张吉怀铁路隧道衬砌端头橡胶堵头板封堵技术应用
时间：2020-10-13 04:02:53 来源：达达文档网 本文已影响 人 
高基隆
摘要：本文以新建湖南省张家界经吉首至怀化高速铁路ZJHZQ-9标官田隧道隧道专业化架子队建设为依托，收集整理了部分隧道拱部脱空、开裂、脱落掉块、端头缺陷典型案例进行分析，根据复合式橡胶堵头板的作用机理，对隧道工程改进衬砌施工及预防后期缺陷整治工作难度高进行研究，初步分析了问题产生的原因，提出了防范措施，便于今后施工过程中加以克服并提供技术参考，并将在同类工程中加以推广。
Abstract：
This article relies on the construction of the specialized rack team of Guantian tunnel in ZJHZQ-9bid of the newly-built Zhangjiajie-Jishou-Huaihua high-speed railway， collects and sorts out some typical cases of tunnel arch voids， cracks， falling blocks， and end defects for analysis. According to the mechanism of compound rubber plug plate， the difficulty of improving the lining construction and preventing the defects in the later stage of tunnel engineering is studied， the reasons for the problems are preliminary analyzed， and the preventive measures are proposed to facilitate the future construction process to overcome and provide technical reference， and will be promoted in similar projects.
关键词：橡胶堵头;缺陷整治;防范措施
Key words：
rubber plug;defect treatment;preventive measures
中图分类号：U455.6 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2020）27-0102-03
0 引言
根据铁路有关部门调研，铁路隧道运营中最大的安全隐患就是拱部开裂、掉块及仰拱隆起。产生开裂掉块的主要原因有施工缝处台车刚性挤压、施工缝处止水带悬臂端切割、混凝土施工冷缝、混凝土不饱满、混凝土漏浆造成的空响、蜂窝麻面、砂化、粉化等，同时施工缝处振捣困难，拱部施工缝处无法振捣，因此造成的运营隧道病害千奇百怪，但从影响混凝土性能的角度来讲，最普遍、最根本的问题仍然是漏浆。
为解决漏浆及振捣造成的施工缝混凝土缺陷，中铁十四局集团张吉怀铁路项目部对隧道衬砌台车端头封堵系统通过反复试验、改进，采用复合橡胶立杆伸缩堵头板封堵技术，实现了端头部位的密闭、快速施工，确保了混凝土质量和止水带精度、大大提高了工效。
1 工程概况
新建张家界经吉首至怀化铁路位于湖南省西部，线路自张家界地区黔张常铁路张家界西站引出，经湘西土家族苗族自治州所辖的永顺县、古丈县、吉首市、凤凰县，由麻阳苗族自治县至沪昆客专怀化南客站，线路全长243.265km。
新建张家界经吉首至怀化铁路工程ZJHZQ-9标段起迄里程为：DK193+000～DK225+202.53，线路全长32.202正线公里，位于怀化市鹤城区、麻阳县。沿线地形地貌主要受控于雪峰山脉、武陵山脉两个次级隆起带和沅麻盆地、大庸盆地两个次级沉降带，地貌类型主要为构造侵蚀、溶蚀中低山和构造剥蚀丘陵。沿线地形地貌可分为河流冲洪积阶地、剥蚀中低山区、剥蚀低山丘陵区和剥蚀丘陵区。
2 结构及工作原理
2.1 结构原理
该隧道台车堵头板其结构由以下五部分组成（如图1所示）：
①支撑压紧机构;
②下堵头板安装机构;
③L板安装机构;
④橡胶挡板调整块;
⑤橡胶挡板。
2.1.1 支撑压紧机构
支撑压紧机构由支撑座、折叠式加固支臂、立杆及压紧螺钉组成（如图2所示）。
①支撑座是支撑、稳定折叠式加固支臂，并承受机构的压紧力和钢筋混凝土向外的张力。
②折叠式加固支臂：压紧整个橡胶挡板安装机构，承受钢筋混凝土向外的张力。
③立杆：起到压紧橡胶挡板的作用，同时，如有背贴式止水带，上升立杆使止水带顶在隧道顶部，从而起到固定止水带作用。
立桿上标有刻度线，从上至下标记有5cm、10cm、15cm、20cm……，表示支撑座6与隧道顶的距离。当超挖和欠挖时，操作人员可根据刻度线和标记，来增加（超挖时）或减少（欠挖时）橡胶挡板。
④压紧螺钉：起到压紧立杆从而压紧橡胶挡板和安装机构的作用。
2.1.2 下堵头板安装机构
下堵头板安装机构位于橡胶块一侧，即台车端部。
下堵头板安装机构由下堵头板、连接座、连接板组成（如图3所示）。
下堵头板安装机构通过连接座与车台连接，其作用是：支撑、稳定止水带及以上机构，封堵钢筋混凝土，并承受机构向下的压力和钢筋混凝土向外的张力。所有下堵头板都是弧形，两端设有搭接板，起到圆周上左右两块搭接处不漏混凝土的作用。其搭接示意图如图4所示。
2.1.3 快速升降橡胶挡板的组成
由快速升降装置、橡胶挡板和L板组成。
①快速升降装置：由1.升降盒;2.旋转手柄;3.螺杆;4.T形块组成。
②橡胶挡板。橡胶挡板的材料为复合橡胶材料，材料轻。板体内均设置有骨架，基板上横向设置有多组水平肋，基板的左右两侧分别设置有搭接肋。
③橡胶挡板两边有搭接部位。圆周左右两块橡胶挡板搭接密不漏浆。
L板上装有T形导轨。而T形导轨有两方面的作用。一是，方便快速升降装置上的T形块进入T形导轨，使橡胶挡板通过快速升降装置与L板连接[5];二是，实现不同高度的橡胶挡板的更换，以满足隧道顶局部超、欠挖的封堵要求。
快速升降橡胶挡板的工作原理：
快速升降橡胶挡板放在止水带上，操作工人将L板向上撑开，当撑到接近隧道顶部时，用手或专用工具扳动旋转手柄，旋转手柄通过螺杆带动升降盒升降，从而使L板上下升降，以实现上下压紧或松开隧道顶部。
2.1.4 橡胶挡板调整块
其作用是：在升降机构顶升作用下，封堵隧道顶部，承受钢筋混凝土向外的张力。（如图5所示）。
2.2 工作原理
拆卸：当整个机构不工作时，旋转支撑压紧机构的压紧螺钉松开立杆，拨掉锁定折叠式加固支臂的锁紧销，将折叠式加固支臂和立杆一起旋转下沉到台车面以下。
同时下堵头板安装机构、L板安装机构及橡胶挡板调整块通过最下端的连接板，也旋转下沉到台车面以下。（如图7所示）。
安装：当台车顶升到位后，旋转下堵头板安装机构，使下堵头板安装机构立于台车端部并用锁紧销锁定，再铺上止水带，旋转平放L板安装机构使其位于止水带上面，然后放上橡胶挡板，旋转L板安装机构的快速扳手带动橡胶挡板调整块和橡胶挡板上升，从而实现上下压紧。最后旋转抽起支撑压紧机构的立杆，锁定锁紧销，再通过旋紧支撑压紧机构的压紧螺钉压紧立杆，然后再用木头或矩管肩紧橡胶挡板（如图1和图7所示）。
3 主要施工工艺
3.1 安装
3.1.1 安装前的检查
①安装前检查橡胶挡板有无损坏，各部位连接是否牢固，配件有无缺损，清点相应数量;
②安装前检查橡胶挡安装机构各焊接部位是否牢固可靠，有无虚焊、漏焊，可转动销、锁紧销、连接板等配件有无缺损，并清点相应数量。
3.1.2 安装
①橡胶堵头板安装机构的安装。
当台车顶升到位后，操作人员手动旋转下堵头板安装机构，使下堵头板安装机构立于台车端部并用锁紧销锁紧，再铺上止水带，旋转平放L板安装机构使其位于止水带上面，然后放上橡胶挡板，旋转L板安装机构的快速扳手带动橡胶挡板调整块和橡胶挡板上升，从而实现上下压紧。最后旋转抽起支撑压紧机构的立杆，锁定锁紧销，再通过旋紧支撑压紧机构的压紧螺钉压紧立杆，然后再用木头或矩管肩紧橡胶挡板。
注意：在安装过程中，操作人员应从台车最两边向拱顶依次安装。
②当隧道超挖、欠挖时，调节立杆上升或下降，护住最上部的橡胶挡板，保证隧道台车注混凝土时，不会漏浆爆模。
3.2 拆卸
隧道浇筑混凝土完成后，台车移动前必须拆下复合橡胶立杆伸缩堵头板。
①松开支撑压紧机构的压紧螺钉;
②拨出支撑压紧机构的锁紧销，旋转折叠式加固支臂带动立杆下沉于台车面;
③旋转L板安装机构的快速扳手带动橡胶挡板调整块和橡胶挡板下降，从而实现上下松开;
④取下橡胶挡板;
⑤由上往下旋转橡胶挡板调整块、L板安装机构及下堵头板安装机构并下沉于台车面。
注意：
①拆卸时，应依次从拱顶向下分两边拆;
②取出各层橡胶挡板及构件时，切忌人为暴力，避免损坏橡胶挡板;
③橡胶挡板在不用时，拆下一定要固定在过道上，防止坠落伤人。
3.3 注意事项
①局部超挖严重，超过隧道拱顶超挖尺寸时（即超过主要技术参数表中规定的隧道拱顶超挖尺寸），超挖部位需另加撑护;
②局部欠挖严重，低于隧道拱顶欠挖尺寸时（即低于主要技术参数表中规定的隧道拱顶欠挖尺寸），欠挖部位不能使用支撑压紧机构的立杆时，现场操作人员需另想办法，另加撑护;
③橡胶挡板在不用时，一定要固定在过道上，防止坠落伤人;
④在安装过程中，操作人员应从台车最两边向拱顶依次安装;
⑤拆卸时，应依次从拱顶向下分两边拆;
⑥取出各层橡胶挡板及构件时，切忌人为暴力，避免损坏橡胶挡板。
4 结束语
结合张吉怀铁路项目新工艺二衬台车端头采用复合橡胶立杆伸缩堵头板，该堵头板具有操作方便、重量轻、密封性好、可重复使用、安全可靠和性价比高等优点，实现衬砌端部封挡牢固、适度微变，提高衬砌端头封挡质量。
研究表明，结合隧道施工技术水平、施工经验、工装配置、地质条件、工期要求、施工场地条件等综合因素研究表明，采用优化的衬砌橡胶堵头技术，更适合西南地区山岭隧道的衬砌施工。
参考文献：
[1]赵勇，田四明.中國铁路隧道数据统计[J].隧道建设，2017，37（05）：641-642.
[2]孙海燕.针梁式模板衬砌台车在南水北调工程的设计与应用[C].2007年中国模板协会年会论文集.北京：中国模板协会，2007：121-128.
[3]郑瑞斌.关于模板台车衬砌混凝上控制技术探讨[J].西部探矿工程，2002（6）.
[4]戚会华，王小云.针梁钢模台车在丽水市玉溪引水工程隧洞混凝土衬砌中的应用[J].浙江水利科技，2008（4）：57-59.
[5]李名进，曹小武.隧洞工程简易衬砌台车的应用[J].甘肃水利水电技术，2003，39（3）：251-254.
[6]关宝树主编.隧道工程施工要点集[M].北京：人民交通出版社，2003.
[7]安王林成.秦岭1号隧道二次衬砌施工技术[J].山西建筑，2007，33（8）：297-298.
[8]GB 50208—2002，地下防水工程质量验收规范[S].
[9]中铁第四勘察设计院集团有限公司.新建张吉怀铁路施工图——ZJHZQ-9标段官田隧道设计图[Z].武汉：中铁第四勘察设计院集团有限公司，2017：10.
[10]软岩大变形高速铁路隧道二次衬砌支护研究[J].桥梁与隧道工程，2014.
[11]铁道部第二工程局.铁路工程施工技术手册隧道（上、下册）[M].北京：中国铁道出版社，2007.
[12]肖广智.特殊地质条件隧道施工技术及实例（一）[M].北京：人民交通出版社，2015：1-2.
