二衬施工工艺设计创新总结

二衬施工技术创新综述 为了进一步提高科技创新，针对目前二衬施工常见的质量问题，我工区结合工程实际情况，适时开展了二衬施工技术创新活动。现将各施工工序的技术创新活动总结如下:针对二衬施工，我工区开展了二衬混凝土自动喷涂养护系统、衬砌台车脱模剂喷涂装置、衬砌台车辅助振捣装置(附着式振捣器)、二衬混凝土拱顶防空洞装置、二衬拱顶防裂装置五项科技创新工程。1.二次衬砌混凝土自动喷雾养护系统 开裂、强度不足等拱部混凝土常见的质量缺陷，与二次衬砌混凝土养护不到位有直接关系。目前隧道二次衬砌施工中的混凝土养护很少，而且多是表面的、形式上的，没有开展真正的混凝土养护工作。本课题研究的主要目的是实现二次衬砌混凝土的真正养护工作，该系统应简单、实用、独立于人工和自动化。隧道衬砌养护的方法是用二衬混凝土自动喷洒养护系统喷出的雾状水喷洒隧道混凝土表面。喷出的水雾均匀，可达到全天候、全湿固化质量标准，固化效果显著。同时，喷淋系统实现了从供水到养护全过程的自动控制，大大降低了劳动强度，同时消除了人为因素造成的养护不充分的问题，提高了生产效率和养护质量。它具有成本低、安装维护方便、节约用水等显著优点。创新目的 目前，最方便、最常用的混凝土养护方法是人工洒水。由于操作人员质量意识和工作态度的影响，经常出现某些区域漏养护、养护时间不足、养护方法不正确等问题。而且隧道衬砌向内倾斜形成弧形，传统的覆盖养护方式无法使用，使得喷出的水挥发非常快，容易导致混凝土表面出现裂缝，强度不足，形成“通病”。为了满足质量要求和现场施工要求，从草坪养护洒水系统中得到启发，经过前期调研，从开发到投入使用，经过多次试验，不断总结，最终形成了二次衬砌混凝土自动洒水养护系统。部件组成和结构 二衬混凝土自动喷雾养护系统由输水管道、增压泵、50PVC主养护水管、吊挂系统、控制箱等组成。输水管道由孔内高压水管的支管引出，通过软管与二衬台车的养护供水管(50 钢管)连接；增压泵安装在二衬台车上，并与台车维护供水管连接；主维修水管采用 50PVC 管，建议长度不超过 60m(5 组二次衬砌，太长容易造成水压不足)。沿隧道纵向每隔 20cm 设置一个“针眼”出水口，出水口可沿隧道纵向成一定角度设置(相邻眼孔的角度前后错开)，以减少水对二次衬砌的影响。主维修水管与小车供水管连接，连接时设置定位卡，防止主维修水管转动造成出水。悬挂系统可自制或购买，间距 34m，用于悬挂主要维修水管。悬挂系统可以设置滑轮，方便主维修水管拖动。控制箱由配电系统和时间节点控制器组成，用于控制维修时间；主维修水管主要靠小车牵引，即小车前移一组，主维修水管前移一组，悬挂系统仍需人工安装。技术特征 固化时间固定，频率可自行设定，固化效果好。系统部件易于采购、安装和维护，成本低。社会效益分析 该系统不仅大大提高了生产效率，而且保证了混凝土的养护工作。混凝土养护期间，保持混凝土表面湿润，保证混凝土强度。同时混凝土早期强度上升较快，对提高混凝土早期强度，防止混凝土收缩裂缝有显著效果。同时，定时洒水也对洞内降尘起到一定的作用。不足之处和下一步研究(改进)的方向 缺点:该系统喷水范围有一定的局限性，而且是细条，不能保证所有混凝土表面都处于湿润状态。同时，由于不能将所有水柱雾化，水压要求高，浪费水，维护范围内很难兼顾文明施工。下一步的研究(改进)方向:采用雾化喷嘴解决洒水的局限性，同时达到节水的目的。悬挂系统进行了改造，以方便快速安装。整体固化效果侧壁固化效果 2.衬砌台车脱模剂喷涂装置 为了简单、均匀地将脱模剂涂覆在台车表面，在台车前端的钢筋上安装一个圆周喷涂装置，通过台车前进时与海绵之间的摩擦和挤压，将脱模剂均匀地涂覆在台车模板表面。由于底模和顶模之间的铰链弧度在脱模状态下会发生变化，所以在台车和侧模下端的铰链处用软管代替无缝钢管来满足使用要求。周向喷洒装置的下角要固定，避免周向变形，影响使用效果。部件组成和结构(1)用 50*2.5 的无缝钢管做成环形，脱模后与小车横截面外45mm 重合。在距管壁 100 毫米的圆周距离上分布有漏油孔，在无缝钢管的外面包裹一层 50 毫米厚的海绵。海绵通过管壁上的漏油孔充分吸收脱模剂，达到喷涂均匀、不漏喷、节省脱模剂的效果。(2)顶部有喷油孔，与油管连接；(3)在周喷装置的上部系上绳子，便于移动到下一组使用位置；(4)将环喷装置安装在台车前端的绑扎钢筋上，向无缝钢管内泵油，推动台车移动到下一个衬砌位置；(5)将圆周涂油装置从钢棒上分离。用绳子走到下一组。技术特征 该装置极大地改善了以往脱模剂喷洒不均匀、渗漏和浪费的问题，并能进一步提高混凝土表面的平整度和二次衬砌混凝土的外观质量。在施工过程中，这一过程可以简单、方便、快捷地完成。经济和效率分析 使用该装置可有效提高劳动效率，改善混凝土外观质量，提高混凝土平整度，节约脱模剂。不足之处和下一步研究(改进)的方向 缺点:使用过程比较麻烦。下一步研究(改进)方向:简单，易用，自动化。3.衬砌台车辅助振动装置(附着式振动器)二衬混凝土主要采用插入式振捣。但由于人为因素，个别位置的振动往往不够，振动时间不够。同时，考虑到三仓以上位置无法用插入式振捣器振捣等原因，本工程二衬施工中在台车上增加了辅助振捣装置，即附着式平板振动器。振动器体积小(10KG)，激振频率高(48HZ)，激振力大(92KN)，振幅小(2.2mm)，辐射范围大(1.0m)，能充分振动混凝土，增加混凝土流动性，使混凝土更加密实，充分排出混凝土中的气泡，提高混凝土外观质量。部件组成和结构(1)图中显示了 28 块平板振动器的位置，振动器周围进行了加固处理。加固材料为 I16 工字钢。(2)振动器为 ZF110-150(功率 1.1kw，频率 50Hz)，振动器连接大顶模大边模大边模小顶模隧道中线小边模小边模板为 250mm185mm(孔距 164mm140mm，412 孔，根据实际振动器配孔)。(3)各部分的振捣时间。二次衬砌混凝土振捣参数表 位置 插入式振动器 附着平板振动器 评论 振动频率(次数)单次夯实时间(秒)频率(次数)单次夯实时间(秒)1 仓 20 1520 一个 15 2 仓 24 1520 一个 20 3 仓库 20 1520 一个 30 跳跃 0 0 一个 10 技术特征 体积小重量轻，可采用快速装卸结构，节省人力物力。同时，每层楼的振动器(奇数或偶数)可由一个开关串联控制，所有振动器控制开关集成在一个开关盒中进行控制，操作方便。根据现场实际情况，可分段、分区域进行振捣，进一步改善混凝土性能，提高二次衬砌混凝土外观质量。经济和效率分析 操作简单，可大大节省人力，不受空间限制，并能保证振动质量。不足之处和下一步研究(改进)的方向 缺点:振捣时间要根据现场实际情况和混凝土的性能综合判断，要求较高。下一步研究(改进)方向:振动频率和时间的自动测定。4.双排混凝土拱顶掩蔽装置 以往二衬混凝土拱顶浇筑过程中采用人工验模，不确定因素多，往往造成衬砌混凝土拱度不密实，拱顶空鼓，后期灌浆费时、费力、费钱。为了减少二次衬砌混凝土拱部的空洞问题，防止人为因素造成的不完全浇筑，本工程采用科学的方法，通过技术手段确定混凝土是否完全浇筑。组件和工作原理 电源线采用漆包线，接触器采用两片独立的镀锌铁皮，报警灯采用 36v 低压灯泡。工作原理:当拱型混凝土挤压固定在防水板上的接触器时，接触器的两片分离的铁片粘合形成回路，接通电源，报警灯亮起，证明拱型混凝土已基本填满(注:接触器可采用多种形式，可直接购买成品，原理相同)。然后通过人工看模确定再次泵送多少混凝土来确定停浇时间。安装正面示意图 安装计划示意图 电路图 技术特征 安装方便，价格低廉，精度高，可靠性高于人工检查，能有效防止拱部混凝土不密实的现象。经济和效率分析 可以大大减轻后期空腔灌浆和后期质量缺陷处理带来的成本压力。不足之处和下一步研究(改进)的方向 缺点:还是需要人工观察。下一步研究(改进)方向:增加压力传感器，自动判断是否密实。5.二衬拱顶防顶裂装置 在衬砌混凝土施工过程中，由于混凝土的浮力，台车搭接处的已完成节段混凝土拱部经常开裂，形成孤岛，存在质量隐患。为有效避免衬砌台车浇筑混凝土时已完成衬砌的顶部开裂，本工程在衬砌台车上增加两个千斤顶进行倒顶，可有效避免这一通病。组件和工作原理 机械千斤顶(10t)设置在拱顶左右两侧，衬砌台车搭接处 1.5m处。千斤顶底部位于小车大梁上，上部加木板或方木，增加接触面积。台车定位后，千斤顶将顶在已完成的衬砌上，以防止拱搭接头的衬砌开裂。左杰克，右杰克 技术特征 安装方便，可有效减少或杜绝二衬拱部顶部裂缝。经济和效率分析 可以大大减少后期质量缺陷处理带来的成本压力。不足之处和下一步研究(改进)的方向 缺点:需要手动安装。下一步研究(改进)方向:台车就是用这个液压装置设计的。