高速铁路隧道帽檐斜切式洞门施工技术 刘晨

发表时间:2020/9/17   来源:《知识-力量》2020年1月2期   作者:刘晨
[导读] 在我国如今的隧道建设中,存在许多类型的隧道洞门,但是帽檐斜切式洞门并不常见。本文通过实例研究手段来对这类洞门的具体施工技术进行了介绍,同时对其具体施工工艺进行了分析,此外,本文还对混凝土浇筑过
(身份证号:4309221983****6416)
摘要:在我国如今的隧道建设中,存在许多类型的隧道洞门,但是帽檐斜切式洞门并不常见。本文通过实例研究手段来对这类洞门的具体施工技术进行了介绍,同时对其具体施工工艺进行了分析,此外,本文还对混凝土浇筑过程以及模板加工情况进行了阐述,从而为同类工程的建设建言献策。
关键词:高速铁路;隧道;帽檐斜切式洞门;施工技术

 
        引言
        本篇文章通过实例研究手段,以帽檐斜切式洞门为研究对象,先对其具体施工技术进行了介绍,同时对其具体施工工艺以及材料进行了分析。对于隧道而言,洞门的地位十分重要,而以往的洞门尽管结构并不复杂,但是在修建时却会令周边地表受到极其严重的破坏,这和环保要求不符。而帽檐斜切式洞门则不一样,它不但拥有流畅的线型,而且十分稳定,在诸多地形条件下,都适合修建这类洞门。因此在许多高速铁路隧道洞门建设项目中,经常选择这一洞门类型。当然还需要看到的是,这类洞门也有不足存在,必须需要利用到十分复杂阿达施工手段等等,因此对其施工技术展开深入研究极具价值。
        一、隧道概况
        文中所及项目全长超过四千米,地处我国北方某市,其埋深最大值达到二百三十米,隧道为双线单洞形式。在地层分布方面,最老的是华力西晚期花岗岩,而第四系统坡洪积层则较新。在其进口表层依次覆盖了粗、细角砾土以及第四系粉土,在其之下的则是结构松散的砂砾状态的强风化花岗岩。同时弱风化花岗岩是其洞身的主要构成成分,它拥有比较完整的块状岩体;出口表层覆盖第四系碎石土、细角砾土,在其之下的则是结构松散的砂砾状态的强风化花岗岩。能够发现,隧道进、出口距乡间车道2km以上,交通十分不便。隧道进、出口设置19m长帽檐斜切式洞门。
        二、洞门设计原则
        在设计洞门时,必须按照三类因素来对其尺寸以及种类进行明确,这三类因素首先是空气动力学因素;其次是地质因素;最后是地形因素。同时还需要根据我国制定的《铁路隧道设计规范》以及施工条件等来计算洞门的两类值,这两类值一个是稳定性;一个是结构强度。通过对隧道进行分析能够发现,不论是它的进口处,还是它的出口处,都位于浅路堑段范围,1:1.5是其边仰坡坡率,在对现场情况进行充分分析,同时对空气动力学效进行考虑后,完成了洞门的设计工作,此处洞门属于十九米帽檐斜切式类型。
        三、洞门概况
        隧道进、出口均采用帽檐斜切式洞门, C35钢筋混凝土浇筑,混凝土抗渗等级不小于P10洞门结构系在洞口衬砌斜切面加设一斜切椭圆台(环)面帽檐构筑而成,该椭圆台面以衬砌斜切椭圆面为底面,其轴线通过底面椭圆中心并与之垂直,其迹线与底面椭圆长。洞门主要由帽檐、11.56m斜切段及7.44m斜切延伸段组成,斜切面坡度(1:1.25)与仰坡坡度(1:1.5),帽檐模板由内模、外模及端模组成,内、外模均由两条椭圆轮廓线组成,内模由轮廓线A、C组成,外模由轮廓线B,D组成。
        四、施工步骤及主要内容
        帽檐斜切式洞门的施工主要分两节段分次浇筑,一是斜切延伸段施工,斜切延伸段总长7.44m,衬砌厚度70cm,施工方法等同于一般地段明洞衬砌。二是斜切段及帽檐施工。为使帽檐斗切段浇筑一次成型且保持其整体效果,对于斜切段及帽檐进行一次性整体浇筑。
        通过分析发现,斜切段施工内、外模分别运用的是衬砌台车和木板,选择10x10厘米的方木通过多个支撑点比如钢管以及环向钢筋等来达到加固目的。同时在对这部分进行施工之时,帽檐轮廓线C、D的形成会受到台车定位是否准确的极大影响,因此在完成台车定位工作之后,还必须对其定位进行复测,看其是否足够准确,若是存在偏差,就必须对其及逆行调整,然后在衬砌台车模板展开放样操作。此时需要将C视为参照物,从而来对D的相对位置进行计算,等它们的位置明确之后,再根据设计需要来将钢筋绑扎起来,接着对C、D展开精准放样操作,并装设外模。此处需要在外膜处设置两类钢筋,它们一个是环向钢筋;一个是加固钢筋,接着再将这两类钢筋和衬砌主筋焊在一起。


        4.1帽檐模板选择
        此处帽檐的轮廓线总共有四条,它们都为坐标控制,所以在选择帽檐模板之时,以往的钢模并不适合,其原因是,钢模不但加工起来并不容易,无法精确把握轮廓线,同时在安装钢模时还会花费较高费用。项目部经过研究分析,便决定将竹胶板作为选择对象,其原因是这类模板拥有较高质量,其肋为10x10厘米,和模板工程相关标准相符。此外,经测算1套洞门钢模板需费用26万元,采用竹胶板等轻型材料仅需费用3万元,此项技术措施优化不仅能解决使用钢模困难的问题,还可使项目节约成本23万元。
        4.2轮廓线A的测量放样
        通过分析发现,帽檐线性的控制坐标都属于三维坐标,因此在安装模板时并无法直接使用这类坐标。能够发现,帽檐轮廓线数量为四条,在斜切段已经完成了c、D的绑扎操作,所以此时只需要对其两条轮廓线也就是A、B进行控制,在对其进行控制时,需要在模板台车中引申入三维坐标,在轮廓线放样操作中,这一步是关键所在。需要注意的是,坐标位置不一样时,其引申方式也是不一样的,如果将洞口洞内以及隧道中线和坐标点间距分别用x、z来表示,而高程则用Y来表示,然后对其展开放样操作,拱部以及边墙控制设计坐标便可以分别通过移动Y、z来实现坐标点定位这一目标。
        4.3内模安装
        在安装内模时,需要按照放样模板的上口以及下口安装线来展开安装工作,其成左右对称状态。此处内模的支撑点是台车,然后通过钢管以及方木来完成加固操作。
        4.4绑扎帽檐钢筋
        需要根据设计具体要求来对帽檐以及其预留钢筋展开绑扎操作。此处需要在受力不大处放置帽檐受力钢筋的接头,然后利用套筒机械连接手段连接环向主筋,错开相邻连接处,在一个连接区段中,接头面积不能够超过二分之一,同时不能够在拱顶展开连接操作。
        4.5轮廓线B的放样及外模安装
        B的放样和A一样。而在安装外模时,需要按照放样模板的上口以及下口安装线来展开安装工作,在加固圆木以及钢管时,其支撑点有两个,一个是斜切段边坡;一个是其预埋钢筋,不论是内模,还是外模,都需要使用到超过Ф16mm的螺纹钢,同时还需要通过这类螺纹钢拉紧内模以及外模。
        4.6端模安装
        首先需要在两处完成安装线放样操作后,再来安装端模,这两类安装线一个来自内模上口;一个是来自外模上口。同时还需要每间隔两米便预留一个灌注口,如此便能够为混凝土浇筑工作提供便利。
        4.7 混凝土浇筑
        浇筑步骤如下:第一步,准备足够土工布边角料,若是出现漏浆情况,才能够及时将其封堵。第二步,展开浇筑工作。在此期间需要确保混凝土台车前后及左右分别在0.6米、0.5米范围内。在浇筑时,不但需要对其振捣强度进行控制,比如以插入式振捣器作为首要选择,确保振捣不会令台车移动或者出现弹性变形的情况,此外,还需要对其灌注速度进行控制,在浇筑时看模板有没有出现变形的情况。在确保混凝土强度不会受到影响的基础上,令灌注速度尽可能慢。
        五、结语
        此次隧道帽檐斜切式洞门施工时间长达十五天,在施工期间对竹胶板这类材料进行了充分运用,尽管工程和验收要求相符,但由于现场制作投入的时间、材料较多,循环利用上比较欠缺。且拆模后,外廓还需用砂轮锯打磨做简单修饰处理,所以这一工艺只适宜用到十二座隧道标段建设中,如果其隧道数量过多,就必须在帽檐斜切式洞门施工中专门设置一套钢模板。能够发现,该施工技术的提出和实施,为今后类似工程提供了借鉴经验。
参考文献
[1]陈小华.高速铁路隧道帽檐斜切式洞门施工技术[J].广东土木与建筑,2018,25(01):62-64+67.
[2]曹建,唐解.浅析高速铁路隧道帽檐斜切式洞门施工技术[J].建材发展导向,2016,14(04):65-67.
 
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