TBM边顶拱施工方法

TBM边顶拱施工方法边顶拱衬砌滞后底拱衬砌施工，采用液压钢模衬砌台车。台车设计为支撑结构与模板可快速分离与组合，一台支撑台架配置3套钢模板。本标段共配置两台支撑台架，6套钢模板。衬砌作业采用两套刚模板组合的方式进行，一次浇筑长度20m。衬砌台车设计为可变断面形式，通过增加辅助模板，能适应不同断面的衬砌要求。边顶拱衬砌台车结构示意见附图5-8-2。1、钢模衬砌台车结构设计1.1钢模衬砌台车组成钢模台车拟采用16个相互之间有机联系的子系统：模板本体；4套电机减速器；走行装置；混凝土浇注浮力式搅拌系统；清洁系统；配管系统；横向移动系统；液压系统；升降系统；自控系统；各种振捣系统；混凝土振捣自动调节系统；模板液压调节系统；过压保护系统；混凝土成型检测系统；自动定位系统。1.2衬砌台车的特殊配置(1)全自动配管系统通过严格的分配器准时快捷的把混凝土送到指定的地方，保证模板台车两边高差不超过0.2m。(2)全自动清洁系统由液压油缸或电机带动清理皮带，在皮带上附着脱模剂喷头，从前到后清理脱模剂完毕约需10分钟。(3)全自动振捣系统在每个窗处悬浮振捣器浮子，使混凝土各处都均匀振捣。(4)注浆过压保护系统当注浆压力超过设定压力时，混凝土自动倒流回来，有效保护了模板的变形,并使注浆不产生错台，混凝土密实。具备施工效率高、质量优良、安全性能高、设备拆卸运输方便等特点。1.3台车组装衬砌台车组装在TBM拆卸洞进行，完全满足台车组装需求。为使衬砌台车在组装工作中安全、可靠、顺利、快捷，确保施工的需要，避免衬砌台车组装时与施工相互干扰，零部件、结构件前后顺序颠倒，组装施工流程见图1-1。图1-1衬砌台车组装流程图2、衬砌组织衬砌区段总长16223m，边顶拱衬砌采用2台衬砌台车配置6套模板的形式。两套模板组合施工，一次衬砌长度20m。台车内部支撑架可快速与模板分离和组合，在浇筑完成后，模板自有支撑机构支撑完成，即可将台车框架与模板分离，进行下一组模板的安装和支模。施工组织采用跳打施工，实现连续作业。衬砌施工流程图见图1-2。3、施工步骤3.1衬砌混凝土施工条件二次衬砌的施作时间满足下列条件：（1）各测试项目所显示的位移率明显减缓并已基本稳定。（2）已产生的各项位移已达预计位移量的80%-90%。（3）周边位移率小于0.2mm/d，或拱顶下沉速率小于0.1mm/d3.2混凝土材料水泥：混凝土的水泥应遵守GB175-27的有关规定，泵送混凝土应遵守JGJ/T10-1995的有关规定。骨料：混凝土的骨料应遵守DL/T5144-21第5.2节规定，泵送混凝土应遵守JGJ/T10-1995的有关规定。绑扎钢筋图绑扎钢筋图1-2衬砌施工流程图水：混凝土浇筑用水应遵守JGJ63-26的规定。掺合料：混凝土掺合料应遵守DL/T5144-21第5.3节规定，泵送混凝土应遵守JGJ/T10-1995的有关规定。外加剂：混凝土外加剂应遵守DL/T5144-21第5.4节规定，泵送混凝土应遵守JGJ/T10-1995的有关规定。纤维素纤维：纤维素纤维外观为白色片状，色泽应均匀，表面无污染，纤维素纤维的单纤维物理力学性能应符合下表规定。表1-1纤维素纤维单纤维性能指标项目性能指标断裂强度/MPa>6初始模量/GPa>7断裂伸长率/%5~20耐碱性（极限拉力保持率）/%>903.3混凝土配合比的选定混凝土配合比选定遵循《混凝土添加剂》DL/T5144-21第6章的有关规定，满足本合同技术条款和施工图纸的要求。本工程采用的砾料、砂料均为具潜在危害性反应的活性骨料，混凝土材料选择遵循GB/T50733-2011规定，控制混凝土总碱含量，有效抑制骨料碱活性。部分洞段地下水对混凝土具有硫酸盐型和重碳酸型腐蚀性，对混凝土钢筋具有中等腐蚀性，配合比设计时应采取必要措施。施工过程中根据不同洞段地下水测试结果，采用相应的混凝土配合比。（1）配合比的试配强度混凝土的配合比由试验室至少提前一个月作试配。为保证满足强度保证率的需要，混凝土试配强度必须超过设计要求的强度标准值，其超出的数值应根据混凝土强度标准差而定。（2）计算水灰比低水灰比是高性能混凝土的配置特点之一，它关系到能够保证混凝土的密实度，防止含腐蚀性气体渗入，从而达到耐久性。混凝土强度仍与水胶比及使用的水泥强度成线性关系，只因掺加的活性掺合料改善了胶凝材料的级配，混凝土内密实，胶结强度提高。（3）计算单位用水量在和易性允许的情况下，混凝土的单位用水量应尽可能小。混凝土的坍落度按混凝土不同等级及灌注的部位取值，模筑衬砌混凝土坍落度取140-160mm。（4）配合比水泥：粉煤灰：砂：石=C：F：S：G水：水泥+粉煤灰）=W/（C+F）根据设计要求和现场原材料的情况，由试验室配制三个不同水胶比进行正交试验，得到工程师确认后择优选用。（5）试配混凝土时，作如下项目试验塌落度、含气量、初终凝时间、泌水量、容重、抗压强度、抗拉强度、弹性模量、泊松比等。3.4衬砌配筋的材质、加工和安装（1）钢筋的材质钢筋混凝土衬砌所用钢筋必须符合热轧钢筋的主要性能要求。每批钢筋均附有产品质量证明书以及出厂检验单，入场前必须经试验室检验合格，不得使用冷拉钢筋。(2)钢筋的加工和安装钢筋的表面应洁净无损伤，油漆污染和铁锈提前清除干净，带有颗粒状或片状老锈的钢筋不得使用。钢筋应平直，无局部弯折，钢筋的调直遵守以下规定：采取方法调直钢筋时，1级钢筋的冷拉率不大于2%;II、III级钢筋的冷拉率不大于1%。冷拉低碳钢丝在调直机上调直后，钢筋中心线同直线的偏差不应超过其全长的1%,不得有死弯，其表面不得有明显擦伤，抗拉强度不得低于图纸的要求。钢筋加工的尺寸应符合施工图纸的要求，加工后钢筋的允许偏差不得超过表5-8-3规定的数值。钢筋的端头、接头及弯钩弯折加工应符合DL/T5169-22的5.2、5.3节规定。钢筋接头采用机械连接，机械接头需符合施工图纸要求及DL/T5169-22中第条和第6.2节的相关规定。当采用其它形式的接头时，接头的一般要求、技术要求、质量要求等应按DL/T5169-22中第六章的相关规定，以及施工图纸的要求执行。钢筋的安装按DL/T5169-22中第七章的相关规定，以及施工图纸的要求执行。表3-1钢筋加工的允许偏差项次偏差名称允许偏差1受力钢筋及钢筋全长净尺寸的偏差±10mm2箍筋各部分长度的偏差±5mm3钢筋弯起点位置的偏差厂房构件±20mm大体积混凝土±30mm4钢筋转角的偏差±3°5圆弧钢筋径向偏差大体积±25mm薄壁结构±10mm3.5预埋件安装钢筋混凝土衬砌地段，混凝土浇筑前在相应位置预埋灌浆管，并用棉纱堵塞管，回填灌浆管及排气管、排水管及止水结构的埋设与钢筋施工穿插作业。预埋件施工中，严禁切割钢筋，埋件与钢筋焊接或绑扎固定，以免砼浇筑振捣时变位。如有观测仪器埋设，应在钢筋绑扎后进行，并固定在钢筋或锚杆上，施工中注意保护。3.6衬砌混凝土拌合、运输、浇筑及养护（1）混凝土的拌合衬砌混凝土由洞外混凝土拌合楼集中供应，严格按照现场试验室提供并经工程师批准的混凝土配料单进行配料。混凝土的拌合要符合DL/T5144-21第至条的规定，拌合程序和时间均通过试验确定，混凝土应搅拌均匀、颜色一致，且纯拌合时间应符合表5-8-4要求。混凝土坍落度控制在13〜18cm，确保混凝土质量。要注意运输过程中的塌落度损失。（2）混凝土的运输衬砌混凝土采用有轨运输，每台牵引机车带2台混凝土罐车，以利于长距离运送混凝土。混凝土出拌合机后，要迅速运达浇筑地点，运输中避免出现分离、漏浆、严重泌水、过多温度回升和坍落度损失现象。混凝土的自由下落高度不超过1.5m。罐车在前进时，匀速转动，避免混凝土初凝。混凝土入仓时，要防止离析。表3-2混凝土纯拌合时间（min）拌合机进料容量Q（m3）最大骨料粒径（mm）最少拌合时间（s）自落式拌合机强制式拌合机0.8<Q<1.080901.0<Q<3.0150（或120）12075Q>3.015015090注：入机拌合量应在拌合机额定容量的110%以内。加冰混凝土的拌合时间延长30s（强制式15s）,出机的混凝土拌合物中不应有冰块。（3）混凝土的浇筑1）浇筑前注意事项混凝土浇筑前应复查台车模板中线、高程、仓内尺寸是否符合设计要求；台车及挡头模板安装定位是否牢靠。浇筑前对钢模板先打磨，除去粘结的混凝土，涂刷脱模剂要均匀，如果刷油太多，在振动棒振捣混凝土时油会沿着模板表面上行到台车顶部聚集起来，拆模后混凝土表面形成蘑菇云，因此钢模板一定要用棉纱蘸油涂刷均匀，防止影响拱顶质量。2）浇筑方法混凝土采用水平分层、对称浇筑，控制浇筑混凝土的速度和单侧浇筑高度，单侧一次连续浇筑高度不超过1m。输送软管管至浇筑面垂直距离即混凝土自落高度控制在1.5m以内，以防混凝土离析，超过时采用串筒或滑槽。混凝土浇筑必须连续，相邻两层浇筑时间间隔按DL/T5144-21规定执行。若超过允许间歇时间见表5-8-5），要按工作缝处理。工作缝处浇筑混凝土前必须进行冲毛或凿毛处理。衬砌混凝土的拆模、养护和表面保护在衬砌混凝土强度达到设计强度的75%以上时方可拆模。采用洒水养护，应在混凝土浇筑完毕后12-18h内开始，硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥养护期14天。在干燥、炎热气候条件下，应延长养护时间至少28天以上。混凝土表面保护按DL/T5144-21执行。表3-2混凝土浇筑允许间歇时间表浇筑时气温(°C)允许间歇时间(min)普通硅酸盐水泥矿渣及火山灰水泥20〜309012010〜201351805〜101953.7衬砌混凝土的环向施工缝、纵向施工缝衬砌混凝土每隔10m设一环向施工缝，环向施工缝设置复合GB止水带、闭孔泡沫板，采用双组份聚硫密封胶和微膨胀砂浆填缝，以增强混凝土防水效果。纵向施工缝企中间部位设置GBW遇水膨胀止水条，内缘设置双组份聚硫密封胶。各类止水安装严格按施工详图和设计所规定的工艺连接，止水设施的型式、尺寸、埋设位置和材料严格按照施工图纸的规定。复合GB止水带的安装防止变形和撕裂，复合GB止水带设在混凝土衬砌内表面150mm处(衬砌中间位置)，衬砌台车立模时，将复合GB止水带通过带弯钩的钢筋固定在挡头板上，混凝土浇筑完毕拆模时，露出的复合GB止水带随下一模混凝土浇筑入模。GBW遇水膨胀止水条和双组份聚硫密封胶在纵向缝清理干净后设置，并在立模过程中注