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客运专线铁路长大隧道仰拱衬砌采用简易栈桥施工技术及经济分析.PDF

客运专线铁路长大隧道仰拱衬砌采用简易栈桥施工技术及经济分析

xxl363
2011-11-22 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《客运专线铁路长大隧道仰拱衬砌采用简易栈桥施工技术及经济分析pdf》,可适用于经济金融领域

·隧道/地下工程·客运专线铁路长大隧道仰拱衬砌采用简易栈桥施工技术及经济分析周廷浩(中铁第四勘察设计院集团有限公司工程经济设计处武汉)摘要:隧道仰拱施工方法较多由于客运专线铁路隧道比以往隧道安全性、耐久性和防水性等要求更高如将以往的施工方法应用在客运专线铁路隧道施工中将不能满足其特殊性要求。为满足客运专线铁路特殊性及《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》的要求通过采用隧道仰拱栈桥施工技术很好地解决了以往仰拱施工方法的不足提高了隧道仰拱施工速度满足了隧道工期要求同时解决了混凝土整体浇筑的难题。关键词:客运专线隧道仰拱栈桥中图分类号:UU.文献标识码:B文章编号:()概述随着我国经济发展综合国力的提高客运专线铁路、高速铁路等高等级铁路的建设在全国大面积的展开。在客运专线铁路建设的高潮中不同长度、不同类型的山岭隧道大量涌现。客运专线铁路隧道与普通铁路隧道对比有如下特征。收稿日期:一Ol一修加日期:作者简介:周廷浩(一)男工程师年毕业于武汉理工大学工民建专业。()长大隧道较普通铁路占全线长度比重增加使得隧道常常成为全线控制工期的关键工程对隧道工程的工期富裕量较少。()大断面隧道受力较为复杂尤以隧道底部较为复杂边墙底与仰拱连接处应力较集中因此隧道衬砌的安全性、耐久性和防水性要求更高。设计使用年限要求年主体结构要求“零缺陷”。同时由于隧道结构长期处在列车动荷载作用及地下水侵蚀的影响下极易受到破坏引起基底沉陷、道床翻浆冒泥等病害影响运营安全所以客运专线铁路对隧道底部的强度要求更高。对仰拱、地板等结构物的质量要求也更高。从上所述隧道仰拱部位施工方法与施工质量对整个隧道运营期间的断面受力、耐久性等有重要影响。以往隧道仰拱铺底主要施工方法见表。根据《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》(铁建设号)相关条文规定及客运专线铁路特点及施工总工期的要求客运专线仰拱及填充与以往的施工方式存在如下特点。()仰拱混凝土分段连续浇筑一次成型不留纵向施工缝。注浆预加固)是更为稳妥的技术方案。()经典的peck公式主要对盾构通过后地表的沉降进行预测实际上在盾构机的上方和前方同样会出现地表的沉降因此可以将peek公式进行推广即用peek公式对盾构机上方和前方的地表沉降进行预测。()此次模拟没有考虑水的因素但在实际工程中已采用了降水措施因此该结果仍然可用。()当有实测地层位移时可运用位移反分析法较准确地获取地层的参数并应用于隧道后续施工时地层变形的计算可以取得较符合实际的结果。参考文献:selByAR.TunnelinginsoilsgroundmovementsanddamagetobuildingsinWorkingtonUKJ.GeotechnicalandGeologicalEn~neefng():.PeckRB.DeepExcavationsandTunnelinginSoftGroundA.ProceedingsoftheInternationalConferenceonSoilMechanicsandFoundationEngineeringC.MexicoCity:S.n.:.李桂花.盾构法施工引起的地面沉陷的估算方法J.同济大学学报():.SagasetC.AnalysisofundrainedsoildeformationduetogroundlossJ.Geotechique():.LeeKMRoweRK.FiniteElementModelingoftheThreeDimensionalGroundDeformationsduetoTunnelinginSoftCohesiveSoils:PartIMethdsofAnalysisJ.ComputersandGeotechnics():.冯卫星侯学渊.隧道施工引起地面沉陷的几何非线性分析J岩石力学与工程学报():.孙均袁金荣.盾构施工扰动与地层移动及其智能神经网络预测J岩土工程学报():.阳军生刘宝琛.挤压式盾构施工引起的地表移动及变形J岩土力学():.陶龙光等.盾构过地铁站施工对地表沉降影响的数值模拟J中国矿业大学学报():.胡炜曾东洋仇玉良等.盾构隧道正交施工对地表沉隆变位的影响研究J.铁道标准设计():.铁道标准设计RAILWAYSTANDARDDESIGN()周延浩一客运专线铁路长大隧道仰拱衬砌采用简易栈桥施工技术及经济分析表隧道仰拱铺底主要施工方法·隧道/地下工程·()仰拱与填充不能同时灌注。()填充混凝土达到%强度后才能行车。为了满足以上要求目前铁路客运专线长大隧道仰拱衬砌一般采用仰拱栈桥法施工。仰拱栈桥施工方法就是利用前方打炮眼的时间间隙开挖仰拱架上仰拱栈桥出砟时栈桥下方人员照常清砟、绑扎钢筋、浇筑混凝土实现了两道工序平行作业而互不干扰保证了仰拱的顺利浇筑也保证了整条隧道的按时贯通。可以实现隧道底部的快速封闭有利于稳定掌子面显著提高周边围岩的可靠度同时可大大改善隧道内的作业环境使运输通道畅通减少运输车辆对已完成衬砌的损坏加快施工进度。仰拱衬砌栈桥施工原理.仰拱衬砌栈桥施工形式仰拱栈桥法施工一般有自行式栈桥、简易式栈桥等形式。自行式栈桥:利用以电动机驱动的走行装置驱动栈桥行进至仰拱施工段。简易式栈桥:利用装载机或其他机械将栈桥拖移至仰拱施工段。目前客运专线隧道一般采用简易式仰拱栈桥施工。.简易式仰拱衬砌栈桥工作原理仰拱采取跳跃式施工利用装载机或其他机械将简易栈桥拖移至仰拱施工段就位后洞内出砟、喷混凝土及钻爆车辆及设备可以在栈桥上正常行走工人可在栈桥下进行清底及混凝土灌注作业解决仰拱施工与其他工序间的干扰问题实现平行作业达到各工序协调推进的目的。当底部混凝土达到设计强度时将简易栈桥前移施作下一节仰拱。简易式仰拱衬砌栈桥衬砌施工工艺流程仰拱栈桥的作用主要是方便其他作业面设备与车辆跨越仰拱及填充施工作业区但同时也要考虑其他功用行走部分及支架构造要兼顾仰拱初支(若有)、中心管沟、环向施工缝止水带、边墙基础等施工的铁道标准设计RAILWAYSTANDARDDESIGN()方便。.施工工艺施工工艺流程为:测量放线(分段、高程控制、中线控制)一栈桥就位一清底一施作初支(或找平)一安设钢筋一立模一浇灌仰拱混凝土一填充立模、中心水沟安装、检查井立模、横向排水管安装一填充混凝土浇筑一达到.MPa后脱模并养护一混凝土达到设计强度一移动仰拱栈桥进行下一循环施工。仰拱施工较填充适当加宽确保填充立模有位置边墙基础待填充混凝土施工完毕后施作。见图。图仰拱、填充、边墙施工顺序.主要施工工序()架设仰拱栈桥为确保中心水沟及检查井施工方便栈桥架设偏离水沟中心距填充顶面高cm处。()仰拱施工首先将仰拱模板骨架准确定位模板固定(其中中心左右侧m范围不设置模板)采用下锚的方式在底板上锚固钢筋并将钢筋与骨架之间连接牢固防止混凝土施工时模板上浮然后在骨架上牢固固定小模板安装环向止水带及堵头模板固定到位后一次性连续浇筑仰拱混凝土。()填充混凝土施工填充整体一次施作浇筑长度与仰拱相同。待仰拱混凝土脱模且混凝土强度达到MPa后安设填充模板固定中心排水圆管(采用同强度等级混凝土预制基座中心排水圆管安装在基座上)、预留横向PVC泄水孔浇筑填充混凝土。检查井采用定型钢模板预留检查井钢筋混凝土井壁在施工底板前(轨道基础)·隧道/地下工程·施工井壁。施工技术措施周廷浩一客运专线铁路长大隧道仰拱衬砌采用简易栈桥施工技术及经济分析.基底探测在灰岩地段仰拱开挖前利用地质雷达进行底部m以内的地质探测开挖后进行地质核对若基岩为泥质或碳质板岩等软弱围岩时遇水极易软化应及时调整开挖面及时进行变更以确保隧道底部的工程质量从根本上消除质量隐患确保结构稳定。若底板下伏有溶洞应进行注浆加固。。浇灌混凝土混凝土工厂化生产自动计量定期校核。混凝土浇灌前先检查模板内是否存在杂物、钢筋上是否存在油污、模板之间是否存在缝隙和孔洞等如有必须及时清除当模板有缝隙时采用橡胶条予以堵塞不得漏浆。混凝土采用搅拌运输车运输行走时混凝土罐以~r/min的转速搅动配备数量要与混凝土生产及泵送能力相匹配。混凝土的坍落度测定要在入模前现场进行以配合比设计坍落度为标准控制混凝土的生产质量。浇筑混凝土左右两侧同时对称进行先中间逐步向两侧延伸。考虑到施工作业班次及工序调节可分段进行施工浇筑前一段时进行下段模板的安装。采用插入式振捣棒振捣灌注速度不宜太快要防止混凝土爆模同时振捣时防止模板上浮下锚筋与模板固定要牢固。模板安装由绷线控制水平及方向控制准确模板架立垂直误差控制在允许范围内。混凝土边浇灌边捣固密实捣固棒要竖直快入慢出捣固点呈梅花形均匀分布间距不宜大于振捣器作用半径的.倍且插入下层混凝土内的深度宜为~mm与侧模保持~mm的距离无法用捣固棒振捣的地方用钎子人工捣固。每一振点的振捣延续时间为~s以混凝土不冒气泡、不下沉、表面开始泛浆为准防止过振、漏振。混凝土浇筑不能少浇或多浇以测量高程为准。浇筑时严禁混凝土直接倾到于模板上。考虑纵向盲管的高度边基表面做成斜面外高内低。当混凝土浇筑到边墙基础顶时在中部预埋cm×.am的方木条(平放)等混凝土初凝后取出方木条形成混凝土沟槽用于该段施工缝处的止水条安装。混凝土振捣完成后及时修整、抹平裸露面待定浆后再抹第二遍并压光或拉毛。抹面时严禁洒水防止过度操作影响表层混凝土的质量。.混凝土脱模、养护仰拱、填充及边墙基础均属非承重模板待混凝土强度达到.MPa后即可进行脱模脱模时应注意不要损伤混凝土棱角脱模后对混凝土接触面进行凿毛要求凿毛槽深度为cm以清除混凝土表面浮浆、碎石半嵌半露为准纵向间距为lOam凿毛后用高压水将表面松砟冲洗干净。脱模后应及时采用洒水养护养护时间不得小于d。工程实例武广客运专线大瑶山号隧道位于广东省境内为双线铁路隧道净宽mm净高mm开挖断面m。该隧道衬砌类型主要为排水型复合式衬砌(隧道口有明洞段)仰拱与边墙采用同强度等级混凝土隧道采用钻爆法开挖无轨运输隧道底填充与仰拱分开施作。仰拱超前采用栈桥全幅施工先浇筑仰拱混凝土再浇筑填充混凝土。拱墙随后采用模板台车连续浇筑。无轨混凝土搅拌运输车运输泵送混凝土入模。.仰拱衬砌栈桥主要技术参数组栈桥主要由片主梁、榀横梁及立柱组成。组栈桥主要技术参数见表。表仰拱栈桥主要技术参数主要项目技术参数备注结构主跨/m行车道宽/m允许通过质量/t车辆最大行驶速度/(km/h)平台移动方式结构外形尺寸/m平台下部作业高度/ml.O挖装设备移动×.×长×宽×高.考虑施工仰拱填充施工.主要结构组成仰拱栈桥的每片主梁长m宽m。由Ia型钢和mm及mm钢板拼装而成每组栈桥由片主梁组成。栈桥平面示意见图单片主梁截面见图。篚图栈桥平面示意(单位:mm)栈桥由混凝土支座及支座间的横梁构成的受力体系支撑。支座每隔in灌注一组每组支座间距.nl每个支座规格为(×)am并预先灌注成形同时施工时应注意支座顶部高程应与回填混凝土表面高程一致。栈桥支撑体系见图。铁道标准设计RA/LWAYSTANDARDDESIGN()一I一周廷浩一客运专线铁路长大隧道仰拱衬砌采用简易栈桥施工技术及经济分析图主梁截面示意(单位:mm)ooOlollllo图栈桥支撑体系示意(单位:mm)栈桥跨越铺底作业区运输设备由桥面走行桥下进行仰拱作业。作业时先将拟铺地段按设计要求修整成形然后用装载机将便桥拖拉至作业区架好支稳即可进行下部正常施工。.工期分析根据《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》(铁建设号)..等条文规定填充混凝土达到%强度后才能行车。通过测算混凝土强度达到%需要d。按一个工作面配备一组栈桥每个月仅能灌注组混凝土达不到与开挖进度匹配要求。为保持与开挖进度同步实际配备组栈桥长度in。由于仰拱与填充混凝土量较大每次灌注md一个循环算上养护时间d完成一个长栈桥循环每月可施工仰拱TI满足掘进的施工进度要求。.简易式栈桥造价分析根据武广客运专线编制概算使用的《京沪高速铁路设计概算暂行规定》及以上栈桥结构组成根据铁建设号文《铁路工程基本定额》通过分析计算组栈桥造价指标在.万元/组。单价分析见表。结论()隧道仰拱栈桥技术简单制作可在现场进行材料可因地制宜结合现场实际情况选用。()投入少可反复使用使用安全能适应各类隧道的有轨式及无轨式运输和铺底作业便于广泛使用。()采用仰拱栈桥技术及时跟进了铺底作业二铁道标准设计RAILWAYSTANDARDDESIGN()·隧道/地下工程·表一组栈桥单价分析次衬砌也可跟进且速度加快实现了掘进、铺底和二次衬砌同步进行缩短了支护封闭成环的间隔时间对稳定隧道变形非常有利尤其是变形较大的膨胀性软弱围岩更有着至关重要的意义。()大瑶山号隧道全长约km是武广客运专线全线最长隧道是整个武广客运专线的重点控制性工程。采用组栈桥施工解决了仰拱施工与出砟运输车辆相互干扰的问题加快了掘进速度现场工期缩短施工生产均衡提高了施工效益。参考文献:铁建设号客运专线铁路隧道工程施工质量验收标准s.TZ客运专线铁路隧道工程施工技术指南s.杜永昌等.高速与客运专线铁路施工工艺手册M.北京:科学技术文献出版社.左春文等.铁路客运专线施工与组织M.成都:西南交通大学出版社.铁道部建设司.京沪高速铁路设计概算费用内容及计费标准补充规定S.铁建管号文铁路基本建设工程设计概算编制办法s.铁建设号文关于对铁路工程定额和费用进行调整的通知S...LLNn(

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