简述仰拱自行式台车在大断面隧洞砼衬砌施工中应用

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1、简述仰拱自行式台车在大断面隧洞砼衬砌施工中应用　　【摘要】柳坪水电站引水隧洞在采用边顶拱台车施工时，为了攻克圆形有压引水隧洞仰拱混凝土衬砌施工的技术难题，寻求进度、质量、投资之间最佳组合，在众多方案中首创选择使用了仰拱自行式衬砌台车。经过在柳坪水电站4#施工支洞主洞控制段中率先使用仰拱自行式衬砌台车，进行混凝土衬砌施工中实践证明，使用该台车，无论在质量、安全、进度，还是在经济效益等方面都取得良好效果，并为今后类似工程提供了一定参考价值。【关键词】柳坪水电站仰拱自行式台车施工技术中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：11大断面圆形有压引水隧洞为了满足衬砌砼受力结构合理及运营期间洞身结

2、构安全，在以往的施工工艺中一般采用全园自行式针梁台车进行全断面衬砌。柳坪水电站引水隧洞岩石以风化炭质千枚岩为主（Ⅳ、Ⅴ类占95%），地下水丰富，围岩变形大，已支护洞段多次出现塌方，局部段出现二次、三次支护，在衬砌前进行下坑导坑开挖处理，存在较大安全隐患。为保证施工期间洞身结构及人员安全，同时要确保发电工期，在洞段变形较大、后期处理困难，同时也是发电关键线路的4#支洞引水隧洞控制段在2006年4月采用先开挖，永久边顶拱混凝土跟进的施工工艺，这样就造成下部仰拱衬砌施工难题，无论是质量、进度、还是在效益方面都成为焦点，经过对组合钢模、拖模、针梁台车改装等几种方案的多次比较，最终选择与台车制造厂

3、家共同研究制造的仰拱自行式砼衬砌台车施工方案，并一举取得成功。1、工程简介柳坪水电站位于四川省阿坝州茂县境内，是黑水河流域“二库五级”水电开发最下游梯级电站开发，电站为引水式开发。引水隧洞全长10.6Km,过水断面为全圆有压隧洞(D=9m)，埋深300～1500m，装机容量120MW。其中4#引水隧洞上游控制段1.6Km，衬砌厚度50cm/80cm（Ⅳ类/Ⅴ类），砼为钢筋C20砼，开挖方式为上下断面分步开挖，衬砌方式主要为边顶拱台车衬砌，部份采用全圆针梁台车初砌。2、需要进行仰拱衬砌的原因11多数水电站圆形有压引水洞段一般都是采用全圆针梁台车衬砌，由于4#引水隧洞洞体埋深大，最大至150

4、0m，且受松-叠-茂地震断裂带影响，围岩地质复杂多变，全部以Ⅳ类、Ⅴ类软弱炭质千枚岩为主，裂隙水发育，岩体塑变值大，变形周期长，在洞身开挖及支护过程中多次出现大的坍塌，其中坍塌体超过500m3达七次，局部已型钢支护洞段因围岩埋深大，地应力作用强烈，岩体变形严重，支护体系出现剥落掉块，拱架扭曲变形，甚至坍塌。造成掌子面施工，跟进部位坍塌的危险作业环境，产生严重安全隐患，同时也制约了4#洞开挖进度，从而影响了柳坪水电站发电工期目标的按期实现。针对施工现场存在的安全、进度难题，由业主工程部、设计院、监理部及施工单位四方召开专题会议论证决定：全圆隧洞采用两次衬砌，已开挖上导坑且距离掌子面一定距离

5、的部位采用自行式边顶拱台车先期进行砼衬砌，同时与掌子面开挖工作平行作业，抑制已支护段围岩收敛变形；底部在边顶拱衬砌完成且上半导坑掌子面开挖完成，从掌子面方向往支洞方向进行仰拱衬砌的施工工艺。这样既保证了避免围岩因形变转化为质变，出现坍塌安全事故；同时保证了边开挖边衬砌同步施工，减少衬砌施工占用直线工期；对于边顶拱衬砌与底拱衬砌结合部位，采用钢筋预留焊接长度，加设止水带，后期接缝处理采用接缝灌浆等施工措施确保质量要求，达到引水隧洞过水要求。3、底部砼衬砌的施工方案选择11采用边顶拱台车衬砌方案在开挖过程中解决了安全与进度的问题，同时采取了各项措施来确保后期砼的质量，但由于是圆形断面，同时边

6、顶拱衬砌的预期结果存在偏差，底部仰拱衬砌难度仍然较大：工作面狭小，开挖运输难度大；衬砌工程量小，但工序繁多；施工缝处理难度大，钢筋预留焊接难度大，接缝处密实度的保证困难；砼表面光洁度与成型难度大；必须满足发电工期目标所需的最低强度要求。因此如何选择底部砼的施工方案为整个工程的重中之重。3.1边顶拱衬砌后的施工状态如图3-1所示,底板仍有部分围岩未开挖，底拱衬砌断面如图3-2所示3.2底拱衬砌施工的方案根据有压引水隧洞有关设计技术要求和以往施工经验，并结合相关或近似的工程经验，参建各方综合各种意见，初步对仰拱混凝土衬砌形成以下施工方案：3.2.1组合钢模内拉施工3.2.2异型钢模拖模施工3

7、.2.3针梁台车改装底拱台车施工3.2.4铁路仰拱用穿行式底拱台车施工3.2.5自行式底拱衬砌台车施工3.3方案的比较与选择针对以上五个方案，经业主、监理、设计、各施工单位多次专题会反复论证，前四种方案都不能全面有效的解决模板定位、接缝质量、砼表面光洁度与成型、模板上浮、砼排气、台车行走等问题。最后对中铁二十三局提出的仰拱自行式砼衬砌台车施工方案兴趣很大，经细化方案后再次与台车厂联系解决限位、行走、抬动等问题后首先在柳坪水电站4#洞