新建隧道施工缝留设改进及应用.pdf

西铁科技3/202328调查与实践新建隧道施工缝留设改进及应用陕西国铁工程咨询管理有限公司李永杨彬琪摘要：根据目前国内高速铁路隧道衬砌施工技术标准，隧道衬砌施工均需预留施工缝，采用传统施工工艺预留环向施工缝，后期需人工进行切缝、打磨处理，防止运营过程中施工缝处混凝土裂损、局部掉块等现象发生。通过分析和现场试验，提出预留V型施工缝，减少项目成本、提高施工缝施工质量、降低施工安全风险的质量控制措施关键词：施工缝；三角钢板；橡胶V型条；经济分析1现状调查根据铁路隧道衬砌施工技术规程（Q/CR9250-2020）中第11.2.1条“环向施工缝可施作为V型槽或梯形槽，槽宽、槽深宜为3-5cm，槽内应线性顺直”相关要求新建铁路隧道贯通、二衬施工完成后，需要人工对施工缝逐条检查并进行切缝打磨，导致项目需留出部分工期，采用克缺台车对施工缝位置进行专项整治，增加了项目成本。同时，我们组织对西成客专相关隧道病害进行实际观摩，对影响隧道施工缝因素进行综合分析、研究，铁路隧道衬砌环向施工缝位置混凝土裂损、局部掉块是后期交付使用后常见的病害，也给后期运营维护、缺陷整治带来较大安全风险。2改进方案2.1传统V型缝环切工艺人工用切割机每隔一定的距离进行切缝，搭设临时脚手架或利用克缺台车人工使用切割机进行V型缝环切作业，施工现场作业条件差，灰尘飞扬，污染严重图1人工使用切割机进行V型缝环切作业2.2采用V型缝预留工艺首先对衬砌台车面板进行改造，在衬砌台车面板前进方向端头位置全环安装一个直角三角，钢板厚度6 mm，直角三角高43mm，底宽25mm。利用端头直角三角钢板，在第一板混凝土浇筑时预留1/2“V型缝，第二板混凝土浇筑前在已浇筑完二衬环向施工缝处预埋三角橡25图2衬砌台车前端V型槽断面图胶条，浇筑混凝土，养护脱模后，拆除三角橡胶条，完成二衬环向施工缝留设（图2）。2.3具体施工程序上一板混凝土浇筑预留1/2“V”型缝施工准备一台车移位一安装V型三角橡胶条台车定位一施作端模、止水带一逐窗灌注混凝土一衬砌带模注浆一台车脱模退出一拆除三角橡胶条养护。胶条规格：底宽50 mm,高43mm。橡胶条自检邵尔硬度A、压缩变形、拉伸强度、断裂伸长率、热空气老化等参数应符合有关技术要求（图3、图4)。西铁科技3/202329新建隧道施工缝留设改进及应用调查与实践二衬施工缝三角橡胶条水泥钢钉50二衬台车橡胶条图3橡胶V型条及固定示意图检验验结果项目技术参数试验设备结果判定邵尔硬度A度655JXM-A便度计68合格压缩交形Mpa35试验模具8.5合格JSL电子拉力拉伸强度MPa57.2合格试验机JSL电子拉力断裂佛长串%100155合格试骏机JSL电子拉力拉佛强度MPa6.9合格热空气老化（7 0 试验机X72h)JSL.电子拉力新裂伸长率%100157合格试验机图4橡胶条技术参数及自检情况3改进分析采用传统的环切V型施工缝工艺，人工切割，每条缝则需要2人2 天才能完成，若使用V型条预留工艺，每板衬砌安装V型条仅需要2 人2 0 分钟就能完成，节约了时间，提高了施工效率，节约项目成本。传统的环切V型施工缝，在环切时需要克缺台车配合作业，而使用V型条只需要借助衬砌台车就可以，这样增加了衬砌台车的使用率，节约了克缺台车成本传统的环切V型施工缝，属于高空作业，增加了高空及机械伤害的施工风险安全。而采用V型条，只需要将其固定在上一板已浇筑的混凝土即可，待下一板衬砌浇筑完成之后，略微的将其修正即可。这样大大降低了隧道施作人员的安全风险，消除施工安全隐惠传统的环切V型施工缝则是一段一段的人工切除，V型条是一块连续的直角三角条，它的最大特点是连续，故而增加了衬砌施工缝的整体施工质量“V”型施工缝采用柔性搭接，可释放环向、纵向压力，可避免安装模板和拆除模板过程中由于应力分布不均匀造成的环向、纵向裂缝，产生施工缝处混凝土裂损、掉块、开裂等病害，减少克缺处理工作量。4方案应用通过在西延铁路赵家塬隧道出口进行应用实验，模板拆除后，变形缝附近工结构密实，变形缝结构美观，得到建设单位、标段第三方检测单位和运营单位提前介人人员的肯定。具体执行情况如4.1内业准备(1)现场技术人员学习实施性施工组织设计，阅读、审核施工图纸，熟悉规范和技术标准、相关验收标准；(2)项目经理部编制三级技术交底，监理审查，并分级进行交底。即项目总工程师对项目部各部室及技术人员进行技术交底，技术主管人员对作业队技术负责人进行技术交底，作业队技术负责人对班组长及全体作业人员进行技术交底，确保工程质量和安全；（3）对参加施工人员进行上岗前技术培训，特殊工种操作人员持证上岗；监理核查；（4)按照根据铁路隧道衬砌施工技术规程（Q/CR9250-2020）中第1 1.2.1 条“环向施工缝可施作为V型槽或梯形槽，槽宽、槽深宜为3-5 cm，槽内应线性顺直”相关要求进行V型施工缝预留施工。4.2外业准备（1)施工前应根据台车前端面板弧度及二衬轮廓半径准备好与之匹配的环向直角三角钢板；(2）配备三角橡胶条。橡胶条自检邵尔硬度A、压缩变形、拉伸强度、断裂伸长率、热空气老化等参数符合要求；监理见证检验。4.3技术要求(1)环向直角三角钢板加工弧度应与台车面板弧度、二衬轮廓半径一致，三角钢板与台车面板应连接可靠、线性顺直，确保后期预留1/2V型施工缝尺寸大小、线性满足铁路隧道衬砌施工技术规程（Q/CR9250-2020)相关要求；（2）三角橡胶条应清理干净，安装应平顺、牢固，确保后期三角橡胶条拆除后，V型施工缝尺寸及线性满足规范V型缝宽、缝深宜为3-5cm，缝内应线性顺直的要求。4.4施工准备（1）三角环向钢板加工安装尺寸、线性应满足规范相关要求；且表面要光滑，与混凝土的接触面必须清理干净并涂刷隔离剂。（2）三角橡胶条尺寸、强度等参数以及安装线性应满符合要求；西铁科技3/202330新建隧道施二缝留设改进及应用调查与实践且表面要光滑，与下一板混凝土的接触面必须清理干净并涂刷隔离剂。4.5质量控制4.5.1质量要求（1）环向直角三角钢板环向直角三角钢板安装需根据衬砌台车模板弧度及二衬轮廓半径加工，确保环向直角三角钢板安装尺寸、弧度、线性满足设计及规范要求。每板混凝土浇筑前，应对三角钢板进行打磨处理，确保与混凝土接触表面光滑，并涂刷隔离剂。(2)三角橡胶条三角橡胶条进场尺寸、参数满足设计及规范要求。三角橡胶条安装线性、嵌人深度应满足规范要求。4.5.2质量检验三角钢板及橡胶条安装允许偏差必须符合铁路隧道衬砌施工技术规程（Q/CR9250-2020）中第11.2.1条的规定：“环向施工缝可施作为V型槽或梯形槽，槽宽、槽深宜为3-5 cm，槽内应线性顺直。”4.6安全要求（1）施工前，必须对施工班组及具体操作人员进行安全技术交底。(2)所有人员进入施工场地必须正确佩戴劳动防护用品。（3）未经安全教育的管理人员及施工人员不准上岗，未进行三级教育的新工人不得上岗。（4）作业班组实行每班班前、班中、班后三检制。对检查中发现的安全质量隐患，立即整改。在隐患没有消除前，不得进行施工作业。（5）在V型施工缝施工时，应保证洞内照明充足和通风良好。(6模板台车移动行走时安排专人指挥。(7)车辆通过台车时，台车上作业人员必须站在安全位置(8)加强模板台车结构、制动、行走系统检查和维护，严格按照模板台车使用维护说明书作业。(9)衬砌台车就位后，应按规定设置防溜车装置，按设计高程及中线调整台车支撑系统，液压支撑应有锁定装置。（1 0）衬砌作业台架、作业平台四周应设置安全栏杆、密闭式安全网、人员上下工作梯，衬砌台车还应配置灭火器，经验收合格后方可投人使用。（1 1)V 型施工缝作业完毕后应及时清理作业场地、消除安全隐患，保持作业场地清洁、通行无碍。（1 2）衬砌台车上应按规定配备足量的灭火器具4.7环保要求（1）全面控制施工污染，减少污水、粉尘及噪声污染。(2)后期报废V型条应按照当地环保要求集中收集、处置。(3)施工完成后应做到“工完、料尽、场地清”5应用效果按照1 0 0 0 米隧道直（8 4 道施工缝）进行成本比较：5.1采用预留V型缝二衬模板端头环向凸三角焊接所需材料费、材料加工费、安装人工费、橡胶条安拆费（橡胶条重复使用约7 次），合计成本约2.1 万元/公里。工，切片需更换2-3 片，成本约1500元/每道，合计成本约1 2.6 万元/公里。经对比分析，每1 0 0 0 米隧道预留V型缝较传统工艺节约成本约1 0.5 万元图5验收现场6结论从经济上，若采用传统工艺施工，每条施工缝需进行切缝、混凝土凿除、打磨等，人工加材料，每条缝需较高费用。采用V型施工缝，每条施工缝只需花费橡胶条材料及安拆费用，一公里计算可节约成本十万元。从质量上，“V”型施工缝采用柔性搭接，可释放环向、纵向压力，可避免安装模板和拆除模板过程中由于应力分布不均匀造成的环向、纵向裂缝，产生施工缝处混凝土裂损、掉块、开裂等病害，减少克缺处理工作量。参考文献：1Q/CR9250-2020，铁路隧道衬砌施工技术规程.2TB10753-2018，高速铁路隧道工程施工质量验收标准，5.2传统工艺环切V型缝施工缝环切需2 天，约4 个