新型裝配式襯砌在礦山法施工鐵路隧道中的應(yīng)用研究

　　摘要：為解決礦山法施工鐵路隧道二次襯砌拱頂易出現(xiàn)的空洞、厚度不足、裂縫、掉塊等病害，以重慶鐵路樞紐東環(huán)線胡家溝隧道為依托，采用拱部襯砌預(yù)制替換現(xiàn)澆襯砌的方法，研究了拱部襯砌預(yù)制工藝、高精度懸臂側(cè)墻施工工藝、拱部預(yù)制襯砌運(yùn)輸及拼裝施工工藝和拼裝配套設(shè)備，并闡述了裝配式襯砌在施工中需重點(diǎn)解決的技術(shù)難題，如采用高精度襯砌模板臺(tái)車解決接頭直線度的問(wèn)題、全環(huán)通長(zhǎng)定位筋解決懸臂側(cè)墻鋼筋骨架穩(wěn)固的問(wèn)題等，形成一套完整的新型裝配式襯砌拼裝技術(shù)。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明：1)采用“拱部預(yù)制襯砌+側(cè)墻現(xiàn)澆”的裝配式襯砌施工技術(shù)是可行的，可以有效解決礦山法施工隧道拱部質(zhì)量病害，提高拱部襯砌質(zhì)量;2)新型裝配式襯砌采用“L”型及大球形的接頭類型，大球形接頭較“L”型接頭更易控制施工質(zhì)量，更易于拼裝;3)通過(guò)采用拱部預(yù)制襯砌高精度定制鋼模、高精度懸臂模板臺(tái)車、懸臂側(cè)墻在混凝土澆筑過(guò)程中二次精調(diào)等關(guān)鍵技術(shù)，保證了接頭施工精度，滿足拼裝要求;4)通過(guò)分析襯砌結(jié)構(gòu)受力變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，得出了隧道襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)力的受力變形規(guī)律;5)新型裝配式襯砌施工技術(shù)機(jī)械化程度高，施工過(guò)程中結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠，安全性較高。

　　關(guān)鍵詞：礦山法;裝配式;隧道拱部;預(yù)制襯砌;工藝;裝備

　　引言

　　隨著國(guó)家鐵路建設(shè)持續(xù)深入發(fā)展，已從規(guī)模速度型轉(zhuǎn)向質(zhì)量效益型，鐵路總公司也提出了“強(qiáng)基達(dá)標(biāo)、提質(zhì)增效”的工作目標(biāo)。目前，傳統(tǒng)山嶺隧道二次襯砌施工工藝，采用全液壓襯砌臺(tái)車自下而上逐窗分層澆筑、拱頂混凝土沖頂澆筑施工工藝，二襯澆筑完成后及時(shí)帶模壓漿。傳統(tǒng)的隧道二次襯砌施工工藝基本能夠滿足二襯混凝土質(zhì)量要求，但此工藝受主觀、客觀等因素的影響，極易造成拱部混凝土無(wú)法充填密實(shí)，形成二次襯砌厚度不足、背后脫空、不密實(shí)等襯砌質(zhì)量缺陷[1-3]，影響鐵路隧道運(yùn)營(yíng)安全。因此，探索一種以拱部預(yù)制襯砌替換現(xiàn)澆襯砌的新型裝配式技術(shù)，勢(shì)在必行。

　　目前，鐵路隧道預(yù)制裝配式襯砌技術(shù)作為一種新型建造方法，已經(jīng)逐步得到國(guó)內(nèi)外工程界的重視[4]。國(guó)內(nèi)外隧道預(yù)制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀表明,隧道及地下工程預(yù)制技術(shù)主要是從兩方面開(kāi)展:一是部分預(yù)制技術(shù);二是全部預(yù)制技術(shù)[5]。在部分預(yù)制研究方面，西康鐵路秦嶺I線隧道[6]仰拱采用預(yù)制塊拼裝施工;日本某公路隧道采用預(yù)制構(gòu)件和模筑混凝土結(jié)合的方法修筑仰拱[7];日本仙臺(tái)市地下鐵路工程采用預(yù)制雙跨箱形結(jié)構(gòu)[8];日法聯(lián)合開(kāi)發(fā)的大型拱形預(yù)制結(jié)構(gòu)在公路隧道的擴(kuò)建中得到了實(shí)際應(yīng)用[9]。

　　在全預(yù)制研究方面，主要以盾構(gòu)法或TBM法施工為主，已成為一項(xiàng)較成熟的技術(shù);采用礦山法施工的有遼寧省白石水庫(kù)觀測(cè)廊道項(xiàng)目，為全部預(yù)制構(gòu)件裝配[10];連鵬等[11]以武九高速文縣隧道為例，研究了二次襯砌的全環(huán)管片拼裝施工技術(shù);蘇聯(lián)開(kāi)發(fā)出了適用于礦山法修建隧道的馬蹄形砌塊式和管片式的襯砌[12];以西南交大為代表的高校，針對(duì)隧道礦山法施工條件下的全預(yù)制襯砌結(jié)構(gòu)的構(gòu)件劃分、拼裝方式、施工動(dòng)態(tài)力學(xué)特性等內(nèi)容，進(jìn)行了較為深入的研究[7-9];中國(guó)鐵道科學(xué)研究院也針對(duì)隧道預(yù)制裝配式襯砌的設(shè)計(jì)選型接頭參數(shù)進(jìn)行了深入分析研究[12-13]。綜上所述，雖然隧道襯砌全環(huán)及仰拱部分預(yù)制拼裝技術(shù)早已存在，且有一些較為成功的工程應(yīng)用案例，但在礦山法施工的鐵路山嶺隧道中，有關(guān)拱部采用預(yù)制拼裝，其余部分仍然為現(xiàn)澆的施工拼裝技術(shù)鮮有應(yīng)用。本文基于重慶鐵路樞紐東環(huán)線胡家溝隧道，采用“拱部預(yù)制襯砌+側(cè)墻現(xiàn)澆”的方法，開(kāi)展了礦山法鐵路隧道拱部預(yù)制襯砌施工技術(shù)研究。

　　1 項(xiàng)目總體概況

　　1.1 依托工程概況

　　胡家溝隧道位于重慶市北培區(qū)東陽(yáng)鎮(zhèn)境內(nèi)重慶東環(huán)線襄渝聯(lián)絡(luò)線上，靠近磨心坡車站，為單洞雙線隧道，設(shè)計(jì)時(shí)速120km/h。隧道全長(zhǎng)282m,最大埋深27m，進(jìn)口段LMZK3+387~LMZK3+474為半徑R=400m 的 左 偏 曲 線 ， 出 口 段 LMZK3+610~LMZK3+615 為 R=1200m 的 左 偏 曲 線 ， 中 間 段LMZK3+558~LMZK3+610共136m為直線，設(shè)計(jì)縱坡為-3.6‰，-1‰。隧道全隧淺埋，穿越淺丘斜坡，地表水體不發(fā)育，地下水不發(fā)育，洞內(nèi)以滴狀滲水為主，雨季時(shí)可能出現(xiàn)線狀流水。洞身地層巖性為為侏羅系中統(tǒng)上沙溪廟組泥巖夾砂巖、砂巖層，泥巖(頁(yè)巖)為灰黃色、青灰色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，薄～中厚層狀，質(zhì)軟，易風(fēng)化，遇水易軟化，所夾砂巖呈灰黃色、青灰色，中～細(xì)粒結(jié)構(gòu)，泥質(zhì)膠結(jié)。

　　1.2 新型裝配式襯砌結(jié)構(gòu)及技術(shù)參數(shù)胡家溝隧道LMZK3+471～603區(qū)段共132m，采用拱部預(yù)制襯砌拼裝，其余區(qū)段采用全環(huán)整體現(xiàn)澆。拱部預(yù)制襯砌拼裝長(zhǎng)度為132m，其中“L”型榫接頭預(yù)制襯砌72m，大球形接頭預(yù)制襯砌60m，拱部預(yù)制襯砌為弧形結(jié)構(gòu)，幅寬2m，內(nèi)徑13.3m，外徑14.3m、14.4m，弦長(zhǎng)8.6m，厚度0.4m、0.5m，40cm厚拱部預(yù)制襯砌配置Φ18@100的主筋，每延米配筋重約1.8t，50cm厚拱部預(yù)制襯砌配置Φ25@100的主筋，每延米配筋重約3t，拱部預(yù)制襯砌鋼筋骨架需焊接成型。拱部預(yù)制襯砌拼裝段均為 V 級(jí)圍巖，懸臂側(cè)墻采用Φ25@200 的主筋，接頭部位鋼筋加強(qiáng)，布置雙層主筋。主筋采用套筒連接，其他鋼筋采用綁扎連接。

　　1.3 拱部預(yù)制襯砌與現(xiàn)澆側(cè)墻接口處穩(wěn)定性分析根據(jù)拼裝工序要求、防水密封墊施作要求等采用圖2“L”型榫形結(jié)構(gòu)型式。通過(guò)對(duì)不同厚度的襯砌厚度(35cm、40cm、45cm、50cm、55cm)在深埋(埋深50m)、淺埋(埋深35m)及偏壓三種工況下計(jì)算榫接頭承擔(dān)的剪力，并對(duì)各工況下榫接頭進(jìn)行抗剪和抗壓驗(yàn)算。通過(guò)檢算得出：拱部預(yù)制襯砌厚度越大，安全儲(chǔ)備越大的工況，抗剪及抗壓需求尺寸越大。不同工況下，榫接頭所需的接觸面最大長(zhǎng)度為14mm，最大高度為184mm，榫接頭尺寸應(yīng)滿足圖2所示關(guān)系方可滿足結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性要求[14]。為提高對(duì)施工精度的容錯(cuò)度，后期對(duì)接頭構(gòu)造進(jìn)行了優(yōu)化，將“L”型接頭調(diào)整成大球形接頭，外側(cè)接觸面預(yù)留一定的空間，后期采用注漿填充。通過(guò)檢算得出，不同工況下，大球形寬度207mm以及預(yù)制襯砌與邊墻間隙 60mm滿足結(jié)構(gòu)及拼裝要求。

　　1.4 隧道襯砌防水及預(yù)制襯砌接縫設(shè)置

　　現(xiàn)澆側(cè)墻混凝土抗?jié)B等級(jí)不低于P8，拱部預(yù)制襯砌抗?jié)B等級(jí)不低于P12，初期支護(hù)與襯砌之間拱墻部位鋪設(shè)防水板加無(wú)紡布。側(cè)墻與仰拱間縱向施工縫采用中埋橡膠止水條+中埋橡膠止水帶進(jìn)行防水處理;側(cè)墻及仰拱環(huán)向施工縫采用外貼式橡膠止水帶+中埋式橡膠止水帶。側(cè)墻與拱部預(yù)制襯砌縱向接縫處，設(shè)置彈性橡膠密封墊。隧道拱部預(yù)制襯砌環(huán)向接縫處，襯砌中間設(shè)置彈性橡膠密封墊。二次襯砌拱部預(yù)制襯砌預(yù)留注漿管，用于回填注漿與接縫防水，同時(shí)于拱頂預(yù)留縱向注漿管兼排氣管，待滿足設(shè)計(jì)要求后進(jìn)行充填注漿。

　　2 新型裝配式襯砌施工工藝及施工技術(shù)

　　2.1 總體施工工藝流程

　　隧道開(kāi)挖、仰拱施工按照傳統(tǒng)礦山法隧道施工工序進(jìn)行，進(jìn)洞段及出口段襯砌全環(huán)現(xiàn)澆施作，作為拼裝段端部封閉。每組懸臂側(cè)墻施工完成后，立即開(kāi)始拼裝拱部預(yù)制襯砌，以每6片預(yù)制襯砌為一組，每組預(yù)制襯砌拼裝完成后，立即進(jìn)行壁后回填及注漿，回填及注漿完成后進(jìn)行下一組懸臂側(cè)墻、拱部預(yù)制襯砌拼裝循環(huán)。

　　2.2 拱部襯砌預(yù)制本次試驗(yàn)段共132m，共66塊預(yù)制襯砌，預(yù)制襯砌采用高精度定制鋼模，工廠化、標(biāo)準(zhǔn)化集中生產(chǎn)。為保證預(yù)制襯砌的高精度，應(yīng)對(duì)鋼模誤差進(jìn)行檢測(cè)，若不合標(biāo)準(zhǔn)需進(jìn)行校正。鋼模的合模精度要求按高于襯砌精度0.15mm檢測(cè)，若不合標(biāo)準(zhǔn)需進(jìn)行校正，在施工過(guò)程中需定期對(duì)模具進(jìn)行檢測(cè)和維修保養(yǎng)。

　　2.3 高精度懸臂側(cè)墻施工技術(shù)現(xiàn)澆懸臂側(cè)墻成型后，拱部預(yù)制襯砌進(jìn)行拼裝，拱部預(yù)制襯砌拼裝部位的接頭施工精度是懸臂側(cè)墻施工控制的關(guān)鍵，高精度的接頭為保證懸臂側(cè)墻與預(yù)制襯砌有效拼裝奠定了基礎(chǔ)，成型后的接頭部位具備高精度是懸臂側(cè)墻施工中的難點(diǎn)。懸臂側(cè)墻采用高精度懸臂模板臺(tái)車一次性現(xiàn)澆而成。正式施工前，開(kāi)展“L”型榫接頭模型工藝試驗(yàn)，通過(guò)工藝試驗(yàn)確定：小空間下“L”型接頭處混凝土配合比參數(shù)、振搗器型號(hào)選擇、振搗時(shí)間控制、成型效果等，為正式施工提供參考依據(jù)。利用高精度懸臂側(cè)墻模板臺(tái)車施作懸臂側(cè)墻，在澆筑過(guò)程中采取對(duì)稱分層澆筑，混凝土澆筑全過(guò)程監(jiān)測(cè)，并在混凝土到達(dá)側(cè)墻頂面1m時(shí)對(duì)模板臺(tái)車二次精調(diào)，同時(shí)采用高精度接頭蓋模，混凝土壓入成型。高精度臺(tái)車、分層澆筑、二次精調(diào)以及專用高精度接頭模板是成型懸臂側(cè)墻高精度控制的關(guān)鍵技術(shù)。

　　2.4 拱部預(yù)制襯砌運(yùn)輸及拼裝施工技術(shù)拱部預(yù)制襯砌運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)后，將預(yù)制襯砌從平板車上二次吊裝至運(yùn)輸小車上，吊裝時(shí)嚴(yán)格控制預(yù)制襯砌擺動(dòng)幅度及吊裝速度，防止與運(yùn)輸車產(chǎn)生碰撞損壞預(yù)制襯砌。

　　2.4.1 拱部預(yù)制襯砌隧洞內(nèi)運(yùn)輸由運(yùn)輸車將預(yù)制襯砌運(yùn)輸至提升門(mén)吊下，受洞內(nèi)作業(yè)空間有限，光照效果差等影響，運(yùn)輸車前后由專人指揮，行駛速度控制在5km/h以內(nèi)。

　　2.4.2 拱部預(yù)制襯砌旋轉(zhuǎn)、提升預(yù)制襯砌運(yùn)輸?shù)轿缓螅�在運(yùn)輸車上將預(yù)制襯砌旋轉(zhuǎn)90度，使預(yù)制襯砌與隧道中線基本垂直，移動(dòng)提升門(mén)吊，將預(yù)制襯砌提升并吊裝至臺(tái)車頂升平臺(tái)，放置過(guò)程中需不斷調(diào)整預(yù)制襯砌左右側(cè)距離，使預(yù)制襯砌居隧道中心放置。

　　2.4.3 接縫防水施工拱部預(yù)制襯砌接縫防水采用三元乙丙橡膠彈性密封墊，安裝于拱部預(yù)制襯砌四周及側(cè)墻接頭處預(yù)留凹槽內(nèi)，粘貼前將粘貼面保持干燥、干凈、堅(jiān)實(shí)、平整，粘貼時(shí)將氯丁膠均勻涂刷在兩個(gè)粘貼面上，第一遍涂刷后待表面初干，再涂刷第二遍，約15min后將彈性密封墊貼合預(yù)制襯砌及壓實(shí)。

　　2.4.4 拱部預(yù)制襯砌平移、安裝拱部預(yù)制襯砌在臺(tái)車頂升平臺(tái)調(diào)整后，將預(yù)制襯砌安放至安裝小車上，由安裝小車平移至安裝位置，并將預(yù)制襯砌安裝就位。行走過(guò)程中注意觀察左右L型接頭處、拱部預(yù)制襯砌與初支間的距離，嚴(yán)禁拱部預(yù)制襯砌與側(cè)墻接頭處碰撞。

　　2.4.5 拱部預(yù)制襯砌頂緊與縱向螺栓安裝拱部預(yù)制襯砌平移至安裝位置后，安放在懸臂側(cè)墻上，檢查拱部預(yù)制襯砌與懸臂側(cè)墻密貼度，拱部預(yù)制襯砌與上循環(huán)預(yù)制襯砌間隙。檢查合格后，利用拼裝臺(tái)架的液壓頂緊裝置將預(yù)制襯砌縱向頂緊，頂緊后立即緊固縱向螺栓。

　　2.5 拱部預(yù)制襯砌背后回填、注漿施工技術(shù)拱部預(yù)制襯砌安裝完成后，預(yù)制襯砌與初支間存在15-20cm間隙，因拱背回填量較大，采用混凝土+注砂漿方式回填，每6片一組為一個(gè)注漿單元進(jìn)行回填注漿，回填注漿前采用堵頭板對(duì)預(yù)制襯砌端頭部位進(jìn)行封堵，拱部預(yù)留觀察窗口，用于觀察混凝土是否注滿。預(yù)制襯砌預(yù)留拱部注漿孔處預(yù)埋注漿管，用于二次壓漿，待回填混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，立即開(kāi)始二次壓漿，以保證拱背回填密實(shí)，二次注漿壓力控制在0.1MPa。

　　3 施工配套設(shè)備

　　3.1 高精度懸臂

　　側(cè)墻模板臺(tái)車高精度懸臂側(cè)墻模板臺(tái)車由龍門(mén)鋼架、固定式邊模板，移動(dòng)式邊模板、頂部蓋板、液壓抗浮系統(tǒng)組成，固定式邊模板、頂部蓋板、液壓抗浮系統(tǒng)為整體式設(shè)計(jì)，以確保在臺(tái)車定位時(shí)左右橫移，控制襯砌側(cè)墻中線偏位;通過(guò)下部頂升油缸控制高程，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)澆側(cè)墻3～5mm誤差，以確保隧道拱部預(yù)制襯砌拼裝精度要求[15-16]。高精度懸臂臺(tái)車適用于拱部預(yù)制襯砌的礦山法隧道二襯澆筑;拼接縱縫端模裝置用于拱頂預(yù)制管片拼裝縱縫澆筑成型，安裝方便，模板定位和脫模快捷;拱頂預(yù)制襯砌頂升裝置，解決了因隧道拱頂尺寸限制而導(dǎo)致提升設(shè)備提升高度受限的問(wèn)題，方便拱部預(yù)制襯砌從提升設(shè)備到預(yù)制襯砌安裝小車的轉(zhuǎn)送。高精度頂部蓋板能夠有效保證接頭的直線度和精度。拆模時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制拆模時(shí)間，分塊拆除接頭蓋板，拆模過(guò)程中不得強(qiáng)撬硬拽，防止損壞接頭，保證接頭的質(zhì)量。

　　3.2 拱部預(yù)制

　　襯砌安裝設(shè)備拱部預(yù)制襯砌安裝設(shè)備由預(yù)制襯砌運(yùn)輸車、預(yù)制襯砌提升門(mén)吊及拱部預(yù)制襯砌安裝機(jī)組成。1)預(yù)制襯砌運(yùn)輸車：HGY50型輪胎式運(yùn)輸車為2軸運(yùn)輸車，整機(jī)采用液壓驅(qū)動(dòng)，微電控制，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速，車輛能夠以較高的車速快速行走和較低的穩(wěn)定速度移動(dòng)對(duì)位[17]。

　　2)預(yù)制襯砌安裝機(jī)：由走行結(jié)構(gòu)、門(mén)架、小車走行軌道、安裝小車、預(yù)制襯砌壓緊機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)等主要部分組成，主要實(shí)現(xiàn)拱部預(yù)制襯砌的拼裝移位頂緊[17]。

　　3)拱部預(yù)制襯砌提升門(mén)吊：主要由門(mén)架結(jié)構(gòu)、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)、電動(dòng)葫蘆、專用吊具、電器系統(tǒng)等組成;門(mén)架結(jié)構(gòu)主要由主梁、支腿、下橫梁組成;大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)包含電機(jī)、減速機(jī)、車輪組;主要實(shí)現(xiàn)在隧道內(nèi)吊運(yùn)預(yù)制襯砌，將預(yù)制襯砌從運(yùn)輸車取下并將其吊裝到側(cè)墻臺(tái)車頂升機(jī)構(gòu)上[17]。

　　4 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果

　　4.1 施工效果

　　懸臂側(cè)墻施工完成后，通過(guò)對(duì)其位置進(jìn)行測(cè)量，徑向及環(huán)向位置偏差均控制12mm之內(nèi)，滿足拼裝要求。拱部預(yù)制襯砌拼裝完成后，預(yù)制襯砌與現(xiàn)澆側(cè)墻徑向錯(cuò)臺(tái)控制在12mm之內(nèi)，拱部預(yù)制襯砌相鄰環(huán)之間徑向錯(cuò)臺(tái)控制在17mm之內(nèi)，預(yù)制襯砌環(huán)縫、縱縫間隙控制在2mm以內(nèi)，均滿足設(shè)計(jì)要求。拱部預(yù)制襯砌背后回填注漿經(jīng)過(guò)地質(zhì)雷達(dá)無(wú)損檢測(cè)后顯示背后較密實(shí)，回填注漿達(dá)到要求。

　　4.2 受力監(jiān)測(cè)分析

　　4.2.1 襯砌拱部預(yù)制拼裝結(jié)構(gòu)測(cè)點(diǎn)布置礦山法隧道采用拱部預(yù)制襯砌進(jìn)行拼裝，其結(jié)構(gòu)受力特征與傳統(tǒng)復(fù)合式襯砌有所不同，通過(guò)監(jiān)測(cè)能夠掌握預(yù)制拼裝襯砌結(jié)構(gòu)的受力特性、初期支護(hù)和二次襯砌的受力規(guī)律，為礦山法施工鐵路隧道襯砌拱部預(yù)制拼裝施工技術(shù)提供安全保障。

　　4.2.1.1 常規(guī)監(jiān)控量測(cè)測(cè)點(diǎn)布置胡家溝隧道圍巖級(jí)別為V級(jí)，開(kāi)挖工法為臺(tái)階法，每5m埋設(shè)一組監(jiān)控量測(cè)樁，拱頂下沉、周邊收斂采用徠卡TS09plus全站儀及反光膜片進(jìn)行量測(cè)，每一組監(jiān)控量測(cè)樁設(shè)拱頂沉降一個(gè)點(diǎn)，周邊收斂4個(gè)點(diǎn)。

　　4.2.1.2 試驗(yàn)段應(yīng)力監(jiān)測(cè)布置試驗(yàn)段的應(yīng)力監(jiān)測(cè)，包含圍巖與初期支護(hù)接觸壓力測(cè)試、初期支護(hù)與二次襯砌接觸壓力測(cè)試、初期支護(hù)鋼架應(yīng)力測(cè)試、初期支護(hù)噴射混凝土應(yīng)力測(cè)試、二次襯砌鋼筋應(yīng)力測(cè)試、二次襯砌混凝土應(yīng)力測(cè)試、錨桿軸力測(cè)試。選取22個(gè)監(jiān)測(cè)斷面，在每個(gè)量測(cè)斷面內(nèi)布置9個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，其中拱頂1處，襯砌接頭兩側(cè)對(duì)稱布置4處，側(cè)墻對(duì)稱布置2處，墻角對(duì)稱布置2處。

　　4.2.2 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

　　通過(guò)對(duì)典型斷面成果進(jìn)行分析，并根據(jù)試驗(yàn)段成果總結(jié)分析拱部預(yù)制拼裝結(jié)構(gòu)的受力變形規(guī)律。經(jīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)斷面的各監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)的分析，得到以下結(jié)論：

　　1)隧道施工斷面拱頂下沉和周邊收斂變化較小，最大值累計(jì)沉降值和周邊收斂值均在控制標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)，隧道初期支護(hù)能夠確保隧道結(jié)構(gòu)安全和施工安全。2)初支上的圍巖壓力基本在200kPa以下;二襯上的接觸壓力較小，大多數(shù)在60kPa以下;圍巖壓力主要集中在100kPa左右，少數(shù)較大的在200kPa;二襯與初支的接觸壓力則主要集中在20-40kPa之間。3)襯砌內(nèi)力在安裝初期增長(zhǎng)較快，一般在30-60天左右穩(wěn)定。圍巖壓力具有一定的離散性，最大內(nèi)力及最大應(yīng)力出現(xiàn)的位置都比較離散，但總體上是拱頂和拱腰居多，這兩處受力較大。

　　4.3 應(yīng)用中存在的問(wèn)題及工藝優(yōu)化

　　4.3.1 懸臂側(cè)墻鋼筋定位困難在側(cè)墻現(xiàn)澆襯砌的施工過(guò)程中及鋼筋綁扎施工中，為保證定位準(zhǔn)確，對(duì)環(huán)向鋼筋先拱墻范圍綁扎，再對(duì)拱部鋼筋進(jìn)行切割。拱部鋼筋切割后側(cè)墻鋼筋向初支側(cè)回彈，導(dǎo)致側(cè)墻鋼筋定位不到位。針對(duì)襯砌鋼筋定位困難，通過(guò)采用冷彎?rùn)C(jī)械加工成設(shè)計(jì)弧度，外層鋼筋縱向間距每隔一米設(shè)置一根環(huán)向通長(zhǎng)鋼筋作為鋼筋固定支架，懸臂側(cè)墻混凝土澆筑完成后再切除拱部通長(zhǎng)鋼筋。

　　4.3.2 懸臂側(cè)墻臺(tái)車定位精度控制難度大一方面，臺(tái)車定位精度難以達(dá)到設(shè)計(jì)要求;另一方面，在側(cè)墻灌注過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)臺(tái)車上浮、兩臂側(cè)墻左右側(cè)混凝土澆筑不平衡、混凝土重力作用導(dǎo)致模板非彈性及彈性變形等問(wèn)題。針對(duì)臺(tái)車精度控制，在襯砌模板臺(tái)車的灌注分流裝置上增設(shè)混凝土擋板，控制混凝土流向，配合人工通觀察，保證臺(tái)車兩側(cè)澆筑速度均勻?qū)ΨQ平衡。模板臺(tái)車頂端增設(shè)抗浮、抗偏移液壓油缸，在臺(tái)車定位完成后，防止襯砌臺(tái)車上浮。

　　4.3.3 側(cè)墻“L”型榫接頭施工質(zhì)量控制難度大“L”型成型精度要求高，由于模板定位精度、混凝土收縮徐變、側(cè)墻整體收斂變形等因素，會(huì)造成現(xiàn)澆側(cè)墻“L”型榫接頭施工精度不能滿足設(shè)計(jì)要求，可能導(dǎo)致拼拱部預(yù)制襯砌拼裝時(shí)接觸存在空隙。同時(shí)由于振搗、澆筑工藝過(guò)程會(huì)造成“L”型接頭存在質(zhì)量缺陷。“L”型榫接頭蓋模拆除難度大，拆模易造成接頭損傷。通過(guò)方案優(yōu)化，選用大球型90°接頭替換“L”型接頭，球形接頭較“L”型接頭較容易控制，拆模及拼裝難度降低。

　　4.3.4 拱部預(yù)制襯砌安裝精度問(wèn)題軌道安裝小車上無(wú)法對(duì)拱部預(yù)制襯砌安裝精度進(jìn)行微調(diào)定位，安裝小車在行走過(guò)程中預(yù)制襯砌會(huì)與側(cè)墻襯砌碰撞，造成預(yù)制襯砌損傷，且預(yù)制襯砌與側(cè)墻襯砌無(wú)法準(zhǔn)確對(duì)接，影響整體拼裝進(jìn)度。針對(duì)預(yù)制襯砌安裝小車，增加旋轉(zhuǎn)功能，可以在預(yù)制襯砌位置不正時(shí)進(jìn)行調(diào)整，確保安裝精度;對(duì)液壓控制系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn);同時(shí)在安裝小車增加自動(dòng)調(diào)整功能，在防碰撞監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到預(yù)制襯砌距離隧道頂部及側(cè)墻過(guò)近時(shí)，可以自動(dòng)調(diào)整位置，保證拱部預(yù)制襯砌安裝安全。

　　5 結(jié)論和建議

　　新型裝配式襯砌施工技術(shù)在重慶鐵路樞紐東環(huán)線胡家溝隧道的成功應(yīng)用，驗(yàn)證了該技術(shù)在礦山法隧道施工的可行性，豐富了礦山法隧道的施工方式，也為其它類隧道施工提供了經(jīng)驗(yàn)。結(jié)合本項(xiàng)目的應(yīng)用情況，得出以下結(jié)論及建議。1)新型裝配式襯砌采用工廠化、標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制拱部襯砌替代拱部現(xiàn)澆襯砌，有效的解決了傳統(tǒng)模筑法襯砌拱部易出現(xiàn)的襯砌厚度不足、脫空、強(qiáng)度不足、裂紋、掉塊等施工質(zhì)量隱患問(wèn)題。2)新型裝配式襯砌采用“L”型及大球形的接頭類型，通過(guò)對(duì)比，大球形接頭較“L”型接頭更易控制施工質(zhì)量，更易于拼裝。通過(guò)采用拱部預(yù)制襯砌高精度定制鋼模、高精度懸臂模板臺(tái)車、懸臂側(cè)墻在混凝土澆筑過(guò)程中二次精調(diào)等關(guān)鍵技術(shù)，保證了接頭施工精度滿足拼裝要求。3)新型裝配式襯砌施工技術(shù)機(jī)械化程度高，施工過(guò)程中結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠，安全性比較高。

　　4)通過(guò)分析隧道拱部預(yù)制拼裝結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，該結(jié)構(gòu)內(nèi)力變形和受力均在可控范圍內(nèi)。5)作為礦山法新型拱部預(yù)制襯砌拼裝施工的首次試驗(yàn)，具有拼裝施工里程短，預(yù)制襯砌與現(xiàn)澆側(cè)墻拼裝難度大，拼裝速度慢等技術(shù)問(wèn)題，同時(shí)也存在拼裝設(shè)備、預(yù)制襯砌等成本較高問(wèn)題。由于工藝未大面積推廣，研究樣本較少，工人熟練程度不足等影響，未達(dá)到預(yù)期經(jīng)濟(jì)效益，后期還需要大量案例進(jìn)行驗(yàn)證。6)通過(guò)在新型裝配式襯砌施工過(guò)程不斷對(duì)懸臂側(cè)墻鋼筋定位困難、懸臂側(cè)墻臺(tái)車定位精度控制難度大等問(wèn)題進(jìn)行優(yōu)化完善，新型裝配式襯砌技術(shù)具備技術(shù)可行性，將廣泛應(yīng)用于采用礦山法施工的隧道及地下工程中。

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　　作者：何泉 1，陳真 1,*，楊義 2，齊如見(jiàn) 1，劉盛 1，房玉中 1

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