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自行式隧道二衬混凝土养护台车应用与研究

鏃ユ湡锛2019-09-08 06:19 鏉ユ簮:未知 浣滆:admin

  本文针对目前公路隧道二衬混凝土曲线内壁养护难的问题,通过研制自行式养护一体台车,以解决人工浇水养生难且不均匀,混凝土外观缺陷修饰工作不安全的弊端,对曲线混凝土内壁养生提供了参考和依据。

  在隧道工程中,二次衬砌作为隧道的主体结构,不仅具有加固支护的功能,而且负有美化洞室的作用。因此,要求隧道二次衬砌混凝土必须具有良好的强度和耐久性,同时表面要平整光滑、圆顺美观。

  混凝土养生是有效保证混凝土强度形成和预防干缩裂缝的重要工序,不仅要求养生要及时,而且需要均匀、全面,并且持续保湿一定时间。因此可研发一种集二衬养生与修饰为一体的可移动式台车,以改变传统人工持高压水管喷水的弊端,快速提高二衬混凝土强度增长,降低隧道内灰尘,保护施工人员的身体健康。

  采用I18工字钢作为台车主体结构,按照隧道断面结构形式制作台车,在台车上按照隧道二衬内轮廓线型布设自动喷淋养生管道,安装增压泵和雾化喷水喷头,形成自动喷淋养生系统。在台车四周设置隧道二衬混凝土修饰工作平台,同时设置安全防护装置,实现“一车多用”;为便于台车的移动,在台车底部安装全接地式钢轮,采用三相异步减速机驱动,实现自动平稳行走。

  1、本台车将喷淋养生系统设置在台车两端,中间位置为混凝土外观修饰作业平台,在空间位置上二者作业时不存在相互干扰。同时,混凝土外观修饰为喷淋养生的前置工序,因此二者作业时间不冲突,且有利于实现资源整合。

  2、该台车为可长期周转使用的高空作业台车,采用高强螺栓法兰式连接,其结构稳固、耐用,具有良好的安全作业性能。本台车主体结构全部采用I18工字钢制作,作业平台采用Φ12螺纹钢筋制作的钢筋网片铺设在工字钢制作的承载框架上,并在作业平台周围设置防护栏。经验算台车的结构稳固性和承载力均满足作业要求。

  3、二衬混凝土喷淋养生系统主水管采用A32mmPPR管,喷头采用不锈钢农用喷雾器雾化喷头。根据雾化喷头的工作性能确定其安装高度及环向间距,确保喷淋养生系统喷洒的雾状水流能全面覆盖二衬混凝土环向表面,通过电动行走设备沿纵向移动台车进行二衬混凝土全断面持续、均匀地喷淋养生。

  4、台车行走设备采用三相动力电驱动,为确保其行走安全、平稳,在电动装置外面安设防水保护罩,电力接线采用三级漏电保护方式。

  5、为了保证隧道其他工序的正常作业,该台车中间设有确保施工机械车辆安全穿行的通道。

  1、与常规的人工浇水养生相比,该台车的喷淋养生系统操作简单、养生效果好,而且用水量少、环境污染小,大部分养生用水还可以回收再用,具有显著的经济实用、节能环保效果。

  2、电动行走设备替代了采用装载机拖移台车,同时采用遥控操作,使得该台车更先进、更适用,更安全、更文明。

  1、台车在设计制作时从自身结构的稳固性、高空作业平台的承载和安全防护、施工机械自下方穿行等方面均进行了充分的设计和验算,相关指标符合安全规范要求。

  2、台车行走系统采用全接地式钢轮,采用三相异步减速机驱动,行走过程平稳。电力线路采用三级漏电保护方式,在电动装置外面全部安装了防水保护罩,保障安全用电。用作混凝土表面修饰作业台车时,台车底部四轮锁死、电源关闭,安全可靠。

  3、在使用过程中总结形成了台车安全操作规程,从操作人员技能、作业人员防护、作业环境运行注意事项等方面进行了规范和要求,确保规范操作,安全运营。

  (1)节约水泥:采用“自行式隧道二衬混凝土养护台车”进行隧道二衬混凝土的养生,有效避免了发生干缩裂纹和局部强度不足问题。技术人员根据二衬混凝土强度增长试验结果,进行混凝土配合比调整。降低了水泥用量,节约了施工成本。

  二衬轮廓线布设的雾化喷水喷头,实现适量多次喷洒,使二衬混凝土得到充分养生,且节约用水,采用挡水板和接水槽回收利用养生用水,实现了水资源回收利用。

  采用“自行式隧道二衬混凝土养护台车”,隧道二衬混凝土得到充分养生,提高了工程质量,减少了二衬表面由于养生不到位而产生的局部裂缝等病害,减少了后期维修的费用。粗略估算,每100米隧道可节约2.5万元。

  通过该台车将隧道内施工辅助的养生车、修饰台架合为一体,自行行走系统减少了装载机拖运台架环节,使得人员、设备、空间更加集约,也更加安全。

  该台车通过自动喷淋系统雾化喷水,有效降低了洞内粉尘浓度,改善了作业环境,有利于隧道内作业工人的职业健康。

  使用该台车进行二衬混凝土养生和外观修饰,成本节约效果显著。具体见表6.1养护100米二衬成本对比分析表

  采用“自行式隧道二衬混凝土养护台车”进行施工,能够减少由于停放水车、施工台车移动等造成的交通堵塞时间,使隧道施工各工序衔接顺畅,加快了施工进度。

  结论:每养护100米隧道二衬,可节约工期5天,节约施工间接费约16万元。

  〔1.4万元(节约水泥)+2.5(减少维修费用)+1.3万元(降低养护成本)+16万元(降低间接费)〕×10=212万元

  自行式二衬养护一体台车还有降低隧道内粉尘、保护职工职业健康,提高作业环境安全性等功效,对于提高隧道施工质量、安全、环境保护和职业健康以及提升文明施工水平,树立施工企业良好形象具有鲜明的社会效益。该台车通过适当改造,还可以延伸应用于铁路隧道、混凝土拱涵、现浇式通道桥等管状混凝土结构物内壁的养护,因此,应用前景广泛,推广价值很高。

  [1]中华人民共和国国家标准,GB506666-2011.混凝土结构工程施工规范,2012.

  [2]中华人民共和国交通部,JTJ042-94.公路隧道施工技术规范,1995.

  [3]中华人民共和国国家标准,GB50204-2002.混凝土结构工程施工质量验收规范,2010.

  [4]中华人民共和国交通部,JTG F80/1-2017.公路工程质量检验评定标准,2018.

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