(北京中鐵隧建筑有限公司,北京 100022)
目前公路長隧道從安全角度考慮,一般設(shè)置了多個緊急停車帶,但多個緊急停車帶的設(shè)置給長隧道優(yōu)質(zhì)、快速、低廉地建成帶來了極大的困難。對于單向行車的長大公路隧道,洞內(nèi)設(shè)置緊急停車帶尤為重要,而緊急停車帶襯砌模板臺車的設(shè)計與應(yīng)用是否合理,會影響工程施工的進度及工程投資的成本。
針對這一問題,本著技術(shù)上合理可行,經(jīng)濟效果最優(yōu)的原則,從施工現(xiàn)場現(xiàn)有條件出發(fā),結(jié)合本隧道特點,經(jīng)自行設(shè)計改裝襯砌臺車方案的比選,采用襯砌臺車、鋼拱架及小模板組合的方式,不僅成功地解決了大斷面襯砌中的施工難題,也解決了現(xiàn)場實際問題,對類似工程的施工有很強的指導意義及參考價值。
福安市溪北洋隧道工程B標左線長1 360 m,右線長1 370 m,隧道左右線各設(shè)2個緊急停車帶,每個緊急停車帶長度40 m,隧道緊急停車帶處于Ⅱ級圍巖段,采用R-550cm、R-757cm、R-850cm的三心圓斷面形式,凈空斷面面積87.6 m2,二次襯砌厚度40 cm,C25S8防水混凝土,隧道凈寬14 m,凈高7.66 m。
由于該項目受施工工期緊,地理位置偏僻,如果購買大斷面襯砌臺車施工緊急停車帶襯砌,不僅投入資金多,且施工進度難以保證。經(jīng)分析,我們認為必須打破常規(guī)施工工藝,搞技術(shù)革新,選用了改裝主洞襯砌臺車施工方案,即臺車背負式模板法。如見圖1所示的臺車改裝整體設(shè)計斷面圖。
圖1 臺車改裝整體設(shè)計斷面圖
經(jīng)過施工證明,改裝后的襯砌臺車運用到緊急停車帶襯砌施工中是可行的,能發(fā)揮出其應(yīng)有的作用和效益,并滿足了設(shè)計要求。
采用改裝后的襯砌臺車的目的是:在保證設(shè)計和工程品質(zhì)前提下,提高施工速度,節(jié)省材料消耗,降低工程造價,安全可靠,且具有裝拆簡便,使用簡單的特點。
加寬帶襯砌臺車由主洞臺車、主骨架、組合模板和支撐系統(tǒng)(工字鋼焊接)組成,由人工操作原主洞臺車定位調(diào)節(jié)系統(tǒng)進行立模、拆模及移動,每組可完成全斷面12 m的隧道襯砌。
(1)臺車框架
利用主洞襯砌臺車原有外模鋼模板上增加弧形工字鋼拱架、縱梁、立柱、斜支撐、縱向連接撐,各結(jié)構(gòu)均采用焊接連接。工字鋼拱架采用型鋼彎曲機彎曲成型,所有徑向支撐設(shè)置在原襯砌臺車框架支撐點上,使支撐受力合理。
(2)組合鋼模
采用尺寸為1 500 mm×300 mm的組合鋼模板,模板厚度為2.5 mm,周邊用50 mm角鋼封邊加固,中間加設(shè)鋼板肋條以減少使用中的撓度變形量,其主要目的是易于維修、更換及組合模板的回收再利用,從而降低臺車造價和工程造價。模板拼裝均采用可卸式銷鉤,每個骨架環(huán)向每米設(shè)置φ6.5固定鋼筋,將鋼筋與模板背襯鋼片與骨架焊接連接,與臺車形成整體,便于整體拆模。模板縫間用海綿條堵塞以防漏漿,要求拼裝縫燮1.0 mm,相鄰模板高低差燮2.0 mm,模板面平整度燮2.5 mm。在模板上共設(shè)置8個檢查窗口(600 mm×400 mm),用于砼入模、振搗,檢查砼澆筑情況。
(3)定位調(diào)節(jié)系統(tǒng)
利用原主洞臺車升降油缸、平推油缸和邊模油缸來使臺車外伸或收縮,當達到設(shè)計凈空后,立即將臺車上調(diào)節(jié)絲杠全部上齊、固定。在拆模時,先將臺車上絲杠全部卸除,然后將邊模油缸往中線回收,升降油缸整體下降,即可實現(xiàn)拆模。
為保證臺車中心線與襯砌中心線相吻合,在臺車車架兩端頭橫梁安裝中線定位銷孔裝置,臺車就位時通過銷孔用吊線錘校正中線位置,保證施工精度。
(4)細部加工
在臺車中線外偏32~35°位置設(shè)置一個活動鉸接,采用插銷連接方式。檢查窗共設(shè)置三道共8個,兼作砼澆筑窗和振搗口,檢查窗口高寬尺寸50×60 cm,直接采用氣割整齊切割,切割部分留存,待混凝土振搗完成后進行封口時,將原切割部分原位安裝,在其背面用兩根φ48鋼管背襯,空隙部分用木楔楔緊。
輸送口直徑采用現(xiàn)用泵送管徑φ125。斷面中線拱頂上共設(shè)置3個。將泵送管頭切割20~25 cm,鋼模板割孔,將泵送管頭焊接在鋼模板上,輸送泵管與其連接采用標準連接卡件即可。臨時支撐有改裝部分底撐和堵頭模板外撐。模板就位后,在靠原臺車側(cè)面橫支撐8下面設(shè)置底撐一道(即支撐10),底撐采用150×150方木,長度根據(jù)現(xiàn)場情況截取。
為方便對堵頭模板加固,在臺車前進方向沿臺車模板邊外弧增加兩道10 mm槽鋼,距臺車邊緣8~10 cm和80~100 cm為宜,堵頭模板采用5 cm厚20 cm寬松木板,堵頭模板斜撐采用鋼管或方木皆可,如圖2所示。
圖2 臺車端頭模板安裝斷面圖
邊角料區(qū)域有骨架和模板邊角料區(qū)域。骨架邊角料區(qū)域長度1.65 m,利用工16工字鋼根據(jù)外弧尺寸,切割成三角帶,焊接在原臺車模板表面上;模板邊角料區(qū)域長度1 m,利用3015鋼模板根據(jù)外弧尺寸,進行厚度整體切割,保留原鋼模板上鋼板條,間隔焊接在臺車模板表面上,鋼模板相互間進行點焊加固,形成整體。
(5)拼裝注意事項
一是,工字鋼骨架預先在加工廠加工成型,運至安裝點進行組裝,在組裝前,在臺車上焊接操作平臺。
二是,在模板拼裝前,臺車進行定位至標準段襯砌斷面尺寸,拼裝順序按從骨架鉸接處向兩邊拼裝。
三是,在支撐2位置臺車表面焊接一根長1.2 m左右Φ48鋼管柱,作為手拉葫蘆升降調(diào)節(jié)骨架用。
四是,拼裝每一個構(gòu)件要求對應(yīng)位置準確,骨架、支撐可先點焊固定,確定尺寸正確后,再進行整體滿焊,避免各支撐產(chǎn)生錯位現(xiàn)象。
五是,鉸接處銷孔徑必須大于插銷桿徑2 cm,利用空隙便于伸縮邊模。
通過實際施工證明,改裝后的襯砌臺車運用到緊急停車帶襯砌施工中是可行的,具有拆裝簡便,使用簡單的優(yōu)點,根據(jù)本工程另一標段施工情況看,施工效率高,施工進度明顯加快。
襯砌臺車的改造,也使工程經(jīng)濟效益顯著提高,兩個臺車共節(jié)約資金120萬元。鋼模板還可以重復利用,原標準段臺車也可經(jīng)過改裝用于近似斷面或同斷面隧道工程。具有很強的使用價值和推廣意義。