秦岭Ⅰ线隧道仰拱预制块施工技术.docx

编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径学海无涯苦作舟页码：秦岭Ⅰ线隧道仰拱预制块施工技术总结杨书江（中铁隧道局一处南京盾构经理部）摘要：文章介绍了秦岭Ⅰ线隧道仰拱预制块的施工生产对仰拱块的安装标准、安装方向的控制进行了初步探讨供类似工程施工参考。关键词：仰拱块蒸汽养生预制安装防水１引言西康铁路秦岭Ⅰ线隧道全长18.452km是目前国内最长的铁路隧道是铁路系统首次引进全断面隧道掘进机（TBM）进行机械化施工的隧道树立了我国铁路隧道修建史上的第四座里程碑。隧道设计为直径8.8m的圆形断面底部安装钢筋混凝土仰拱预制块以支承施工轨线。仰拱块是整体道床的基础成为隧道后期衬砌结构的一部分。２仰拱预制块设计概况仰拱预制块长度按TBM一个掘进行程1.8m设计。顶面宽度3.88m满足施工期间铺设四轨双线（轨距900mm线路中心距2.08m）施工轨道的要求。仰拱块上预留中心排水沟、泄水孔、注浆孔、起吊杆、道钉螺栓孔、承轨槽及安装止水带的凹槽等。仰拱块设计为两种形式：普通式仰拱块混凝土数量为4.42m3钢筋525.4kg适用于Ⅳ～Ⅵ类围岩不设钢拱架的地段；底部开槽式仰拱块混凝土数量为4.31m3钢筋498.45kg适用于Ⅱ、Ⅲ类围岩设钢拱架的地段。每块仰拱块重约12t采用400号钢筋混凝土现场预制。仰拱预制块设计图见图一。３仰拱预制块的生产仰拱预制块的生产在预制工厂内采用流水线作业方式进行。首先清洗模具喷涂脱模剂安放钢筋骨架及各种预埋件；将生产好的混凝土运至固定式模具旁利用16t桥吊起吊料斗灌注混凝土附着式振捣器振捣成形；常温静置预养后盖好养生罩利用暖气片加热养生在养生过程中不断补充蒸汽；养护后脱模起吊仰拱块并做好编号工作；室内继续养生3d后运往室外存放场翻转存放；同期养生试块28d抗压强度达到38Mpa后运往洞内使用。仰拱预制厂设计生产能力每天17块。3.1生产工艺的确定通过对引黄入晋万家寨水利工程管片生产的现场考察参考有关技术资料针对秦岭隧道仰拱预制块大、厚、重的结构特点选择模具固定、暖气片加热养生方式在养生过程中补充蒸汽以保证混凝土养生所需的温度和湿度。3.1.1原材料选择选择原材料的原则是在满足规范要求的前提下尽可能采购当地材料以降低工程造价。经市场调查及试验对比确定水泥选用耀县秦岭牌525R硅酸盐水泥外加剂选用山西万荣RB高效减水剂碎石、砂均为地方材料拌和用水为石砭峪河水。3.1.2混凝土配比试验通过多次室内对比试验初步确定混凝土塌落度30mm水灰比0.39每立方米混凝土水泥用量452Kg。试拌混凝土制成试件连同试模一起放在养护箱内在40℃的恒温下养生20h后脱模经试验抗压强度达到24Mpa。考虑到仰拱块设计为C38的钢筋混凝土结构在同等条件下养生达到脱模强度（设计强度的50%以上）是可行的。3.1.3暂定生产工艺钢筋骨架制作（与以下工序平行作业）→清理模具、喷涂脱模剂→安装钢筋骨架及各种预埋件→混凝土生产运输灌注→加养生罩→升温1h→40℃（90～100%的相对湿度）恒温养生18h→降温1h→取养生罩→脱模起吊→室内存放3d→室外翻转存放（合计28d）。3.2配套设施（见图二）3.2.1混凝土搅拌站为满足仰拱预制厂的生产规模并考虑到秦岭隧道后期混凝土衬砌施工的要求混凝土生产选用华东建筑机械厂HZS50型搅拌站。主机为双卧轴强制式搅拌机扇形骨料堆放场悬臂拉铲集料机械杠杆电子称计量设有外加剂供料系统、除尘设备配备水泥筒仓和大倾角螺旋输送机应用工控微机实现搅拌站的自动控制。为降低搅拌站故障时对仰拱块生产的影响安装了1台750L自落式搅拌机备用。3.2.2组建预制厂厂房根据暂定生产工艺的要求项目部自行设计、加工、建造了一座60×24×13.2m的钢结构厂房。为重复利用、减少工程投资厂房结构间采用高强螺栓联结。预制厂内设四条流水作业线和一套温控设备。两条混凝土灌注生产线预制厂内17套进口钢模具分成两条生产线。混凝土在搅拌站生产后由卷扬机牵引轨道平板车负载自制料斗至灌注地点16T桥吊起吊料斗自流入模附着式振捣器振捣成形经蒸汽养生后脱模起吊至室内存放区。⑵一条钢筋骨架加工生产线结合仰拱块内钢筋密度大、分层多的特点为保证钢筋的焊接质量、提高钢骨架的成型速度将钢骨架分成6个单元分别在自制的网片成型模具上焊接再在钢骨架成型模具上定位、组合焊接成一个整体。钢筋骨架加工线配备钢筋调直切断机1台弯曲机2台电焊机８台自制钢筋模具7个。一条室内存放线为保证混凝土早期强度的发展避免因厂房内外温差大造成混凝土产生表面裂缝特设一条仰拱块室内存放线。供热及温控设备根据仰拱块养生工艺配备2台0.9T/h蒸汽锅炉采用高频赤片式暖气片加热养生调节蒸汽喷头控制养护罩内的湿度。用多探头数显式温