模築襯砌

模築襯砌指立拱架或模板後修築的隧道襯砌。在全斷面開挖隧道灌築整體混凝土襯砌時,可實行綜合機械化。

模築襯砌

正文

立拱架或模板後修築的隧道襯砌。模築襯砌材料能夠耐久、耐火和耐凍,並能抵抗化學及大氣的侵蝕。
分類和比較 模築襯砌包括磚石襯砌、片石混凝土襯砌、鋼筋混凝土和整體灌築的混凝土襯砌。
磚石或混凝土預製塊襯砌 它與就地灌築的整體混凝土襯砌比較,有在砌築後能立即承受圍岩壓力,並易於就地取材;但操作多半依靠手工,進度難於提高,且砌縫容易漏水,防水性能較差。各國早期及中國在50年代初期修築的隧道,均曾大量採用石料襯砌,目前已很少採用。
片石混凝土襯砌 只有在地質條件較好、圍岩壓力較小、砂子採集困難、運輸不便、又無適當定型石料可用的條件下,才考慮採用;但其勞動生產率低,進度較慢,一般不宜推薦。
鋼筋混凝土襯砌 只在地質條件複雜、圍岩壓力很大,並出現不對稱壓力或動荷載作用時套用;在八度及八度以上的地震區,隧道洞口也可採用。對有特殊設計要求,或跨度較大的地下建築物,宜採用鋼筋混凝土襯砌。在圍岩壓力較大、地質條件較差時,將用作支撐的鋼拱架作為骨架留存在混凝土襯砌中比較有利。
整體灌築混凝土襯砌 為目前模築襯砌中的一種主要施工方式,在鐵路隧道道路隧道水工隧洞及其他各類地下建築工程中均廣泛套用。這種模築襯砌便於機械化施工,其整體性和抗滲性均較好;在全斷面開挖時,有利於採用金屬模板台車灌築混凝土。缺點是工序多,施工進度慢,灌築混凝土後不能立即承受荷載,化學穩定性也較差。
混凝土襯砌施工 包括準備工作、混凝土製備和運送、灌築作業、養護、拱圈背部回填和拆模等主要工序,必要時還需向襯砌背後壓漿。
準備工作 襯砌開始前,要進行測量,檢查開挖斷面是否符合設計要求,然後架設模板支架或拱架。拱架有鋼拱架、木拱架、鋼木混合拱架三種。鋼拱架運輸架設方便,能承受較大荷重(包括圍岩壓力、襯砌自重等),拱架下空間大,干擾少,工作方便,一般由工廠預製成套供應。對曲線斷面,可利用直線斷面拱架,外加梳形木予以調整。拱架架設在邊牆模板支架的立柱上,或直接支承在圍岩上,架設時要預留沉落量。為彌補測量時發生的誤差,以及灌築混凝土時拱腳內擠的影響,可將拱架的半徑適當放大,以保證隧道淨空。拱架的間距應根據襯砌地段的圍岩情況、拱圈跨度和襯砌厚度,並結合模板長度和厚度確定。拱圈和邊牆模板可用乾燥無變形的木板製作,但目前已多採用鋼模板。
混凝土製備和運送 儘可能採用機械拌和,並應嚴格按照重量配合比供料,系統地檢查其坍落度。混凝土運距較短時,拌和可在洞外進行,用攪拌車送入;隧道較長時,攪拌機可設在洞內。
混凝土灌築 應分段進行,每段長度應根據地質條件、施工方法、襯砌類型和施工進度確定。拱圈混凝土灌築時,應從兩側拱腳開始向上分層對稱進行,須每層進行搗固。混凝土拱圈封頂有活封口和死封口兩種。活封口是在逐段從兩側對稱灌築混凝土到拱頂時的合攏封口,每次封口時可改為由縱向將混凝土送入剩下的槽口。死封口則僅在兩端相向灌築拱圈,當混凝土從四面圍攏時,最後在拱頂出現缺口,此時須採用特製的封口盒子,盛裝混凝土向上頂送把缺口灌滿。
在地質條件較差的隧道(或地段)中,灌築拱圈混凝土時,須根據支撐受力情況,逐步拆除阻礙灌築作業的支撐。必要時可將拱部受力的木立柱換成支頂在拱架上的混凝土短柱,以頂替受力。後者可灌在拱圈內。頂部無法取出的橫樑、縱梁等臨時支撐,可留在襯砌背後。混凝土襯砌須按規定時間進行養護。拱圈和邊牆背後的空隙必須及時用片石回填密實。當圍岩壓力較大時,一般須達到設計強度後,才能拆除拱架和模板。
襯砌背後壓漿 於已修築好襯砌的地質條件較差的成洞地段,向襯砌背後壓注水泥砂漿,能使襯砌與岩層結合密實,以防止圍岩進一步變形,並相應地加固襯砌和使其均勻受力;同時堵塞了回填層中的空隙和圍岩中的裂隙,能起良好的防水作用。壓漿作業宜在襯砌拆模後及時進行。
在全斷面開挖隧道灌築整體混凝土襯砌時,可實行綜合機械化,如採用全斷面的金屬模板台車、風動混凝土輸送器和混凝土泵,以及管道輸送灌築混凝土等。

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