探讨铁路隧道二次衬砌的施工工艺与质量控制

发表时间:2016/1/26   来源:《工程建设标准化》2015年11月供稿   作者:杨彦龙
[导读] 蒙冀铁路有限责任公司,内蒙古自治区,呼和浩特 水泥缺乏良好的稳定性,使用质量不一的水泥;砂石缺乏良好的级配,含有大量泥砂;没有正确科学的设计配合比等。

杨彦龙
  (蒙冀铁路有限责任公司,内蒙古自治区,呼和浩特,010050)
  【摘  要】我国铁路隧道建设中离不开科学的二次衬砌施工工艺与质量控制工作,这需要采取相应的措施,从多方面入手,促进形成合理完善的铁路隧道建设管理体系,进而为铁路隧道工程的二次衬砌施工工作提供坚强的后盾,积极推进二次衬砌施工工艺与质量控制的应用与发展。本文结合张呼铁路工程实例,就铁路隧道二次衬砌的施工工艺与质量控制进行了分析和研究,旨在为今后铁路隧道二次衬砌的施工应用与发展提供经验和指导。
  【关键词】铁路隧道;二次衬砌;施工工艺;质量控制
  一、引言
  伴随着社会主义建设的大踏步前进,面对新形势下铁路隧道二次衬砌的施工工艺与质量控制工作正在大刀阔斧的进行,并且逐渐显露出其优势和效用。尤其是国内经济发展状况良好,为我国发展提供了有利的环境和基础,因此,在这一阶段亟待促进铁路隧道二次衬砌的施工工艺与质量控制,进而大大增加铁路隧道工程项目价值效用,快速促进我国经济发展,加快城市化建设的脚步。可是,就目前来说,关于这方面的施工管理人员还有待加强,只有对他们具备专业的技术水平,才能促进新时代铁路隧道二次衬砌的施工工艺与质量控制工作,全面推进铁路隧道建设的发展。
  二、铁路隧道二次衬砌的施工质量问题
  1、铁路隧道地质核查不细致
  鉴别铁路隧道围岩类别不足,没有仔细检查;设计理念不到位,没有结合实际情况具体问题具体分析。
  2、原材料及配合比不合理
  水泥缺乏良好的稳定性,使用质量不一的水泥;砂石缺乏良好的级配,含有大量泥砂;没有正确科学的设计配合比等。
  3、施工操作不规范
  铁路隧道没有很好的开挖成型,故而没有形成均匀的衬砌混凝土;测量监控工作部到位,缺乏较高的稳定性和安全性;生产混凝土时,由于错误的计算原材料的使用量,特别是随意添加外加剂;利用整体式钢模板台车施工过程中,由于浇注混凝土时产生漏振,结果生产的混凝土质量不高;一味加快施工进度,忽视了脱模的最佳时间,而将将时间提前;冬夏两季没有根据季节变化的特点采取相应的措施,夏季未做好防暑降温工作,冬季未做好防寒保暖工作。
  三、铁路隧道二次衬砌的施工工艺与质量控制措施
  张呼铁路位于华北北部,东起河北张家口市,途径河北怀安,穿大尖山和古长城进入内蒙古自治区境内,经兴和、集宁、卓资山,西迄内蒙古自治区呼和浩特市,呈东西走向。该铁路正线全长286.773公里,其中河北省境内75.766公里,内蒙古境内211.007公里(呼和浩特市境内32公里),项目总投资298.31亿元,设计时速250公里/小时。本工程包括甲坝子隧道、刘家隧道、西营隧道等铁路隧道工程。下面将结合本工程施工实例,对铁路隧道二次衬砌的施工工艺与质量控制措施进行探讨。
  1、铁路隧道衬砌台车的施工设计
  1)模板系统:铁路隧道衬砌台车的模板系统有两个重要组成部分,一个是侧模,它利用的是侧向油缸或者丝杆和支撑系统的门架部分铰接,顶模利用螺栓和支撑系统的顶升油缸上部连接。设计模板系统时,最重要的是对侧模和顶模的铰接点进行确认,该点确定的原则是使台车内的脱模空间较大,并且不会由于过长的侧模而导致模板系统的整体刚度下降。一般而言,可以使用以下方法,台车降低100至200mm时,必须确保50至100mm的脱模空间。


此外,实际上,不同断面具有一样的台车侧模,所以,仅将顶模的通用性考虑在内,即可进行断面铁路隧道的衬砌台车模板系统的设计。
  2)行走系统:
  将临时支墩支撑和安全行走考虑在设计过程中,以建立更好的铁路隧道衬砌台车行走系统。在系统的行走横梁上,安装足够吨位的千斤顶,确保千斤顶均匀受力,在匀速缓慢抬起台车至一定高度后,及时在行走横梁下铺设枕木铺垫,待安全铺设完毕后慢速将千斤顶放下至铺垫上。接着,将枕木排稳定的铺设于千斤顶下面,再一次顶起台车,多次执行该步骤直至高度满足设计要求,然后将千斤顶收回,进而使用铺垫的枕木墩支撑台车。最后,安全完成以上操作之后,即可进行拆卸和安装台车行走轮和行走横梁螺栓,根据设计要求,将行走轮和行走支墩加工和连接,再使用螺栓连接安装在原有的行走支撑处,最后使行走系统完成转换工作。
  3)支撑系统:铁路隧道衬砌台车支撑系统有利于承受衬砌过程中产生的压力,还可以对整个模板起到支撑的作用,避免模板变形。其中,平移机构、行走机构、丝杆、油缸、拱部横梁、拱部小立柱、纵向联接件、八字支撑、立柱、门架横梁、上下纵梁等部件都是该系统的重要组成部分。设计铁路隧道变截面处的支撑系统,不仅要设计和普通台车相同的八字支撑、纵向联接件、上下纵梁等少数部件,而且要适当的调整其它部件。因为一般台车要求较大的轨距,出于安装丝杆和侧向油缸便利性的要求,普遍使用H型的立柱,这样能够在中间竖板上安装小断面处侧向油缸和丝杆,在加宽部位,因为侧向油缸和丝杆过短,因此,可以设计长短可调节、可拆卸的支座作为靠模板一侧的立柱,以适应宽度不同的变化需求。
  2、二次衬砌混凝土的施工
  1)必须充分考虑好原材料、机具以及天气等多方面原因,及时调整和改变二次衬砌混凝土施工配合比。
  2)在泵送混凝土时,浇注混凝土必须使用台车下、中、上三层开窗分层进行,不能超过1m的落差,此外,浇注的过程中,要注意使用两侧轮流或者进行对称地全断面连续泵送。
  3)如果捣振混凝土时间不够,上层易造成收缩裂缝,最终难以形成均匀强度的混凝土。所以,振动棒要插进下层混凝土超过50mm深的位置,并且进行长时间的振捣,进而压实振捣;除此之外,混凝土中的气泡经过振捣后也能够有效消除。
  4)在进行振捣时,振动棒和模板必须保持大约100mm的间距,如果少于100mm,则会易造成振捣时触击模板进而振动,在振动作用下,模板会集中大量的气泡,如果不能及时排出所有的气泡,二次衬砌混凝土外观的质量也会严重受到影响。
  5)在二次衬砌的混凝土进行脱模过程中,可以采用试块,确保足够强度和抗拉强度的混凝土,符合相关标准。拆模之后,还要定期洒水维护混凝土,且要连续养护14天以上。
  3、钢筋的制安
  要正确进行二次衬砌的结构的钢筋,避免增加钢筋接头,进行安装时,尤其要注意在结构承担应力较小的地方分散的设置接头。控制好各钢筋之间的距离再绑扎钢筋,还要注意最外层钢筋混凝土的厚度应适度,尽可能不要使露筋或者混凝土保护层过厚。此外,绑扎钢筋时,切忌不可损坏防水板。
  4、槽道的预埋
  埋设槽道必须结各类直行、弧形槽道在设计图纸上的要求进行,安装槽道首先利用在台车模板上钻螺栓定位孔进行定位,在每根槽道上设置两道三个固定点。在施工过程中要保证槽道精确嵌入混凝土表面,槽道精确的倾斜施工误差以及槽道之间的平行施工误差。施工完毕后要充分维护槽道,防止杂物堵塞槽道,若出现水泥浆或杂物,则应及时处理。
  四、结束语
  在目前快速发展的条件下,我国铁路隧道建设中离不开科学的二次衬砌施工工艺与质量控制工作,旨在保证经济可行、科学合理的铁路隧道二次衬砌。因此,我国需要采取相应的措施,从多方面入手,促进形成合理完善的铁路隧道建设管理体系,进而为铁路隧道工程的二次衬砌施工工作提供坚强的后盾,积极推进二次衬砌施工工艺与质量控制的应用与发展。尤其是要加强对铁路隧道施工管理人员的职责要求,提高他们的技术水平,为进一步促进新时期铁路隧道二次衬砌的施工工艺与质量控制应用及发展做出应有的努力和贡献。
  参考文献:
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  [6]梁永忠. 对客运专线铁路隧道二次衬砌质量控制的探讨[J]. 山西建筑,2008(27).

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