自動分倉布料在雙線隧道襯砌施工中的應(yīng)用

袁楓杰，龔學(xué)亮，張 洪，伍 威，李閩銳，李沛軒

（中鐵二局第五工程有限公司，四川 成都 610031）

近年來，隨著我國路網(wǎng)規(guī)模的加密拓展和建設(shè)工程的持續(xù)開展，軌道工程技術(shù)也得到不斷提升。通常雙線隧道襯砌存在斷面較大（≥100m2），襯砌厚度較厚（≥40cm）的特點。在隧道建設(shè)中，襯砌結(jié)構(gòu)混凝土澆筑是必要環(huán)節(jié)，目前較多的隧道采用的澆筑方式為普通的分倉布料，其系統(tǒng)具有經(jīng)濟，便捷的施作特點。但由于澆筑的不確定性，有時做不到規(guī)范要求的逐層澆筑，變成了現(xiàn)場作業(yè)的棘手問題[1-3]。

隨著我國隧道施工質(zhì)量要求的提高，施工中各流程相應(yīng)的工藝工裝亦日新月異，對現(xiàn)場施工工藝的要求越來越高，標(biāo)準化的推行勢在必行[4-6]。近年來，在隧道襯砌澆筑中自動分倉布料系統(tǒng)的推出，項目往往配備了自動分倉布料系統(tǒng)，使得澆筑過程更規(guī)范化[7-9]。然而，目前工程上對其使用還不成熟，技術(shù)管理人員往往缺乏相關(guān)經(jīng)驗，廠家的使用說明也有各自使用條件，工程管理存在漏洞，工程實體質(zhì)量安全得不到保，其最主要原因就是技術(shù)支持上存在斷層。因此，本文結(jié)合重慶東環(huán)線芭蕉溝上下交疊隧道工程，開展了襯砌澆筑施工中自動分倉布料的應(yīng)用。

1 工程概況

本工程位于重慶市江北區(qū)魚嘴鎮(zhèn)內(nèi)，主體為東環(huán)正線雙線隧道，且進口端因預(yù)留高鐵工程，為上下層近接相鄰和重疊隧道，其后東環(huán)線與預(yù)留高鐵線路分向；正線出口端東環(huán)左右線因繞行在洞內(nèi)DK66+594 分叉。下層為東環(huán)正線隧道，中心里程DK66+046.75，拱頂最大埋深149m，全長2 042.42m。上層為預(yù)留高鐵雙線隧道，全段位于直線上，最大埋深130m，實施段為AK65+052～AK65+500。段內(nèi)上下層隧道軌面最小高差約14.28m，最小凈巖層約2.53m，上下交疊隧道斷面面示意如圖1 所示。

圖1 上下交疊隧道斷面示意圖（DK65+300典型截面）

取DK65+300 典型斷面為示例。下層隧道按照臺階法加臨時橫撐施工，上臺階擬按臺階法加臨時橫撐施工，其施工工序與支護結(jié)構(gòu)斷面如圖2 所示。

圖2 雙線隧道支護結(jié)構(gòu)斷面示意圖

下層隧道按照臺階法加臨時橫撐施工，上臺階擬按臺階法加臨時橫撐施工。施工工序為分別依次開挖①至④區(qū)域，并且每完成并施作該區(qū)域內(nèi)的噴混和錨桿，一次開挖施工臨時橫撐。

2 自動分倉布料設(shè)計

2.1 主體結(jié)構(gòu)

混凝土分層澆筑布料機采用“布料分配小車+泵送管路”形式，布料機結(jié)構(gòu)及分倉正面和側(cè)面分別如圖3、圖4 所示。布料小車可縱向行走換位、左右擺動分流和上下沉降對位等步驟完成拱頂入倉；泵管管路將混凝土分流到所需位置?；炷练謱訚仓剂蠙C是采用閉式管路輸送方式，結(jié)合布料分配小車上的布料桿、布料車，并通過智能控制系統(tǒng)實現(xiàn)混凝土分層澆筑輕便快捷的施工設(shè)備。

圖3 布料機結(jié)構(gòu)及分倉正面示意圖

圖4 布料機結(jié)構(gòu)及分倉側(cè)面示意圖

2.2 分倉管路

為方便描述，在此將入料窗進行逐層編號，編號依據(jù)為“左側(cè)/右側(cè) 第幾層-第幾個入料窗”，如：左1-1、左1-2、左1-3、左1-4、右1-1、右1-2、右1-3、右1-4……入料喇叭口按施工方向（坡度低到高的方向）依次記為左（右）A、B、C、D。澆筑第一層時，利用滑槽及A、D 口；澆筑第二層時，關(guān)閉滑槽并將A、D 口管路與第二層相連；澆筑第三層時，利用B、C 口，澆筑拱頂時，沿施工方向依次進行澆筑。

3 施工工藝流程

施工作業(yè)隊的作業(yè)水平可以反映項目管理及技術(shù)水平。為將現(xiàn)場實際作業(yè)水平及效果提高，使用自動分倉布料系統(tǒng)之前，應(yīng)對施工準備和作業(yè)流程進行清晰的技術(shù)交底，并建立切實可行的卡控管理制度。

3.1 施工準備

1）由生產(chǎn)廠家對現(xiàn)場操作人員進行培訓(xùn)和指導(dǎo)，培訓(xùn)合格后的操作人員必須在廠家技術(shù)人員在場時進行操作，廠家指導(dǎo)直到操作人員可獨立順利操作2 次后，方可結(jié)束。

2）由技術(shù)員對施工現(xiàn)場進行技術(shù)交底，交底內(nèi)容包括澆筑要求和操作要求。

3）由安全監(jiān)督員對現(xiàn)場進行安全技術(shù)交底，交底內(nèi)容包括澆筑過程以及在臺車使用過程的安全要求。

4）由施工管理員對現(xiàn)場照明、通風(fēng)、電路、電箱、水管、風(fēng)管、空壓機以及布料機狀態(tài)檢查，并對泵車、二襯臺車及附著式振搗器運行狀態(tài)進行逐一檢查，所有項目合格后方可進行施工。

5）由試驗員對到場的混凝土進行現(xiàn)場性能檢測，內(nèi)容包括坍落度，流動性等。檢測合格后，混凝土方可進行泵送澆筑。

3.2 作業(yè)流程

結(jié)合施工現(xiàn)場和隧道襯砌澆筑實體，將系統(tǒng)中繁瑣的流程簡化為作業(yè)循環(huán)流程圖，如圖5 所示。

圖5 作業(yè)循環(huán)流程圖

1）待混凝土罐車就位后，將布料系統(tǒng)管路連接到拖泵上，并將A 澆筑喇叭口對準“左1-1”，如圖6 所示。

圖6 入料喇叭口

2）啟動泵送開關(guān)，先用水對布料機各管路進行潤管，保證管壁濕潤，然后再采用砂漿潤管。

3）關(guān)閉泵送開關(guān)，然后將混凝土卸至拖泵內(nèi)并攪拌。

4）將布料機伸縮旋轉(zhuǎn)裝置入料口與“左-1-1”喇叭口對位鎖緊。

5）啟動拖泵泵送開關(guān)，調(diào)好泵送速度，開始泵送混凝土。

6）從工作窗采用進行插入式振搗，待二襯混凝土澆筑高度為50cm 左右時，同時對臺車左側(cè)第一層“左-1-2”管路進行潤管。

7）關(guān)閉拖泵泵送開關(guān)，開啟布料機泵站電機并調(diào)節(jié)油缸收回布料機伸縮旋轉(zhuǎn)裝置，用抹布清洗入料喇叭口及伸縮裝置入料口。

8）調(diào)節(jié)回轉(zhuǎn)裝置將伸縮旋轉(zhuǎn)入料口對準“左-1-2”，關(guān)閉布料機泵站電機，啟動泵送開關(guān)，開始泵送混凝土。

9）從工作窗采用進行插入式振搗，待二襯混凝土澆筑高度為50cm 左右時；同時對臺車左側(cè)第一層“左-1-3”管路進行潤管。

10）重復(fù)（4）～（9）步驟。依次完成對左-1-1、左-1-2、右-1-1、右-1-2 的澆筑。隨后對第二層（A、C 口），第三層（B、D口），拱頂進行依次澆筑。

11）混凝土高度與工作窗底部平行時，關(guān)閉該窗口并采用附著式振搗器進行搗固，時間（需按不同襯砌厚度試驗后確定）。

3.3 清洗

布料機的干潔直接導(dǎo)致施工流暢程度，每工作一循環(huán)必須保證各管路清洗干凈，清除設(shè)備表面的混凝土。除在澆筑混凝土?xí)r必須將各油缸活塞桿遮蓋，防止混凝土落在活塞桿表面外，布料機上的齒輪齒條，伸縮導(dǎo)柱導(dǎo)套之間的活動接觸面、支撐座處需每次清理，并經(jīng)常打油。

布料機的清洗也不同于其它系統(tǒng)，清洗流程圖如圖7 所示，具體內(nèi)容詳述如下。

圖7 清洗流程圖

1）第一層澆筑完成后，關(guān)閉工作窗同時對溜槽溜桶進行清洗。

2）第二、第三層澆筑完成后，先將清洗海綿球塞入伸縮裝置清洗口內(nèi)，然后對準需要清洗的泵管喇叭接口，然后開啟風(fēng)水管開關(guān)將泵管內(nèi)的混凝土清洗入工作窗外（采用接管方式，使之流入隧道兩側(cè)臨時排水溝內(nèi)）；關(guān)閉風(fēng)水管，取出清洗海綿球并關(guān)閉工作窗；每次清洗共洗2 次：第一次采用球+風(fēng)的方式；第二次采用球+風(fēng)的方式+少量水（1～2L）。

3）拱頂澆筑完成之后，將清洗海綿球塞入伸縮裝置清洗口內(nèi)，然后對準需要清洗的喇叭口，開啟風(fēng)水管開關(guān)及拖泵回收裝置，將泵管往拖泵端清洗。

4）每次使用后泵送管路及溜槽溜桶等必須清洗干凈，否則不予進行下循環(huán)施工。

4 施工要點

澆筑過程中，應(yīng)注意以下4 個方面。

1）順序 澆筑方向應(yīng)從坡度低向坡度高處施作，并逐層進行。

2）高度 左右模板應(yīng)對稱澆筑，兩側(cè)混凝土面高差不得大于50cm。

3）速率 臺車腰線以下澆筑速度最大不能超過0.8m/h，腰線以上澆筑速度最大不能超過1m/h。

4）振搗 插入式振搗為主，附著式振搗器為輔。每個工作窗澆筑到位后，先采用插入式振搗器進行充分振搗，后關(guān)閉窗門，打開附著式振搗器，進行輔助振搗。

5 結(jié)語

根據(jù)現(xiàn)場實際，通過編寫工藝流程，使現(xiàn)場一線作業(yè)者得到明確可行的操作指導(dǎo)，同時在項目部層面建立了切實可行的管理機制，最重要的是為上下重疊雙線隧道內(nèi)襯砌澆筑中的新工藝工裝提供了可行的操作依據(jù)，使得襯砌施工過程得到控制，工程實體質(zhì)量得到保證，同時也為國內(nèi)隧道襯砌施工的標(biāo)準化的推行提供了參考與借鑒。