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可移动仰拱栈桥

2019-09-01

对掘进干扰大一直是国内隧道钻爆法施工中未能很好解决的一大难题。如今,大多数钻爆法施工的隧道采用半侧施作或简易栈桥的方法进行仰拱施工。但是由于传统栈桥采用的是固定结构,适应性、灵活性差,不但仰拱施工质量难以控制,而且开挖、衬砌不能同步进行,导致劳动强度高、安全事故频发、功效非常低,大大影响了隧道施工速度。施工企业为了完成任务,不得不在隧道狭小的空间里密集配备资源,单一推进掌子面掘进的同时,无法很好的兼顾其他作业面的良好进展,导致二次衬砌的跟进难以保证。

三标段作为京沪高速铁路全线施工条件最为复杂、安全工作特别严峻的一个标段,高风险作业的隧洞施工比率占全线的83%(全线共计隧道12座,三标10座),其中西渴马隧道2812m,为全线最长隧道,并且洞口的覆盖厚度普遍较薄,有的不足2m,而且地质条件往往较为复杂,这无疑大大增加了三标隧道施工的安全控制和施工进度组织。

作为国家规划建设的重大交通基础设施项目,京沪高速铁路是中国《中长期铁路网规划》中投资规模大、技术含量高的一项工程,也是中国的一条具有世界先进水平的高速铁路。本着科技创新,打造“中国水电铁建”特色队伍为出发点,为实现高速快捷、减少施工干扰、加快施工进度、降低工程造价以期实现全面履约目标的实现,从2008年2月中旬开始,三标段项目经理部(中国水电集团)专门针对隧道施工进度问题展开了科技攻关。 相关科研人员与中国水利水电第七工程局有限企业工程机械分企业结合多年水电站导流洞隧道施工特点,经多次反复实践,于3月上旬开始进行仰拱栈桥制作安装;2008年6月中旬,可移动仰拱栈桥在金牛山隧道进行试运行,并进行了优化改进;2008年7月15日,可移动仰拱栈桥陆续应用于金牛山隧道、凤凰台隧道、西河马一号隧道,并随即在三标全线范围内推广使用。

三标新设计的可移动仰拱栈桥由两座16米的传统栈桥连接而成,把传统栈桥作为自身的一部分,它全长32米,宽3.5米(可根据实际情况改变其规格大小),载荷30吨,通过在传统栈桥的基础上增加行走设施、安装液压系统以及电气系统等措施,加大栈桥跨度、增加栈桥转向和升降等功能改造,使得隧道施工的空间相对得以拓展,整个施工作业面可以平面展开。在保证栈桥上各种车辆设备正常通行不影响掌子面施工的情况下,桥下同时进行隧道的仰拱初期支护、钢筋绑扎、衬砌及回填施工,桥面可拼卸的面板方便了混凝土灌注,隧道出渣及进料与仰拱施工可平行作业,减少了仰拱施工给隧道掘进造成的干扰,加快了隧道施工速度,衬砌无干扰作业的同步拓展,保证了各自施工的顺畅,使得双线隧道单个掌子面开挖、衬砌单月累计达100米及以上;

同时,仰拱初期支护和二次衬砌的仰拱分段一次施工成型,减少了施工缝,从而保证了仰拱施工质量;其可旋转90°的四组车轮确保了灵活的转向工艺;可调式自动升降的液压系统使其满足了不同条件下对隧道施工的要求;并且在完成一个工作面后,在不需要拆卸的情况下利用其行走设施就可以由牵引车直接拖拽滑动至下一个工作面,节约了传统栈桥重复拼装时间。重要的是,其稳定的结构保证,人性化的设计方案,确保了隧道施工的安全性,避免了人员伤亡事故的频繁发生,已作为隧道施工中一个必须投入的安全设备、设施,促进了隧道施工安全一种全新的理念。


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