时,应严格按距隧道中线1.6m来铺设两条轨道,使其行走到预先位置后能够基本保持在正确的中线位置上,再通过从拱顶或台车中线位置来下调一垂球的方法来调整台车偏移中心的精确位置。
由于台车行走轮轮沿宽为12厘米,而行走钢轨为43kg/m的钢轨,轨头宽为7cm,因而可用两台20t的千斤顶横向顶在轮轴位置,很容易将台车作左右横向调整±
5cm。
高程控制可先在灌注好的矮边墙上抄平弹出模板底线位置,在简易台车对中后,通过调整边模丝杆千斤顶使模板紧靠矮边墙,再通过调整拱部千斤顶调整整个模板架的高度,使模板底线与所标注的墨线持平,并将基脚千斤顶设置使之完全受力即完成台车的就位工作。
3.3.2立模
本简易台车采用组合式的30×
150cm钢模(边墙)和20×
150cm的钢模。
在台车就位时先在底部安设第一排钢模使之与矮边墙紧贴,如有缝隙可先用砂浆填塞。
以后的模板可随着混凝土的灌注的高度增加而随时安放,模板在自重力和混凝土的侧向压力作用下,模板不会轻易移动,安放模板的同时要将“U”形卡和插销及时装上。
简易台车的模架下部在灌注砼后呈悬臂受力状态,而且灌注砼时承受较大的侧向压力,因此对模板底部必须给予加固,使其与矮边墙密贴,避免跑模、漏浆的现象发生。
加固的方法如图(六)所示。
台车前进方向端的拱墙挡头板在台车就位后及时给予装上,挡头模板可选用5cm后的木板,挡头板加固必须具有足够的强度。
3.3.3灌注混凝土
在简易台车就位立模后即可进行灌注砼。
混凝土由洞外拌合站搅拌后用矿用斗车运入(如果是无轨运输可用自卸小卡车运入),运到台车腹部后,利用人力将混凝土卸在轨道两侧的灰盘上后立即退出洞外,以免长时间占道,影响其它工序。
卸料时,先用枕木对矿用斗车的底盘加以支撑,以免在卸料时斗车翻倒,脱轨,在从力翻倒中,人尽量往斗车的两端站,斗车推倒后,人立即往两侧退让,以免斗车反弹伤人。
混凝土铲入模板内,随着模板块数的增加,进料口的高度使翻铲较为困难时,要转入中层平台开盘。
将底层灰盘上的混凝土装入提升料斗内,利用简易台车配备的卷扬机将混凝土从平台中布的开口处提升到中层平台上再用人工翻铲灌注。
作业平台用竹夹板或木板铺设。
拱部和边墙的混凝土亦可用此方法在最上层的平台进行灌注和刹尖。
浇注砼时,要保持左右两侧拱墙的砼在同一高度下浇注,即两侧应同时进行浇注,以免偏压,导致跑模;
浇注洞室时,应保证洞室各个方位的砼等高,严防洞室模型在偏压下走动、变形。
在灌注砼的过程中要严格按照混凝土灌注要求对入模后的混凝土加强震捣,确保施工质量。
3.3.4拆模
每组砼灌注后达到规定的强度(5Mpa)后(一般为48小时后)即可拆模,拆模顺序如下:
(1)松开底部紧固设施
(2)拆除端头板
(3)收紧边模丝杆千斤顶,松开边模
(4)降低拱部千斤顶,松开顶模
(5)从上至下将模板从模架中取出,处理干净后,分拱部、墙脚上部、下部分别将模板整齐堆放在上、中、平台和台车两端工作平台上,以便于下次方便使用。
(6)收起基脚千斤项和卡轨器。
整个施工过程的工艺流程如图(七)所示:
图(七)简易衬砌台车工艺流程图
3.3.5主要的机械设备配套
所需设备,见表(四),在实际施工过程中可根据现场情况利用与之相应的现存设备,基本上不必专门配备大型的专用设备。
表(四)
名称
规格和型号
数量
简易衬砌台车
9m
台
砼拌和机
JDY500
电瓶车
12t
矿用斗车
1.7m3
捣固棒
30cm
调度卷扬机
1吨
3.3.6工序间的安排及轨道的布置
为了最大限度地发挥各种既有机具的效率,结合在隧道施工中各工序间呈线型结构的特点,采用铺底和矮边墙先行施工的施工方法。
一般情况下,使铺底工作面超前台车工作80m,矮边墙工作面超前台车40m。
这样,在施工中,这几项工序之间的互相干扰小,并且能够保证铺底砼在台车的衬砌施工中不被压坏
采用本施工方法除铺设台车专用的43kg/m的轨道外,不必铺设其他的运输专用轨道,即洞外拌合站拌合好了的砼由矿用斗车运入工作面后立即倾倒在运输轨道两侧的灰盘上后即退出洞外,基本上不对其它工序的运输产生影响。
3.3.7施工要点及施工注意事项
1、欠挖的处理:
在台车就位前,首先要对隧道断面中的欠挖部分进行预处理,严禁台车就位后,在台车位置放大炮处理欠挖。
2、简易台车移动行走
移动前,应检查轨道铺设是否符合要求,人力推行或机车牵引必须由一人统一指挥,台车两侧均匀受力,使之动作协调一致,并认真观察是否有与台车的相挂、擦的物件,如风水管路等。
行走前模板架必须收缩到行走位置,并对轨道上粘结的混凝土和杂物清除掉,以便排除行走的阻力。
行走前还必须检查简易台车各平台下模板等物件安设是否稳固,以避免台车行走时因摇晃而落物伤人。
台车移走时,洞内和台车上电缆应有专人负责看管收放,严防擦、挂、碾压等。
3、立模
立模前要检查隧道开挖轮廓,如有欠挖应在台车就位前处理好,并在立模节段前分别在矮边墙上弹出控制水平线和在底板上放出中线点。
基脚千斤顶处的钢轨底部应填平夯实,必要时用木楔塞紧钢轨与底板的不贴合处。
台车模板架底部采用从矮边墙顶插入短钢筋套铅丝拉紧固定,必要时可加设短木斜撑,紧固必须牢靠。
当工作段遇洞室,台车端头要切割洞室时,将台车后移,减少本次施工衬砌的长度,保证台车不切割洞室,使洞室衬砌一次完成,在衬砌洞室时,对洞室要另行加设模型。
台车完全定位后,在灌注砼作业前,必须对每道工序例行检查
4、灌注混凝土
灌注前要检查接缝模板、底部模板是否安放正确以及检查提升设备,捣固设备是否状态良好;
灌注砼前对矮边墙顶而作挫毛冲洗处理,灌注时要求两侧同时进行,否则易造成偏压而跑模;
混凝土的灌注过程中,在底层装卸混凝土时应注意运行轨道上的行车安全;
混凝土材料的选用,配合比、搅拌、运输灌注、捣固等必须按混凝土施工有关技术规则进行。
5、拆模
严格按照拆模操作程序进行,上下步骤绝对不能颠倒,否则会造成损车伤人事故。
拆除下来的钢模、堵头模板、刹尖板等应有序堆放在台车指定位置,严禁乱丢乱放。
拆模过程中应注意保护风、水、电气线路等。
3.4劳动力组织
本施工方法所需劳动力情况如表(五)所示:
表(五)
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