簡易支撐體系在多斷面隧道二次襯砌施工中的運用

陳元發(fā)，李煒，孫懌飏

（1重慶繼興工程監(jiān)理有限公司重慶4000152重慶市南岸區(qū)城鄉(xiāng)建委重慶400060）

簡易支撐體系在多斷面隧道二次襯砌施工中的運用

陳元發(fā)1，李煒2，孫懌飏2

（1重慶繼興工程監(jiān)理有限公司重慶4000152重慶市南岸區(qū)城鄉(xiāng)建委重慶400060）

本文以重慶市軌道交通三號線工貿(mào)站及相鄰區(qū)間工程為例，簡要探討同一個工程面對斷面形式多、長度短的隧道，在隧道施工中應(yīng)用有工字鋼組成的簡易支撐系統(tǒng)與定型模板組成的模板體系，在保證隧道二次襯砌施工質(zhì)量的同時，加大材料的利用率，降低施工成本的有關(guān)技術(shù)問題。

定型模板；分析；施工控制

1 前言

因城市地鐵及輕軌功能的不同，一個暗挖隧道車站往往設(shè)計斷面多種多樣，若采用全自動液壓臺車進行隧道的二襯施工，則材料使用率低下，施工成本急增。為解決此類問題，本文以重慶市軌道交通三號線工貿(mào)站及相鄰區(qū)間工程為例，就采用簡易支撐體系在多斷面隧道二次襯砌施工中的技術(shù)運用，作如下說明。

重慶市軌道交通三號線工貿(mào)站及相鄰區(qū)間工程由工貿(mào)站及區(qū)間隧道組成，其中工貿(mào)站由工貿(mào)站暗挖隧道、出入口、通道組成，開挖拱形斷面達12種之多。針對其拱形斷面多這一特征，在其通道之一的活塞風(fēng)井隧道的施工中，我們利用了型鋼簡易臺架與定型模板組合的二次模板體系，因定型模板及型鋼可多次利用，可以降低施工成本及達到二次襯砌混凝土施工的要求。在實際操作中，利用這一技術(shù)，在施工質(zhì)量和降低成本方面，取得了很好的效果。

2 模板體系組成

2.1 模板

因斷面形式多樣，為保證模板可多次重復(fù)利用，該工程選用1500×200×55及750×200×55兩種定型模板，采用錯縫拼接形成拱形隧道模板體系。

根據(jù)隧道二次襯砌斷面內(nèi)弧長，確定每圈的模板數(shù)量。為了保證模板拼接牢靠，模板拼裝時由隧道一側(cè)底部沿順時針或者逆時針向另一側(cè)拼裝，模板與模板的連接處采用海綿雙面膠使模板拼縫密實，防止漏漿造成二次完成面效果不佳。同時模板與模板之間利用U型扣可靠連接。當(dāng)隧道有較大坡度時應(yīng)由底部向上部澆筑，這樣就可以利用下部澆筑完成的抵消部分下滑力，以穩(wěn)固模板體系，每次澆筑長度6m～9m為宜。

2.2 支撐體系

重慶市軌道交通三號線工貿(mào)站及相鄰區(qū)間工程活塞風(fēng)井隧道開挖斷面92.7m2，二次襯砌厚度65cm，通過計算確定采用I18工字鋼@0.9m間距，作為拱形模板支撐體系（計算思路詳見下節(jié)）。拱腳利用I18工字鋼作為橫向支撐，將整個拱架體系形成封閉體系，中部按照間距1m架設(shè)橫向支撐，縱向采用I18工字鋼相連，詳見圖1模板體系圖。

圖1 模板體系圖

I18工字鋼之間利用螺栓通過預(yù)先焊接的連接板相連，提高施工進度控制，同時模板與工字鋼之間利用L型拉鉤連接。

3 模板體系結(jié)構(gòu)設(shè)計

因模板系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在其工作期間受到的荷載種類多，如板面自重、襯砌混凝土荷載、允許超挖部分回填荷載、振搗荷載、混凝土入模板沖擊力荷載等等，傳統(tǒng)的計算方法復(fù)雜，隨著有限元技術(shù)的不斷進步，模擬分析技術(shù)越發(fā)成熟，該工程模板體系采用有限元分析原理，把模板體系按照梁殼模型，模板采用Shell9殼單元，工字鋼采用Beam189單元。

以下為荷載的施加和荷載分析：

簡易模板體系計算荷載時主要考慮模板臺車工作時的混凝土壓力、模板自重及振搗荷載等。其他混凝土入模沖擊力、流體靜壓力等組成與其相比影響很小，可忽略不計。

在混凝土未產(chǎn)生初凝的情況下，臺車模板所承受的荷載可以按照流體靜壓力計算，計算公式如下：

P=Xh

其中X為鋼筋混凝土比重，取2500kg/m3；混凝土計算灌注高度h分為以下三種工況：

一是灌注模板中下部混凝土?xí)r的荷載包括：澆筑混凝土?xí)r混凝土產(chǎn)生的橫向水平力及向上的浮力。

二是灌注中部混凝土?xí)r的荷載：當(dāng)灌注中部混凝土?xí)r，新澆筑的混凝土對模板的壓力為流體靜壓力，有橫向水平力及向上的浮力；此階段第一階段澆筑的混凝土剛初凝，不考慮上一階段混凝土產(chǎn)生的靜壓力，同時也不考慮該部分對下部模板的支撐約束作用。

三是灌注拱部時荷載：當(dāng)混凝土澆筑高度達到模板頂部高度時，考慮新澆筑混凝土對模板的流體靜壓力，由橫向水平力和向下的壓力組成；此時第一階段灌注的混凝土已完成終凝，已具備了支撐體系荷載的強度。第二階段澆筑的混凝土剛初凝，不考慮上階段混凝土產(chǎn)生的靜壓力，同時也不考慮該部分對下部模板的支撐約束作用。

通過以上三種工況分析，找出主要不利彎矩、剪力組合，以此確定出型鋼的型號、間距。

4 結(jié)論

本文設(shè)計的模板體系不僅能保證混凝土澆筑成型的質(zhì)量，而且在擁有多個隧道斷面的同一個工程中，加大了模板周轉(zhuǎn)，提高了材料的利用率，同液壓式定型臺車相比，大大降低了工程成本。該方法尤其對于小段面、斷面形式多、長度短的隧道更顯示出其優(yōu)越性，在對重慶市軌道交通三號線工貿(mào)站及相鄰區(qū)間工程多斷面隧道的施工實踐中，取得了很好的效果。根據(jù)本次施工的經(jīng)驗，我們還發(fā)現(xiàn)，在利用簡易支撐體系進行隧道二次襯砌施工時，應(yīng)注重以下幾方面：

（1）澆筑時應(yīng)保證兩側(cè)同時澆筑，兩側(cè)的澆筑高差不大于50cm。

（2）在澆筑過程中，為保證澆筑的安全性，澆筑混凝土的速度應(yīng)予以控制，避免一次澆筑過高，造成模板變形。

（3）定型模板應(yīng)錯縫相接，并利用海綿雙面膠將模板接縫處密封，以保證澆筑完成后的效果。

[1]彭衛(wèi)平，王佳．彭水電站引水隧道定型模板設(shè)計與施工[J]．建筑技術(shù)，2006，(8)．

[2]趙付安，賀振通．隧道襯砌模板臺車的結(jié)構(gòu)有限元分析[J]．山西建筑，2008，(11)．

[3]徐愛英．牛旭．隧道襯砌臺車有限元結(jié)構(gòu)仿真及優(yōu)化設(shè)計[J]．塔里木大學(xué)學(xué)報，2009，(3)．

責(zé)任編輯：余詠梅

淺談如何預(yù)防框架、排架及短肢剪力墻填充墻的裂縫問題

隨著時代的發(fā)展，高層建筑越來越多，框架、排架及短肢剪力墻在建筑設(shè)計中應(yīng)用廣泛，建筑墻體使用的輕質(zhì)材料也是品種繁多。

然而隨新型材料的使用，輕質(zhì)材料墻體與混凝土框架柱、墻、梁交接處的內(nèi)外墻抹灰層，隨季節(jié)溫度的變化而產(chǎn)生橫向、豎向裂縫或是不規(guī)則拉裂，這樣不但影響建筑工程的外觀質(zhì)量，嚴重的下雨時還滲漏，影響使用功能，而且增加了維修工作量，浪費材料，嚴重的還引起用戶投訴，給社會與企業(yè)都帶來不良影響。這也是困擾建筑業(yè)最常見的一種質(zhì)量通病。

近年來，我們針對框架、排架及短肢剪力墻承重結(jié)構(gòu)中的鋼筋混凝土材料與圍護墻體輕質(zhì)砌塊材料隨溫度變化系數(shù)不一樣進行研究，最后采用了彈性交接這一方式，使其在隨季節(jié)溫度變化而產(chǎn)生的變形得到防治。通過多棟框架、排架及短肢剪力墻的施工應(yīng)用，這一現(xiàn)象得到了明顯的治理。具體做法如下：

(1)在砌墻前，先把墻體的平面與垂直軸線放好；墻體拉筋用建筑結(jié)構(gòu)膠把筋植好；或是把墻體拉筋與預(yù)埋鋼板焊接好；并經(jīng)檢驗合格。

(2)把30～40 mm厚，密度為25 kg·m的聚氯乙烯泡沫塑料板，用聚合物砂漿粘貼在有輕質(zhì)砌體墻交接處的混凝土柱、墻、梁上，其寬度與所砌墻同寬。

(3)待其粘結(jié)強度上來后，進行輕質(zhì)墻體的砌筑，砌體與聚氯乙烯泡沫塑料板相交處，應(yīng)用砌體砂漿緊貼牢固。

(4)抹灰前，在混凝土柱、墻、梁與輕質(zhì)墻交接處用每邊搭接寬不少于150 mm的鋼絲網(wǎng)釘牢；或是在抹灰時，用不少于300 mm寬的防堿玻纖網(wǎng)格布直接鑲?cè)肽ɑ覍又?，兩邊各壓入寬不少?50mm，最好是用聚合物粘結(jié)砂漿。

（摘自：《建筑工人》）

Application of Simple Support System in the Secondary Lining of Multi-section Tunnel

With Gongmao Stop,one stop of the third line in Chongqing rail transit and adjacent interval engineering as an example,this thesis briefly investigates two aspects under the condition of in the same short tunnel with on the form of multi-section.One is the application of a composed of simple I-shaped beam support system consisting of template and template system in the construction.The other is some technological problems of lowering the cost and increasing the utilization of materials.

shaped template;analysis;construction control

U455.4

A

1671-9107（2010）09-060-02

10.3969／j.issn.1671-9107.2010.9.060

2010-7-16

陳元發(fā)（1965-），男，工程師，主要從事路橋、隧道監(jiān)理工作。