《隧道拱墙衬砌混凝土密闭养护施工技术》-工学论文，工程论文-论文范文参考-科学狗论文网

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隧道拱墙衬砌混凝土密闭养护施工技术

范文

摘要：本文在分析混凝土強度成长规律、施工规范要求的基础上，提出了隧道二衬密闭养护的技术思路，详细介绍了隧道二衬拱墙密闭台车构造、技术原理、施工方法及质量控制要点。

Abstract： Based on the analysis of the growth law of concrete strength and the requirements of construction codes， this paper puts forward the technical idea of the second-line tunnel closed maintenance， and introduces the structure， technical principles， construction methods and quality control points of the closed-line tunnel trolley.

关键词：隧道;拱墙;密闭;养护

Key words： tunnel;arch wall;closed;maintenance

中图分类号：U442 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文献标识码：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章编号：1006-4311（2020）15-0118-02

1 ?概述

隧道拱墙衬砌是平衡围岩应力、延长隧道使用寿命、保证安全运营的重要工程措施。随着隧道工程的技术进步，就隧道衬砌技术而言，已全面采用初期喷锚支护+柔性防水层+钢筋混凝土二衬的复合衬砌结构，施工方法也由全段面（拱顶及侧墙）衬砌台车+泵送混凝土工艺，取代了先拱后墙+小模板拼装+人工上料的衬砌方法，施工效率得到大幅提升。混凝土养护是确保混凝土质量的重要工程措施。常用的有洒水保湿、喷涂养护剂和蒸养等方法。

混凝土浇注完成后，混凝土在静止状态下进行水化反应（水泥颗粒转换为结晶），在水化作用下混凝土逐渐硬化（强度逐渐增长），混凝土早期强度增长速度较快，后期强度增长速度逐渐下降。混凝土配比中的水分，是完成水化反应的基本条件，洒水养护是为保持混凝土构件表面潮湿，避免混凝土脱水，确保混凝土充分水化作用，降低混凝度强度成长损失;喷涂养护剂对混凝土构件表面进行封闭，其作用也是方式混凝土表面水份流失;蒸汽养护的特点是同时为混凝土构件提供高湿度和较高温度的环境，在保证了混凝土充分水化的同时，加快混凝土水化反应，使混凝土在短时间内快速提高强度。在隧道二衬拱墙衬砌施工中，蒸汽养护受断面形状、施工环境的制约，实际操作很难实现。

2 ?隧道拱墙混凝土养护技术现状

以往隧道施工技术原始，施工循环周期长，衬砌混凝土浇注后并不急于拆模，模板的密封性封堵了混凝土水分逃逸路径（称为带模养护效应），多年的工程实践验证，即便不采取其他养护措施，也不会对混凝土的最终强度造成明显影响，形成隧道二衬混凝土不养护的惯性思维。随着隧道机械化施工技术的发展，智能化台车衬砌工艺，大幅缩短了二衬拱墙衬砌施工时间，衬砌施工循环周期缩短，二衬带模养护效应未作用甚微。另一方面，新型混凝土材料的应用对混凝土质量控制提出了更精细化的要求。同时，传统工艺所形成的惯性思维，导致二衬混凝土养护措施不力，衬砌混凝土逊强、表面裂纹、混凝土表面掉块等质量问题频发。为此，研究一种操作简单、施工干扰小、施工功效高的养护台车对提高隧道工程施工质量具有重要意义。

3 ?隧道二衬混凝土养护时间要求

隧道二衬混凝土拆模后，应及时养护，保持混凝土表面处于湿润状态，潮湿养护最低时间期限见表1。

4 ?隧道拱墙衬砌混凝土密闭养护台车构造

多功能隧道二衬混凝土密闭养护台车由台车骨架、走行系统、密闭壳体、配电系统、液压升降系统、蒸汽发生及管道系统、监测系统、操作系统等组成，见示意图1。

5 ?基本技术原理

利用台车骨架、升降系统及走行轨道系统实现密闭台车的就位、回落、走行功能;利用在台车两端环向设置充气气囊，通过气囊充气膨胀原理实现台车端头与衬砌表面的密贴封闭，同时利用密闭壳体、密闭帘实现拆车曲面方向的密闭，从而实现对隧道二衬拱墙的整体密闭效果。在曲面密闭壳体内纵向、环向均匀布设管道及喷嘴，利用电热蒸汽发生器（蒸汽锅炉）、管道及蒸汽喷嘴，向封闭空间内送入蒸汽（水），实现蒸汽养护和喷淋养护两种模式的切换。

6 ?隧道拱墙衬砌密闭养护施工工艺

6.1 养护机具设备

隧道二衬混凝土养护施工所用主要机具设备见表2。

6.2 施工工艺流程（图2）

6.2.1 台车就位

在轨道上纵向移动台车就位，利用螺栓千斤顶顶升台车，转换受力体系，将台车重量均匀作用在钢轨上，约束台车自由移动;启动竖向液压系统推动密闭壳体向上举升至所有竖向限位支座与隧道拱顶顶紧;启动横向液压系统推动密闭壳体向两侧张开至所有横向限位支座与隧道侧墙顶紧;启动小型气泵向充气气囊中压入压缩空气使之膨胀后封闭密闭壳体四周;人工配合放下下部密封帘，用柔性管将蒸汽引入密封帘与侧墙底部形成的密封空间内并用密封帘两端的余量封堵端头。

6.2.2 密闭养护

采用蒸汽养护时，启动电热蒸汽发生器，向密闭壳体及密封帘与二衬之间送入蒸汽，根据监测的温度和湿度数据，控制和调整送汽量，按照静停、升温、恒温、降温四个阶段进行养护;采用喷淋养护时，直接连通进水管进行洒水养护。

6.2.3 养护台车转场

养护结束后，按照关闭蒸汽发生器→充气气囊卸压→横向液压系统卸压→竖向液压系统卸压→人工辅助收起密封帘→降低螺旋千斤顶回落台车轨道→移动至下一循环顺序进行操作。

7 ?养护施工质量控制

①密闭台车喷嘴的位置设置要求确保不出现漏喷。②气温低于5℃时可采用蒸汽养护。③二衬混凝土拆模后，养护的最低期限应符合表1，喷洒水雾间隔时间1.5-2h。④混凝土养护期间，混凝土内部温度不宜超过60℃，最高不得大于65℃，混凝土内部温度与表面温度之差、表面温度与环境温度之差不宜大于20℃，养护用水温度与混凝土表面温度之差不得大于15℃。

8 ?结论

隧道拱墙衬砌工程质量是隧道工程施工质量管控的重点。长大隧道因洞内温度较恒定，洞内空气有一定湿度，致使混凝土养护工序控制不严，而养护不到位会使二衬混凝土表面颜色泛白、强度不足，耐久性大受影响。本文提出的隧道拱墙衬砌台车可作为隧道配套工装的一部分，其特点：

①隧道工程施工从开挖、衬砌、防水板铺设、养护目前已实现台车作业，提升台车的功能性、机动性是当前隧道配套工装研发技术发展主要方向。本文密闭养护台车技术可极大减少工序干扰，台车结构简单，易于制作。同时，在密闭环境可极大减少养护用水量，降低养护用水对隧道的侵蚀。②养护台车具备蒸汽养护和喷淋养护两种养护模式的切换，设备通用性强，采取移动式台架，喷头安装在养护台架上，避免了高空作业风险。

参考文献：

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[3]夏海.可折疊式全断面蒸汽养护台车在高寒隧道二衬中的应用[J].低碳世界，2020，10（02）：157-158.

[4]徐国生.应用移动台架进行隧道二衬混凝土养护技术[J].国防交通工程与技术，2013，11（01）：54-55.

作者简介：邓华军（1971-），男，山西平遥人，主要从事地下与隧道工程研究。

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