隧道大管棚導(dǎo)向墻施工方法比較

1、隧道大管棚導(dǎo)向墻施工方法比較    【摘要】隧道施工中超前預(yù)支護(hù)大管棚導(dǎo)向墻不同施工方法及比較。 【關(guān)鍵詞】隧道；導(dǎo)向墻；施工方法 【中圖分類號】TU148【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】【文章編號】1674-3954（2011）03-0318-02 一、工程概況 1、贛閩隧道工程概況 贛閩隧道（贛境）進(jìn)口設(shè)計里程DK136+134-DK136+685，全長551米。地表0.5-3m深度范圍內(nèi)為粉質(zhì)黏土，硬塑O=180kPa；粉質(zhì)黏土以下地質(zhì)為變質(zhì)砂巖夾炭質(zhì)板巖，局部炭質(zhì)頁巖，巖性變化為全風(fēng)化-弱風(fēng)化，全風(fēng)化O=250kPa；強(qiáng)風(fēng)化O=400kPa；弱風(fēng)化O = 600k

2、Pa。 2、葉坪隧道工程概況 葉坪隧道起始里程DK130+805，終止里程為DK134+390，全長3585m。隧道為時速200km/h客貨共線雙線鐵路隧道，隧道內(nèi)線間距為4.50m。本隧道設(shè)計為1.16%上坡。本段開挖斷面巖性根據(jù)設(shè)計文件為變質(zhì)砂巖夾炭質(zhì)板巖，巖石破碎。其通過地層巖性為全風(fēng)化弱風(fēng)化變質(zhì)砂巖夾炭質(zhì)板巖，局部炭質(zhì)頁巖砂礫巖。 二、施工方法 1、贛閩隧道（贛境）進(jìn)口導(dǎo)向墻施工方法 （1）施工準(zhǔn)備 施工場地原地貌為山林地區(qū)，樹木和雜草十分茂盛，所以施工前首先對施工場地進(jìn)行平整，主要采用人工配合機(jī)械進(jìn)行表面植被和浮土的清理，場地的平整。并由測量組使用GPS放樣出開挖截止線，并用石灰灑出

3、開挖截止線。 （2）施工工序流程 平整場地測量放樣斷面開挖套拱支架制作和安裝支架兩端底腳砼澆注噴支架砼套拱、導(dǎo)向管安裝導(dǎo)向墻模板安裝導(dǎo)向墻砼澆注 （3）施工方法 平整場地：采用人工將施工場地周圍內(nèi)植被和浮土清除，機(jī)械進(jìn)行場地平整。 測量放樣：測量組使用GPS將開挖起截止線各控制點(diǎn)放出，同時在各控制點(diǎn)處打下木樁，并使用石灰將開挖起截止線灑出。 斷面開挖：采用一臺PC220挖掘機(jī)進(jìn)行斷面開挖，開挖過程中使用一臺ZL 50裝載機(jī)配合清理?xiàng)壊?，開挖過程中嚴(yán)格控制開挖線，嚴(yán)禁超挖及超出截止線。 套拱支架制作和安裝：套拱支架使用冷彎機(jī)分兩段制作，套拱支架彎曲半徑為7200mm、單根彎曲角度為60º

4、;，兩段套拱支架采用連接板螺栓連接。安裝過程中首先由測量組放出兩底角和拱頂控制點(diǎn)，然后由吊機(jī)配合人工進(jìn)行支架拼裝。 澆注支架兩端底腳砼（見圖1）：澆注底腳砼時必須嚴(yán)格控制澆注速度，分層振搗密實(shí)，在各轉(zhuǎn)角處必須確保振搗到位，以確保澆注質(zhì)量和外觀。 圖1 噴支架砼：噴射砼采用干噴機(jī)進(jìn)行施工，噴射砼前首先在套拱中綁扎一層鋼筋網(wǎng)片（見圖2），然后采用對稱噴射至下而上施工，噴射厚度以將鋼筋網(wǎng)片覆蓋為宜。 圖2 套拱、導(dǎo)向管安裝：測量組使用GPS放出拱腳以及拱頂控制點(diǎn)，然后使用吊機(jī)將單片型鋼起吊到位，并使用螺栓將兩片型鋼連接牢靠。待連接完成后測量組進(jìn)行復(fù)測各控制點(diǎn)標(biāo)高和里程，并將設(shè)計標(biāo)高和里程進(jìn)行核對，拱

5、頂標(biāo)高由設(shè)計標(biāo)高加預(yù)留沉降量兩部分組成，預(yù)留沉降量以圍巖等級以及洞口地質(zhì)情況綜合決定。由于本施工點(diǎn)圍堰級別為b且松散，綜合分析后確定預(yù)留量為30cm。安裝導(dǎo)向管前首先根據(jù)大管棚施工參考圖計算出各導(dǎo)向管的三維坐標(biāo)，測量組根據(jù)參數(shù)在套拱上放樣出導(dǎo)向管位置，并在控制點(diǎn)上焊接長10cm鋼筋頭作為定位鋼筋。導(dǎo)向管角度調(diào)整好后，將其焊接牢靠在定位鋼筋上。 導(dǎo)向墻模板安裝：模板加固鋼筋按1m的間距焊接牢靠在套拱支架之上，模板采用膠合板制作，單塊模板寬度為1m，長度及外輪廓線由套拱曲線決定，模板制作由兩端向中間現(xiàn)場逐塊制作安裝。外側(cè)模設(shè)兩條鋼筋背帶和一條方木背帶，背帶間距為30cm，鋼筋背帶與固定鋼筋焊接牢靠

6、。頂模只安裝兩端底角2m長范圍內(nèi)的模板，其余部分待澆注砼時進(jìn)行分段安裝。 導(dǎo)向墻砼澆注：砼澆注采用裝載機(jī)和挖掘機(jī)配合施工。砼對稱澆注單邊長度達(dá)1-1.5m后，將澆注完成部分頂模進(jìn)行安裝，并將該段背帶同固定鋼筋焊接起來。按此施工方法循環(huán)進(jìn)行施工，直至澆注完成。在澆注過程中嚴(yán)格控制澆注速度，以防止由于澆注砼太快溢出或是爆模。振動棒震動過程中不得長時間貼模振動，在側(cè)模處只需將振動棒插入砼內(nèi)快速拖動振搗，靠墻一側(cè)必須充分振搗。 2、葉坪隧道進(jìn)口導(dǎo)向墻施工方法 （1）施工準(zhǔn)備 該施工場地原地貌為山林地區(qū)，地表樹木較多，雜草茂盛，所以首先對施工場地進(jìn)行平整，主要采用人工清除地表植被和浮土，并由機(jī)械刨除樹樁

7、、樹根。待場地清理完畢后由測量組使用GPS放出截止線各控制點(diǎn)，同時用石灰灑出開挖截止線。 （2）施工工序 平整場地測量放樣斷面開挖套拱支架以及套拱制作套拱支架、套拱以及導(dǎo)向管安裝導(dǎo)向墻模板安裝導(dǎo)向墻砼澆注 （3）施工方法 平整場地：采用人工將施工場地周圍植被和浮土清除。 測量放樣：由測量組使用GPS將開挖截止線各控制點(diǎn)放出，同時在各控制點(diǎn)處打下木樁，并使用石灰將輪廓線畫出。 斷面開挖：采用一臺220挖掘機(jī)進(jìn)行斷面開挖，過程中使用一臺50裝載機(jī)配合清理?xiàng)壊?，開挖過程中嚴(yán)格控制開挖線，嚴(yán)禁超挖及超出截止線。 套拱支架以及套拱制作：套拱支架以及套拱使用冷彎機(jī)分三段制作，單段套拱彎曲角度為60

8、6;，兩兩間采用螺栓連接。單品套拱制作完成后進(jìn)行預(yù)拼裝，拼裝完成后對存在的問題進(jìn)行修改。 套拱支架、套拱以及導(dǎo)向管安裝：首先由測量組使用GPS放出套拱支架和套拱各控制點(diǎn)（拱腳控制點(diǎn)和拱頂控制點(diǎn)）。套拱支架安裝完成后對支架進(jìn)行加固及每間隔兩米設(shè)置一道鋼管支架，單道支架由三根50鋼管并排組成。套拱安裝首先由吊機(jī)將兩側(cè)單片型鋼分別起吊到位后，再將第三片起吊。起吊完成后用螺栓將型鋼兩兩連接牢靠。拼裝完成后測量組進(jìn)行復(fù)測型鋼頂面中心標(biāo)高和里程，并與設(shè)計標(biāo)高和里程進(jìn)行核對，拱頂標(biāo)高由設(shè)計標(biāo)高加預(yù)留沉降量兩部分組成，預(yù)留沉降量由圍巖等級以及洞口地質(zhì)情況決定。安裝導(dǎo)向管前首先根據(jù)大管棚參圖計算出各導(dǎo)向管的三維

9、坐標(biāo)，測量組根據(jù)各參數(shù)在套拱上放出控制點(diǎn)，導(dǎo)向管根據(jù)控制點(diǎn)調(diào)好角度后焊接在套拱上。 導(dǎo)向墻模板安裝：模板加固鋼筋按2m的間距焊接牢靠在套拱支架之上，模板使用寬20cm長100cm厚5cm木板。外側(cè)模設(shè)兩條背帶，其間距為50cm，且與固定鋼筋焊接牢靠。側(cè)模沿套拱輪廓線逐塊拼裝，并固定牢靠在背帶上。 導(dǎo)向墻砼澆注：導(dǎo)向墻砼采用天泵對稱澆注，每澆注完成2-3m便將澆注完成部分頂模安裝并加固，以此循環(huán)施工直至澆注完成。在澆注過程中嚴(yán)格控制澆注速度，振動棒震動過程中不得長時間貼模振動，在側(cè)模處只需將振動棒插入砼內(nèi)快速拖動振搗，但在靠墻一側(cè)振搗時必須充分振搗。由于是天泵澆注沖擊力比較大，嚴(yán)禁正對側(cè)模沖擊澆

10、注。以防止砼由于澆注太快溢出或是爆模。 三、施工方法綜合對比 1、力學(xué)性能對比 采用邁達(dá)斯建模計算，模型結(jié)構(gòu)參照設(shè)計圖紙制作。設(shè)置參數(shù)如下： 設(shè)計荷載為混凝土自重：23 KN/M；（由于砼自重并非完成作用在套拱或套拱支架上） 材料特性：I18型鋼參數(shù)； 邊界條件：固定端（無位移和轉(zhuǎn)角）。 贛閩隧道套拱支架模型： 葉坪隧道進(jìn)口套拱支架模型： 建模計算得： 贛閩隧道套拱支架內(nèi)應(yīng)力max =13.1 MPa ； 贛閩隧道套拱支架變形量= 50.311mm ； 葉坪隧道進(jìn)口套拱支架內(nèi)應(yīng)力max =12.3 MPa ； 葉坪隧道進(jìn)口套拱支架變形量 =46.211mm ； 計算所得數(shù)據(jù)如下： 贛閩隧道套拱

11、支架內(nèi)應(yīng)力 max =13.1 MPa ； 葉坪隧道進(jìn)口套拱支架內(nèi)應(yīng)力 max =12.3 MPa ； 贛閩隧道套拱支架變形量 =50.311mm ； 葉坪隧道進(jìn)口套拱支架變形量 =46.211mm ； 以上數(shù)據(jù)均滿足設(shè)計圖紙以及相關(guān)規(guī)范的要求。 2、經(jīng)濟(jì)性對比 由現(xiàn)場實(shí)際材料、機(jī)械和人工使用量統(tǒng)計得出，贛閩隧道導(dǎo)向墻更為經(jīng)濟(jì). 四、總結(jié) 經(jīng)過以上對比分析后我們首先可以得出以下結(jié)論： 1、贛閩隧道（贛境）進(jìn)口導(dǎo)向墻施工方法較葉坪隧道進(jìn)口導(dǎo)向墻施工方法工序較多，施工時間更長。 2、兩隧道在施工費(fèi)用方面通過定額得出贛閩隧道（贛境）進(jìn)口導(dǎo)向墻施工較葉坪隧道進(jìn)口導(dǎo)向墻施工少投入，更為經(jīng)濟(jì)。 3、兩導(dǎo)向墻支架在力學(xué)分析上可以看到，雖然結(jié)構(gòu)形式有所不同，加固方法有所區(qū)別，但是兩結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性基本是相同的。 導(dǎo)向墻的施工可能有很多種方法，也存在很多比以上兩種施工方法在結(jié)構(gòu)上更為安全的，在費(fèi)用上更為節(jié)省的，在外觀上更為美觀的。但在對比完兩中方法后，建議當(dāng)在工期允許的情況下使用贛閩隧道（贛境）進(jìn)口導(dǎo)向墻施工方法進(jìn)行指導(dǎo)施工。此方法可以在滿足施工要求的前