09 复合式衬砌结构设计
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施工技术交底书新建云桂铁路(云南段)项目经理部Ⅲ标一分部隧道二次衬砌技术交底书DK418+730~DK418+723、DK418+440~DK418+460(Ⅳ级B型复合式衬砌)编制:审核:中交四航局云桂铁路云南段项目经理部一分部目录一、适用范围及作用............................................................................................................ - 1 -二、施工工艺 ...................................................................................................................... - 1 -1、施工顺序 ................................................................................................................. - 1 -2、工艺流程 ................................................................................................................. - 2 -3、仰拱超前施工 .......................................................................................................... - 3 - (三)洞身衬砌施工............................................................................................................ - 3 -1、施工准备 ................................................................................................................. - 4 -2、施工方法 ................................................................................................................. - 5 -3、钢筋加工及安装....................................................................................................... - 6 -4、混凝土运输组织....................................................................................................... - 8 -5、混凝土施工.............................................................................................................. - 8 -1)、混凝土生产、运输、浇筑、养护、拆模........................................................... - 8 - (四)、质量检验与控制......................................................................................................- 12 - (五)、主要机械设备配置 ..................................................................................................- 13 - (六)、劳动组织 ................................................................................................................- 13 - (七)、质量保证措施.........................................................................................................- 13 -隧道二次衬砌技术交底书一、适用范围及作用适应范围:本交底适用于高坡隧道(出口)DK418+730~DK418+723(7m)、DK418+440~DK418+460(20m)Ⅳ级B型复合式衬砌二次衬砌施工,设计采用C35钢筋砼,仰拱砼厚度55cm,拱墙砼厚度45cm,主筋采用Φ18mm,水平分布筋采用φ10mm,箍筋采用φ6mm(后附衬砌钢筋加工图)。
论隧道复合衬砌施工技术复合式衬砌采用先后两次支护,对衬砌受力非常有利,而且表面光洁平整,有利于隧道通风和防水,并保护外层支护,使喷层内钢筋网和锚杆端部免于锈蚀。
目前复合衬砌施工技术已广泛应用于隧道施工,本文对复合式衬砌技术进行概述,并对其主要施工技术进行分析。
标签隧道;复合式衬砌;施工要点一、复合式衬砌(一)复合式衬砌复合式衬砌指的是分内外两层先后施作的隧道衬砌。
在坑道开挖后,先及时施作与围岩密贴的外层柔性支护(一般为喷锚支护),也称初期支护,容许围岩产生一定的变形,而又不致于造成松动压力的过度变形。
待围岩变形基本稳定以后再施作内层衬砌(一般是模筑的),也称二次支护。
两层衬砌之间,根据需要设置防水层,也可灌筑防水混凝土内层衬砌而不做防水层。
(二)复合式衬砌的复合方式复合式衬砌的外、内层复合方式有以下几种:喷锚支护和混凝土衬砌;喷锚支护和喷射混凝土衬砌;可缩式钢拱喷射混凝土支护和模筑或喷射混凝土衬砌,以及装配式衬砌(管片)和模筑混凝土衬砌等。
最通用的是外层采用喷锚支护或轻型管片,内层采用整体式模筑混凝土衬砌。
两层衬砌间的防水层,可采用喷涂乳化沥青等防水胶剂,或采用厚度不等的软聚氯乙烯薄膜、聚异丁烯片、聚乙烯片等防水卷材,并固定在支护上。
为保证防水卷材施工接缝的质量,一般需要用热气焊接或电阻焊接,亦可用适当溶剂作溶解拼接。
(三)二次衬砌的作用既然喷射混凝土具有一定粘结力和抗剪强度,能充填裂隙,加固围岩,抑制其变形发展,与围岩紧密粘结共同工作,提高围岩稳定性,但是对于复合衬砌的公路隧道,模注混凝土二次衬砌仍是十分必要的辅助支护。
这是因为:(1)喷射混凝土层改善了衬砌的受力条件,降低衬砌的变形,可承受部分围岩传递的轴向压力及少量拉应力,当隧道通过落差小的断层(否则选线避开),大倾角地层,外侧山体覆盖较薄,线路与洞口地形等高线斜交,以及软弱围岩,此时作用在衬砌上的荷载比一般隧道要大,二次衬砌可承受部分荷载,并与围岩、锚喷混凝土共同工作。
复合式衬砌的组成一、什么是复合式衬砌复合式衬砌是一种由不同材料组合而成的衬砌结构,常用于耐高温、耐磨损等工业设备中。
它具有优秀的耐火性能和机械性能,能够抵御各种极端工作条件的侵蚀和磨损。
二、复合式衬砌的组成复合式衬砌通常由以下几个部分组成:1. 基础材料基础材料是复合式衬砌的主要组成部分,它们提供整体结构的稳定性和可靠性。
常见的基础材料包括陶瓷基体、金属基体和陶瓷纤维等。
这些材料具有良好的耐火性能和机械性能,能够承受高温和压力的作用。
2. 衬层材料衬层材料是复合式衬砌的主要工作层,它们直接接触到工作环境,并起到保护基础材料的作用。
根据不同的工作条件,衬层材料可以选择不同的材料,如耐酸陶瓷、耐碱陶瓷、耐磨陶瓷、耐渣陶瓷等。
这些材料具有优异的抗腐蚀和耐磨损性能,能够有效延长设备的使用寿命。
3. 粘结剂粘结剂是复合式衬砌中起到粘合作用的材料,它将基础材料和衬层材料牢固地粘接在一起。
常见的粘结剂有硅酸盐、水泥、树脂等。
选择合适的粘结剂对于提高复合式衬砌的稳定性和密封性至关重要。
4. 基础层基础层是复合式衬砌的底层,它用于承受设备的重量和外力作用,并提供稳定的基础支撑。
基础层通常由耐火砖、耐火浇注料等材料构成,其强度和稳定性能够满足设备的要求。
三、复合式衬砌的制作工艺复合式衬砌的制作工艺主要包括以下几个步骤:1. 原材料准备根据需要选择合适的基础材料、衬层材料和粘结剂,并进行相应的加工和制备。
确保原材料的质量和性能符合要求。
2. 模具制作根据设备的形状和尺寸,制作相应的模具。
模具的设计和制作需要考虑到衬砌结构的复杂性和精确性。
3. 材料浇注将基础材料、衬层材料和粘结剂按照一定的比例混合均匀,并在模具中进行浇注。
确保材料的密实性和均匀性。
4. 固化和烘干根据不同的材料和粘结剂,进行相应的固化和烘干工艺。
这可以使衬砌结构达到设计要求的强度和稳定性。
5. 完工处理完成衬砌结构的制作后,进行相应的表面处理和检验工作。
复合式衬砌施工1、施工工艺及技术要求隧道衬砌要遵循“仰拱超前、墙拱整体衬砌”的原则,初期支护完成后,为有效地控制其变形,仰拱尽量紧跟开挖面施工,仰拱填充采用栈桥平台以解决洞内运输问题,并进行全幅一次性施工。
仰拱施作完成后,利用多功能作业平台人工铺设防水板,绑扎钢筋后,采用液压整体式衬砌台车进行二次衬砌,采用拱墙一次性整体灌注施工。
混凝土在洞外采用拌和站集中拌和,混凝土搅拌运输车运至洞内,混凝土输送泵泵送入模。
2、衬砌模板模板衬砌台车按照隧道内净空尺寸进行设计与制造,钢结构及钢模必须具有足够的强度、刚度和稳定性。
衬砌台车经施工单位会同监理单位验收合格后方可投入使用。
模板台车长度宜为9~12m,工点设计应根据沉降缝、预留洞室和预埋管线位置综合确定(四道河2#隧道进出口台车长10.5米,其余均9米长)。
模板台车侧壁作业窗宜分层布置,层高不宜大于1.5m,每层宜设置4~5个窗口,其净空不宜小于45cm×45cm。
拱顶部位应预留2~4个注浆孔。
模板安装必须稳固牢靠,接缝严密,不得漏浆。
模板台车的走行轨Ⅱ、Ⅲ级围岩段,宜设在底板(25cm厚的C30钢筋混凝土)面上,Ⅳ~Ⅴ级围岩段,宜铺设在填充混凝土面上。
模板表面要光滑,与混凝土的接触面必须清理干净并涂刷隔离剂。
模板的安装允许偏差和检验方法见表1。
表1 模板安装允许偏差和检验方法3、衬砌钢筋钢筋加工弯制前应调直,并将表面油渍、水泥浆和浮皮铁锈等均应清除干净;加工后的钢筋表面不应有削弱钢筋截面的伤痕;利用冷拉方法矫直伸长率:Ⅰ级钢筋不得超过2%,Ⅱ级钢筋不得超过1%。
⑴钢筋的加工应符合设计要求,其允许偏差和检验方法符合表2规定。
表2 钢筋加工允许偏差和检验方法⑵钢筋安装及保护层厚度允许偏差和检验方法应符合表3规定。
表3 钢筋安装及保护层厚度允许偏差(mm)和检验方法⑶钢筋接头应设置在承受应力较小处,并应分散布置。
配制在“同一截面”内受力钢筋接头的截面面积,占受力钢筋总截面面积的百分率,应符合设计要求。
公路隧道复合式衬砌设计公路隧道复合式衬砌是一种常见的隧道支护结构,它由内部钢筋混凝土结构和外部钢筋格栅结构组成,配合使用可以支撑隧道的稳定性和安全性。
本文将从设计原则、材料选择、模型分析等方面阐述复合式衬砌的设计。
一、设计原则公路隧道复合式衬砌的设计应遵循以下原则:1.保证结构安全:设计应符合国家标准和规范,满足强度、刚度、稳定性等方面的要求,保证隧道结构的安全和稳定。
2.提高使用寿命:选择合适的材料和结构形式,能够提高复合式衬砌的使用寿命,减少维护和修理成本。
3.适应地质条件:不同地质条件下,应选择不同的复合式衬砌结构,确保隧道的安全和稳定。
4.注重环保:在设计过程中,应考虑到环保要求,选择环保材料,在施工过程中控制污染。
二、材料选择1.内部钢筋混凝土结构内部钢筋混凝土结构是复合式衬砌的主要支撑结构,需具有强度高、韧性好等特点。
钢筋混凝土的强度等级应根据隧道设计要求和地质条件确定。
钢筋应选用高强度钢筋或预应力钢筋,以提高结构的承载能力。
2.外部钢筋格栅结构外部钢筋格栅结构是复合式衬砌的辅助支撑结构,有助于增强整体结构的安全性和稳定性。
栅架应选用高强度钢材,抗拉强度不低于600MPa,栅架网孔应当小于内部钢筋混凝土结构每块砖头的尺寸,并根据隧道设计要求设置栅架的排布及数量。
3.砖石料砖石料是构成复合式衬砌的重要组成部分,其强度和形状应符合设计要求,应选取具有抗压强度高、耐久性好、吸湿性小、隔音性能好、能满足隧道使用要求的砖石料。
三、模型分析为了验证复合式衬砌的稳定性和安全性,需要进行模型分析。
模型分析的目的是确定内部钢筋混凝土结构和外部钢筋格栅结构的尺寸、布局和数量,并计算出各个部位的应力、变形等参数。
模型分析应考虑以下因素:1.内部钢筋混凝土结构:结构布局、块石尺寸、钢筋材料和尺寸、混凝土等级等。
2.外部钢筋格栅结构:结构布局、栅架网孔和尺寸、钢材材质和数量等。
3.隧道地质条件:地质构造、岩性特征、地应力等。
复合式衬砌基本含义复合式衬砌指的是分内外两层先后施作的隧道衬砌。
在坑道开挖后,先及时施作与围岩密贴的外层柔性支护(一般为喷锚支护),也称初期支护,容许围岩产生一定的变形,而又不致于造成松动压力的过度变形。
待围岩变形基本稳定以后再施作内层衬砌(一般是模筑的),也称二次支护。
两层衬砌之间,根据需要设置防水层,也可灌筑防水混凝土内层衬砌而不做防水层。
复合方式复合式衬砌的外、内层复合方式有以下几种:喷锚支护和混凝土衬砌;喷锚支护和喷射混凝土衬砌;可缩式钢拱喷射混凝土支护和模筑或喷射混凝土衬砌,以及装配式衬砌(管片)和模筑混凝土衬砌等。
最通用的是外层采用喷锚支护或轻型管片,内层采用整体式模筑混凝土衬砌。
复合式衬砌防水层两层衬砌间的防水层,可采用喷涂乳化沥青等防水胶剂,或采用厚度不等的软聚氯乙烯薄膜、聚异丁烯片、聚乙烯片等防水卷材,并固定在支护上。
为保证防水卷材施工接缝的质量,一般需要用热气焊接或电阻焊接,亦可用适当溶剂作溶解拼接。
施工复合式衬砌施工中的一个重要环节是喷涂或粘贴防水层,要求做到与初期支护相密贴,故在防水层施工前需要对初期支护的表面进行适当处理,使其平整圆顺,无较大渗水。
初次支护的施工方法和要求,与一般喷锚支护或装配式衬砌的相同。
内层模筑衬砌多采用模板台车和混凝土泵进行连续灌筑。
设计复合式衬砌中,外层支护与围岩形成统一的受力整体,共同承担因开挖坑道所产生的围岩释放应力。
由于影响共同作用的因素很多,如围岩状态、支护施作时间、衬砌刚度和施工方法等,有些因素事先又无法预测,故分析计算只能作为设计时参考,必须根据施工过程的量测结果予以修正。
内层衬砌主要为了防水、防风化、内部装饰和增加安全度,其厚度按施工要求而定,一般不超过40厘米。
有时不易做到待初期支护变形完全稳定后再施作内层衬砌。
例如当松软围岩流变引起的延滞变形历时很长时,这时内层衬砌所承受的荷载主要是由于围岩延滞变形产生的形变压力;以及因部分锚杆腐蚀失效,或涌水降低了围岩物理力学参数所引起的附加岩土压力。