简易支撑体系在隧道二次衬砌施工技术控制.doc

简易支撑体系在隧道二次衬砌施工技术控制摘要：本文以重庆市轨道交通三号线工贸站及相邻区间工程为例，简要探讨同一个工程面对断面形式多、短的隧道，在隧道施工应用有工字钢组成的简易支撑系统与定型模板组成的模板体系，在保证隧道二次衬砌施工质量的同时加大材料的利用率，降低施工成本。关键词：定型模板、分析、施工控制中图分类号： 文献标识码：1、 前言因城市地铁及轻轨功能的不同，一个车站往往设计断面多种多样，若采用全自动液压台车，造价昂贵。重庆市轨道交通三号线工贸站及相邻区间工程有工贸站及区间隧道组成，其中工贸站有工贸站暗挖隧道、出入口、通道组成，开挖拱形断面达12种之多，本文就以本工程为例利用型钢简易台架与定型模板组合的二次模板体系，因定型模板及型钢可多次利用，故可以降低施工成本及达到二次衬砌砼施工效果。2、 模板体系组成2.1 模板因断面形式多样，为保证模板可多次重复利用，该工程选用150020055及75020055两种定型模板，采用错缝拼接形成拱形隧道模板体系。根据隧道二次衬砌断面内弧长，确定每圈的模板数量，为了保证模板拼接牢靠，模板拼装时由隧道一侧底部沿顺时针或者逆时针向另一侧拼装，模板与模板的连接处采用海绵双面胶使模板拼缝密实，防止漏浆造成二次完成面效果不佳。同时模板与模板之间利用U型扣可靠连接。当隧道有较大坡度时应有底部向上部浇筑，这样就可以利用下部浇筑完成的抵消部分下滑力，以稳固模板体系，每次浇筑长度6mm为宜。2.2 支撑体系重庆市轨道交通三号线工贸站及相邻区间工程活塞风井隧道开挖断面92.7m2，二次衬砌厚度65cm，通过计算确定采用I18工字钢0.9m间距，做为拱形模板支撑体系。（计算思路详见下节）拱脚利用I18工字钢做为横向支撑将整个拱架体系形成封闭体系，中部按照间距1m架设横向支撑，纵向采用I18工字钢相连，详见下图1模板体系图。图1 模板体系图I18工字钢之间利用螺栓通过预先焊接的连接板相连，提高施工进度控制，同时模板与工字钢之间利用L型拉钩连接。3 模板体系结构设计3.1 因模板系统结构复杂，在其工作期间受到的荷载种类多，如板面自重、衬砌混凝土荷载、允许超挖部分回填荷载、振捣荷载、混凝土入模板冲击力荷载等等，因此在利用传统的计算方法复杂，随着有限元技术的不断进步，模拟分析技术越发成熟，该工程模板体系采用有限元分析原理，把模板体系按照梁壳模型，模板采用Shell9壳单元,工字钢采用Beam189单元。3.2 荷载的施加和荷载分析简易模板体系计算荷载时主要考虑模板台车工作时的混凝土压力、模板自重及振捣荷载等。其他混凝土入模冲击力、流体静压力等组成与其相比影响很小，可忽略不计。在混凝土未产生初凝的情况下，台车模板所承受的荷载可以按照流体静压力计算，计算公式如下：P=Xh其中X为钢筋混凝土比重，取2500Kg/m3;混凝土计算灌注高度h分为以下三种工况：1）、灌注模板中下部混凝土时的荷载包括：浇筑混凝土时混凝土产生的横向水平力及向上的浮力。2）、灌注中部混凝土时的荷载：当灌注中部混凝土时，新浇筑的混凝土对模板的压力为流体静压力，有横向水平力及向上的浮力；此阶段第一阶段浇筑的混凝土刚初凝，不考虑上一阶段混凝土产生的静压力，同时也不考虑该部分对下部模板的支撑约束作用。3）、灌注拱部时荷载：当混凝土浇筑高度达到模板顶部高度时，考虑新浇筑混凝土对模板的流体静压力，有横向水平力和向下的压力组成；此时第一阶段灌注的混凝土已完成终凝，已具备了支撑体系荷载的强度。第二阶段浇筑的混凝土刚初凝，不考虑上第二阶段混凝土产生的静压力，同时也不考虑该部分对下部模板的支撑约束作用。通过以上三种工况分析，找出主不利弯矩、剪力组合，以此确定出型钢的型号、间距。3、 结论本文设计的模板体系不仅能保证混凝凝土浇筑成型的质量，而且在拥有多个断面同一个工程中加大了模板周转，提供材料的利用率，同液压式定型台车相比大大减低了工程成本。该方法尤其对于小段面、断面形式多、短隧道更显示出其优越性。但在施工过程中应注重一下几方面：1)、浇筑时应保证两侧同时浇筑，两侧的浇筑高差不大于50cm。2）、在浇筑过程中，为保证浇筑的安全性，浇筑混凝土的速度应予以控制，避免一次浇筑过高造成模板变形。3）、定型模板应错缝相接，并利用海绵双面胶将模板接缝处密封，以保证浇筑完成后的效果。参考文献：1:彭卫平，王佳.彭水电站引水隧道定型模板设计与施工J.建筑技术.2006年8月.