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隧道二衬钢筋装配化施工技术

发表时间：2020/2/28 来源：《防护工程》2019年19期作者：周继焕李勇汤银亭

[导读] 隧道二次衬砌保证隧道运营使用的永久稳定、安全、美观，承受软弱围岩的蠕变压力、膨胀性地压等，是安全储备的一种重要工程措施。

周继焕李勇汤银亭
        浙江舟山北向大通道有限公司浙江舟山 316000
        摘要：隧道二次衬砌保证隧道运营使用的永久稳定、安全、美观，承受软弱围岩的蠕变压力、膨胀性地压等，是安全储备的一种重要工程措施。本文以宁波舟山港主通道项目炮台岗隧道为背景，针对现阶段二次衬砌及仰拱钢筋施工采用现场绑扎法，钢筋施工精度不足、机械化程度不高、施工功效低、电焊作业烧伤防水板影响等施工环节的突出问题。调整二次衬砌钢筋的设计及安装方式，通过实现隧道二次衬砌钢筋在钢筋加工厂内分节段集中模块化生产，节段装配化拼装，有效的提高生产效率及隧道施工质量安全管理水平。为不良特殊地质隧道二衬衬砌施工提供了借鉴经验。
        关键词：二次衬砌；钢筋；模块化生产；装配化拼装


        1 工程简介
        炮台岗隧道位于宁波舟山港主通道项目第DSSG01标段，起止里程为K6+589～K7+122，隧道长533m, 进出口端均为半明式门洞，隧道曲线半径为：R=2100m，纵坡为双向坡，坡率为1.3%和-1.2%，在转弯处设2%的超高，二衬和中隔墙部位采用环形钢筋混凝土梁柱式结构。Ⅴ级围岩240m，Ⅳ级围岩为100,Ⅲ级围岩为193m，明洞采用明挖施工，暗洞采用新奥法施工。炮台岗隧道V围岩初期支护结构形式为φ42×4mm超前小导管长4.5m（环向40cm）注浆、26cm厚C25喷射混凝土、E6钢筋焊接网（15×15cm）、I20工字钢架（纵距75cm），复合防水层采用400g/m2无纺布、1.5mm厚单面自粘式防水卷材，二次衬砌为65cm厚C45钢筋混凝土。本文主要以炮台岗隧道V级围岩二次衬砌钢筋形式优化为案例阐述隧道二次衬砌钢筋装配化施工技术。
        2 二次衬砌钢筋设计优化
        炮台岗隧道原二次衬砌钢筋按常规设计，采用HRB400直径25钢筋为环向主筋、HPB300直径12钢筋为分布筋和箍筋，采用焊接与绑扎的形式连接.为积极响应《交通运输部关于打造公路水运品质工程的指导意见》（交安监发〔2016〕216号）文件，按照《品质工程攻关行动试点方案（2018—2020年）》的要求，结合品质工程攻关任务中开展工程质量安全技术“微创新”攻关行动的要求，决定开展隧道二次衬砌钢筋安装工艺微改进创新。经优化后环向二次衬砌钢筋仍采HRB400直径25钢筋为环向主筋、HPB300直径12钢筋为分布筋和箍筋，但是调整了分布筋与箍筋的结构样式。环向钢筋分为8个节段（仰拱段3节，拱部5节），共A、B、C、D、E五种单元形式，采用L100*80*10角钢作为连接面，通过M20*60螺栓连接。通过优化二次衬砌钢筋连接形式，实现隧道二次衬砌钢筋在钢筋加工厂内分节段集中模块化生产，节段装配化拼装。


        优化后炮台岗隧道V级围岩衬砌配筋图
        3 二次衬砌钢筋节段拼装施工流程
        通过调整二次衬砌钢筋的结构形式，提供一种隧道二次衬砌及仰拱钢筋的装配式施工方法，通过该施工方法能够提高隧道二次衬砌及仰拱钢筋施工质量，同时加快了钢筋的拼装速度，提高施工效率。二次衬砌及仰拱钢筋的装配式施工方法，包括以下步骤：
        1、制作各单元定位胎架
        定位胎架由型钢及钢筋组成，其尺寸及形状依据单元钢筋加工，在型钢卡槽上设有定位插销孔。
        2、钢筋原材料初步加工
        根据二衬钢筋节段拼装图纸，在项目部钢筋加工厂首先将各类钢筋切割成符合设计的尺寸。然后利用数控弯筋机将钢筋依据图纸冷弯成型。
        3、利用定位胎架将各单元钢筋加工成型
        在制作单元钢筋时将其组成构件放置在胎架中定位，准确定位钢筋，然后进行焊接加工，提高单元钢筋加工精度。隧道各单元钢筋之间除尺寸及半径存在差异外其组成

构件均一致，故以其中一单元钢筋实例，其构造如下图包括主筋8、波浪式连接筋9、波浪式加固筋10、连接筋11、连接角钢12，各构件采用焊接连接。

        4、节段钢筋合拢试拼
        各节段钢筋加工完成后，需在场内试拼装，各节段钢筋之间贴合严密，各类钢筋尺寸与图纸一致后方可进行现场施工。
        5、放线定位
        在安装仰拱钢筋前，需要进行测量放样，确定出仰拱节段钢筋两侧端头位置。
        6、节段运输安装
        二衬节段钢筋运输采用起重运输车。在安装拱部及边墙节段钢筋时，由于半成品节段钢筋过重，仅靠人工搬运安装极为不易，因此，在安装拱部及边墙节段钢筋时采用人工配合起重机安装，从而节省了大量的劳动力，并且工作效率有了很大的提升。起重机的最大其中量为300Kg，满足节段钢筋的起吊要求。
        7、节段拼装成型
        将仰拱单元钢筋吊装至仰拱基坑中拼装成型，形成单个仰拱节段，后续节段依据间距拼装到位，多个节段形成孔节段。仰拱节段安装时需采用定位器，定位器安装在仰拱节段钢筋端头，通过螺栓与仰拱节段钢筋连接。螺栓型号为M20*60，性能等级为4.8，螺栓材质公称抗拉强度400MPa，螺栓材质的公称屈服强度320MPa,螺栓材质的屈强比值为0.8。通过使用定位器，使得仰拱钢筋的拼装速度的到进一步提升，使得仰拱孔节段形成一个刚性整体，提高了安装效果。





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