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摘要:在隧道施工中,经常会遇到围岩自稳能力差的地段,故不良地质地段施工应坚持求“稳”的原则,采用短台阶法施工,嚴格按照“管超前、短开挖、弱爆破、强支护、快封闭、适时衬砌、勤量测”的原则组织施工,确保隧道不塌方。
关键词:隧道衬砌模板与拱架 立模 灌注混凝土 拆模
Abstract: in the construction of the tunnel, often encounter self the poor areas, so the construction of adverse geological section should adhere to the "stability" principle, using a short step construction method, in strict accordance with the "principles of organization construction pipe ahead, short excavation, weak blasting, strong support, quickly closed, lining, timely frequent measure", make the tunnel not collapse.
Keywords: template and arch tunnel lining formwork cast-in-place concrete form removal
中图分类号: U455.91
1 工程概况
拟建隧道全长138m,原设计除出入口27m为V级围岩,其余为Ⅲ级围岩。,线路以隧道开式下穿岚漪河高级阶地,阶地已被切割成黄土梁,黄土冲沟发育,地表植被稀疏。
开挖后全隧道地层均为砂质黄土,具有Ⅱ级自重湿陷性。上半断面已开挖贯通,开挖下半断面时正在雨季,出现地面开裂、初期支护拱架整体下沉现象。现在洞内采取横撑、竖撑等临时措施进行了加固。
该隧道身位于砂质黄土中,围岩自稳能力差,本身已发生变形,应短进尺开挖,下导坑开挖后必须二衬紧跟,模板台车长度较长(9m),要开挖10m以上才能衬砌一环,延长了衬砌循环周期,小模板则可以灵活运用,随挖随衬,加快衬砌循环,保证施工安全。
隧道位于R=500m的曲线上,曲线半径较小,弯曲矢距大,内、外弧弧度不同,弧长悬殊也较大。如采用9m模板台车衬砌,混凝土表面呈折线,影响二衬混凝土的外观质量,且衬砌前端的法线也难以控制;小模板可以将每一环衬砌长度缩短,且圆弧由短折线形成,这样可以保证混凝土表面光滑、圆顺,衬砌前端的法线也好调节。
下半断面已开挖段初期支护钢架、喷砼下沉侵入二衬断面需要全部拆换,但必须拆一榀换一榀,及时喷射砼封闭,防止上部围岩松动坍滑,拆换一段衬砌一段,拆换长度不宜太长,紧跟的二衬也只有很短的长度,采用模板台车衬砌,模板跟先浇砼需搭接较长距离,搭接太长会使混凝土施工缝处产生较大错台,调模的难度也要增大;小模板则可以随意调整与先浇砼的搭接长主,不致产生错台,混凝土平整度好。
因此选择既能保证衬砌施工质量、又不影响前面正常施工、操作方便、施工成本较小的施工方案此次隧道衬砌施工的关键问题。经综合考虑,决定采用钢拱架与小模板组合的衬砌施工方案。
2 隧道衬砌模板与拱架加工技术要求
2.1 隧道模板分边墙模板与拱部模板,边墙模板为平直模板,拱部模板为圆弧形模板。边墙与拱部模板尺寸均为1.2m×0.3m,拱部模板弧度按半径为r=3.21m计算确定,即0.3m宽模板起拱度为3.5mm。模板采用材料规格:面板采用4mm冷轧钢板,龙骨采用L50×50×5角钢。
2.2 模板数量:拱部模板,拱部弧长按加宽值60cm计算,弧长为7.94m,每环拱部模板块数计算值为26.5块。加工时,拱部定型模板为27块,收分模板为1块。边墙模板,单侧边墙长度为6.209m,每环单侧边墙模板块数计算值为20.7块,每环双侧模板数计算值为41.4块,考虑备用模块,边墙模块每环按43块加工。每环衬砌需要71块模板。
2.3 钢拱架:拱架由厚I16工字钢放大样煨弯并焊接连接板而成,每榀拱架寸由4节组成,外弧长20.358m。为了保证衬砌净空,钢拱架加工轮廓加大5cm。工字钢腹板中每隔1m焊接10cm长1寸钢管,顺线路方向钢拱架之间采用φ22螺纹钢筋两头弯曲直钩用于连接固定拱架。
3 立模
3.1 施工方法
3.1.1 清理两侧边墙底部虚渣及杂物,搭调安装拱架的脚手架操作平台。
3.1.2 根据测量放样结果安放两侧拱架底部卧木(850cm×35cm×15cm),卧木的顶面坡度与路面保持一致,卧木的顶面高程预留1cm的沉降量,卧木外侧边缘预留5cm,便于安放底部模板。
3.1.3 测量人员在卧木上标出同里程左右侧底部拱架的具体位置,每榀拱架中心线的间距为120cm,安装左右侧边墙拱架,从底部拱架连接板的四个螺栓孔用扒钉钉人卧木,使拱架固定,然后由下向上连接拱部拱架,最后在中部由连接夹板合龙。
3.1.4 调整每榀拱架位置,垂直于设计路面,每榀拱架用φ22螺纹钢筋纵向连接,使之成为一个整体。每榀钢拱架在起拱线处、边墙中部、拱架底部加调过河撑。每板衬砌需要的钢拱架榀数可灵活掌握。
3.1.5 模板长边间用模板卡固定,短边边用30m长的φ12钢盘穿过龙骨角钢预留孔,另一端别在拱架外侧弧面钢板上,使模板固定。模板周边粘巾海绵胶条,防止浇筑混凝土时漏浆。
3.1.6 安装堵头板。
3.1.7 模板安装好后,开始浇筑混凝土。
3.2 立模定位方法
3.2.1 测量放样
立模前,测量人员在隧道边墙两侧标出卧木的顶面高程点,卧木外边缘至隧中线的距离点。在卧木的顶面标出同一里程两侧底部拱架的中心线。
3.2.2 顶部位置调整
①横向调整:通过拱架的中心点向下吊垂,与隧道中心线重合。如果偏差较大,则需检查底部拱架的位置是否正确,偏差较小,则左右微调拱架即可调整。②纵向调整:为了使拱架所在断面垂直于设计路面,需纵向调整拱架。根据拱架顶部至仰拱填充浇注面的高度及线路坡度,算出拱架中点向下的垂线至拱架底部连线的距离,前后微调拱架使之符合该数值,固定拱架。
4 灌注混凝土
4.1 接好混凝土输送管道接头。
4.2 灌注混凝土前将基底混凝土面冲洗干净。
4.3 两侧对称灌注混凝土,其高差不得大于50cm,否则易造成偏压,导致跑模。
4.4 灌注起拱线以下部分混凝土时,严格控制灌注速度,混凝土入模后初凝时间为1.5小时的条件下,以1m/h的速度较合适,防止拱架上浮,灌注起拱线以上部分混凝土的速度可适当提高。
4.5 灌注起拱线以下部分,混凝土坍落度控制在13cm左右,适当振捣,防止产生蜂窝麻面。灌注起拱线以上部分,混凝土坍落度控制在14~16cm,并适当控制灌注速度,避免产生太大的竖向和侧向压力。
4.6 灌注一侧混凝土时,安装另一侧模板,使混凝土面距模板顶面的高度为1m左右。
4.7 封顶时,由低向高安装模板,由低向高灌注混凝土,在高的一端端头安装φ50钢管作为排气孔及检查孔,当有浆从管中流出时,说明已封顶密实。
5 拆模
混凝土强度达到脱模的强度要求后,开始拆模。其顺序如下。
①拆除拱架内侧的支撑。②拆除拱架拱顶的连接夹板。③由上而下逐步拆除单节拱架及模板。④按同样步骤由低端向高端依次拆除各榀拱架及模板。⑤最后的一榀拱架不拆除,以便下一环衬砌继续使用。
关键词:隧道衬砌模板与拱架 立模 灌注混凝土 拆模
Abstract: in the construction of the tunnel, often encounter self the poor areas, so the construction of adverse geological section should adhere to the "stability" principle, using a short step construction method, in strict accordance with the "principles of organization construction pipe ahead, short excavation, weak blasting, strong support, quickly closed, lining, timely frequent measure", make the tunnel not collapse.
Keywords: template and arch tunnel lining formwork cast-in-place concrete form removal
中图分类号: U455.91
1 工程概况
拟建隧道全长138m,原设计除出入口27m为V级围岩,其余为Ⅲ级围岩。,线路以隧道开式下穿岚漪河高级阶地,阶地已被切割成黄土梁,黄土冲沟发育,地表植被稀疏。
开挖后全隧道地层均为砂质黄土,具有Ⅱ级自重湿陷性。上半断面已开挖贯通,开挖下半断面时正在雨季,出现地面开裂、初期支护拱架整体下沉现象。现在洞内采取横撑、竖撑等临时措施进行了加固。
该隧道身位于砂质黄土中,围岩自稳能力差,本身已发生变形,应短进尺开挖,下导坑开挖后必须二衬紧跟,模板台车长度较长(9m),要开挖10m以上才能衬砌一环,延长了衬砌循环周期,小模板则可以灵活运用,随挖随衬,加快衬砌循环,保证施工安全。
隧道位于R=500m的曲线上,曲线半径较小,弯曲矢距大,内、外弧弧度不同,弧长悬殊也较大。如采用9m模板台车衬砌,混凝土表面呈折线,影响二衬混凝土的外观质量,且衬砌前端的法线也难以控制;小模板可以将每一环衬砌长度缩短,且圆弧由短折线形成,这样可以保证混凝土表面光滑、圆顺,衬砌前端的法线也好调节。
下半断面已开挖段初期支护钢架、喷砼下沉侵入二衬断面需要全部拆换,但必须拆一榀换一榀,及时喷射砼封闭,防止上部围岩松动坍滑,拆换一段衬砌一段,拆换长度不宜太长,紧跟的二衬也只有很短的长度,采用模板台车衬砌,模板跟先浇砼需搭接较长距离,搭接太长会使混凝土施工缝处产生较大错台,调模的难度也要增大;小模板则可以随意调整与先浇砼的搭接长主,不致产生错台,混凝土平整度好。
因此选择既能保证衬砌施工质量、又不影响前面正常施工、操作方便、施工成本较小的施工方案此次隧道衬砌施工的关键问题。经综合考虑,决定采用钢拱架与小模板组合的衬砌施工方案。
2 隧道衬砌模板与拱架加工技术要求
2.1 隧道模板分边墙模板与拱部模板,边墙模板为平直模板,拱部模板为圆弧形模板。边墙与拱部模板尺寸均为1.2m×0.3m,拱部模板弧度按半径为r=3.21m计算确定,即0.3m宽模板起拱度为3.5mm。模板采用材料规格:面板采用4mm冷轧钢板,龙骨采用L50×50×5角钢。
2.2 模板数量:拱部模板,拱部弧长按加宽值60cm计算,弧长为7.94m,每环拱部模板块数计算值为26.5块。加工时,拱部定型模板为27块,收分模板为1块。边墙模板,单侧边墙长度为6.209m,每环单侧边墙模板块数计算值为20.7块,每环双侧模板数计算值为41.4块,考虑备用模块,边墙模块每环按43块加工。每环衬砌需要71块模板。
2.3 钢拱架:拱架由厚I16工字钢放大样煨弯并焊接连接板而成,每榀拱架寸由4节组成,外弧长20.358m。为了保证衬砌净空,钢拱架加工轮廓加大5cm。工字钢腹板中每隔1m焊接10cm长1寸钢管,顺线路方向钢拱架之间采用φ22螺纹钢筋两头弯曲直钩用于连接固定拱架。
3 立模
3.1 施工方法
3.1.1 清理两侧边墙底部虚渣及杂物,搭调安装拱架的脚手架操作平台。
3.1.2 根据测量放样结果安放两侧拱架底部卧木(850cm×35cm×15cm),卧木的顶面坡度与路面保持一致,卧木的顶面高程预留1cm的沉降量,卧木外侧边缘预留5cm,便于安放底部模板。
3.1.3 测量人员在卧木上标出同里程左右侧底部拱架的具体位置,每榀拱架中心线的间距为120cm,安装左右侧边墙拱架,从底部拱架连接板的四个螺栓孔用扒钉钉人卧木,使拱架固定,然后由下向上连接拱部拱架,最后在中部由连接夹板合龙。
3.1.4 调整每榀拱架位置,垂直于设计路面,每榀拱架用φ22螺纹钢筋纵向连接,使之成为一个整体。每榀钢拱架在起拱线处、边墙中部、拱架底部加调过河撑。每板衬砌需要的钢拱架榀数可灵活掌握。
3.1.5 模板长边间用模板卡固定,短边边用30m长的φ12钢盘穿过龙骨角钢预留孔,另一端别在拱架外侧弧面钢板上,使模板固定。模板周边粘巾海绵胶条,防止浇筑混凝土时漏浆。
3.1.6 安装堵头板。
3.1.7 模板安装好后,开始浇筑混凝土。
3.2 立模定位方法
3.2.1 测量放样
立模前,测量人员在隧道边墙两侧标出卧木的顶面高程点,卧木外边缘至隧中线的距离点。在卧木的顶面标出同一里程两侧底部拱架的中心线。
3.2.2 顶部位置调整
①横向调整:通过拱架的中心点向下吊垂,与隧道中心线重合。如果偏差较大,则需检查底部拱架的位置是否正确,偏差较小,则左右微调拱架即可调整。②纵向调整:为了使拱架所在断面垂直于设计路面,需纵向调整拱架。根据拱架顶部至仰拱填充浇注面的高度及线路坡度,算出拱架中点向下的垂线至拱架底部连线的距离,前后微调拱架使之符合该数值,固定拱架。
4 灌注混凝土
4.1 接好混凝土输送管道接头。
4.2 灌注混凝土前将基底混凝土面冲洗干净。
4.3 两侧对称灌注混凝土,其高差不得大于50cm,否则易造成偏压,导致跑模。
4.4 灌注起拱线以下部分混凝土时,严格控制灌注速度,混凝土入模后初凝时间为1.5小时的条件下,以1m/h的速度较合适,防止拱架上浮,灌注起拱线以上部分混凝土的速度可适当提高。
4.5 灌注起拱线以下部分,混凝土坍落度控制在13cm左右,适当振捣,防止产生蜂窝麻面。灌注起拱线以上部分,混凝土坍落度控制在14~16cm,并适当控制灌注速度,避免产生太大的竖向和侧向压力。
4.6 灌注一侧混凝土时,安装另一侧模板,使混凝土面距模板顶面的高度为1m左右。
4.7 封顶时,由低向高安装模板,由低向高灌注混凝土,在高的一端端头安装φ50钢管作为排气孔及检查孔,当有浆从管中流出时,说明已封顶密实。
5 拆模
混凝土强度达到脱模的强度要求后,开始拆模。其顺序如下。
①拆除拱架内侧的支撑。②拆除拱架拱顶的连接夹板。③由上而下逐步拆除单节拱架及模板。④按同样步骤由低端向高端依次拆除各榀拱架及模板。⑤最后的一榀拱架不拆除,以便下一环衬砌继续使用。