二衬施工工艺创新总结-蒙华9标.doc

二衬施工工艺创新总结
——蒙华9标六工区
为了进一步做好科技创新工作，针对目前二衬施工质量通病问题，我工区结合项目实际情况，适时开展二衬施工工艺创新活动，现将各施工工艺科技创新活动总结如下：
针对二衬施工，我工区开展科技创新项目5项，即二衬混凝土自动喷淋养护系统、衬砌台车脱模剂喷涂装置、衬砌台车辅助振捣装置（附着式振捣器）、二衬混凝土拱顶防空洞装置、二衬拱顶防顶裂装置。
1、二衬混凝土自动喷淋养护系统
拱墙混凝土开裂、强度不足等质量通病与二衬混凝土养护不到位有直接关系，目前隧道二衬施工进行混凝土养护的极少，大部分均做做样子，走形式，没有开展真正意义上的混凝土养护工作。本研究课题的主要目的是实现真正意义上的二衬混凝土养生工作，且本套系统要简易、实用、不依赖人工、自动化。
隧道衬砌养生的方法就是由二衬混凝土自动喷淋养护系统喷出的气雾状水对隧道混凝土表面进行洒水养护，其喷出的水雾均匀，可以达到全天候、全湿润的养护质量标准，养护效果较为显著。同时喷淋系统从供水到养生完毕，实现了全过程自动控制，大大降低劳动强度，同时也杜绝了人为因素造成的养生不到位的问题，提高了生产效率和养生质量，具有成本低，安装、维修方便，节约用水等显著优点。
创新工艺目的
目前最为便捷和常用的混凝土养生方法多为人工洒水养生，因受操作者的质量意识和工作态度影响，时常出现部分区域漏养、养护时间不足、养护方法不对等问题。且隧道衬砌向内倾斜形成圆弧型，传统覆盖养生没办法使用，使得喷上去的水挥发极快，容易使混凝土表面产生裂纹，强度不足等，形成 “通病”。为满足质量要求及现场施工需求，从草坪养护喷淋系统得到的灵感，通过前期的考察，从研制到投入使用，经过多次试验，不断总结，最终形成二衬混凝土自动喷淋养护系统。
各部件组成及施工
二衬混凝土自动喷淋养护系统是由输水管道、增压泵、φ50PVC主养护水管、吊挂系统、控制箱等组成。输水管道利用洞内高压水管接支管引出，通过软管与二衬台车养护上水管（φ50钢管）连接；增压泵设在二衬台车上，与台车养护上水管相连；主养护水管采用φ50PVC管，建议长度不超过60m（5组二衬，过长易导致水压不足），沿隧道纵向每隔20cm设置“针眼式”出水孔，出水孔可沿隧道纵向设置一定角度（相邻眼孔前后交错设置角度），降低水与二衬面的冲击力，主养护水管与台车上水管相连，相连时设置定位卡，防止主养护水管转动，导致出水孔角度移位；吊挂系统可自制或购买成品，间距3~4m一处，用于吊挂主养护水管，吊挂系统可设置滑轮，便于主养护水管拖行；控制箱由配电系统和时间节点控制器组成，用于控制养护时间；主养护水管行走主要利用台车拖行，即台车向前走一组主养护水管向前拖行一组，吊挂系统仍需人工进行安装。
工艺特点
养护时间固定，频率可自行设置，自动养护，养护效果较好。本系统零部件易于购买、安装、维修方便，成本低。
社会效益分析
使用该系统，不仅大大提高了生产效率，而且混凝土养护工作得到了保证，混凝土养生期内混凝土表面一直保持湿润状态，混凝土强度得到了保证，同时混凝土早期强度上升也较快，对提高混凝土的早期强度、防止混凝土产生收缩裂纹具有显著效果；同时定期洒水对洞内降尘也起到一定的作用
不足之处及下一步研究（改进）方向
不足之处：本系统喷洒水的范围有一定局限性，呈细条状，不能保证全部混凝土面均处于湿润状态，同时由于出来的水柱不能全部雾化，对水压要求较高且浪费水，养护范围内文明施工难于打理。
下一步研究（改进）方向：采用雾化喷头解决洒水局限性，同时达到节约用水的目的，吊挂系统进行改造，便于快速安装。

整体养护效果 边墙养护效果
2、衬砌台车脱模剂喷涂装置
为简便、均匀的在台车表面涂抹脱模剂，在台车前进端钢筋上设置环向喷涂装置，利用台车前进时与海绵的摩擦和挤压将脱模剂均匀涂抹于台车模板表面。由于脱模状态下边模与顶模铰接处弧度会发生变化，所以台车铰接处及边模下端用软管代替无缝钢管以满足使用需求。环向喷涂装置下角需固定，避免环向变形，影响使用效果。
各部件组成及施工
（1）采用φ50*2.5的无缝钢管做成与台车脱模后断面外放45mm吻合的环状，管壁环向间距100mm布漏油孔，无缝钢管外侧包裹厚度为50mm的海绵。海绵通过管壁漏油孔充分吸收脱模剂，从而达到喷涂均匀、无漏喷、节省脱模剂的效果。
（2）在最顶端设置注油孔且连接油管；
（3）在环向喷涂装置上部系绳索，便于移动至下一组使用位置；
（4）将环向喷涂装置安装于台车前进端已绑好的钢筋上，泵送注油至无缝钢管内，推动台车行进至下一组衬砌位置；
（5）将环向打油装置与钢筋分离。利用绳索行进至下一组。
工艺特点
此装置大大的改善了以往脱模剂喷涂不均匀、漏喷、浪费脱模剂等问题，而且还能进一步改善混凝土表面的光滑度，提高二衬混凝土外观质量。施工过程中，能简单的、方便的、快速度的完成本工序作业。
经济效益分析
使用该装置，可有效提高劳动效率，而且还能改善混凝土外观质量，增加混凝土光洁度，从经济方面还能节约脱模剂。
不足之处及下一步研究（改进）方向
不足之处：使用过程相对比较麻烦。
下一步研究（改进）方向：简单、易用，自动化。
3、衬砌台车辅助振捣装置（附着式振捣器）
二衬混凝土振捣以插入式为主，但由于人为因素的存在，往往个别位置振捣不充分，振捣时间不足，同时考虑到三仓以上位置无法采用插入式振捣器振捣等原因，本项目二衬施工在台车上增加了辅助振捣装置，即附着式平板振捣器。该振动器体积小（10KG），激振频率高（48HZ），激振力大（92KN），振幅小（2.2mm），辐射范围大（1.0m），可使混凝土得到充分振捣，增加混凝土流动性，使混凝土更加密实，使混凝土内的气泡充分排出，增强混凝土外观质量。
各部件组成及施工
（1）28个平板振捣器位置如图所示，在振捣器周围进行加固处理，加固材料为I16工字钢。

（2）振捣器选型为ZF110-150（功率1.1kw，频率50Hz），振捣器连接板250mm×185mm（孔距164mm×140mm，4×φ12孔，孔根据实际振捣器配做）。
（3）各部位振捣时间。
二衬混凝土振捣参数表
位置
插入式振捣器
附着式平板振动器
备注
振捣频次(次)
单次振捣时间(s)
振动频次(次)
单次振捣时间(s)
1仓
20
15~20
1
15

2仓
24
15~20
1
20

3仓
20
15~20
1
30

拱顶
0
0
1
10

工艺特点
体积小，重量轻可采用快速装卸结构，节省人力、物力，同时每一层的振动器（或奇数或偶数）可采用串联的方式通过一个开关进行控制，所有的振动器控制开关整合到一个开关箱控制，方便操作，根据现场实际情况可分片分区域进行振捣，进一步改善混凝土性能，提高二衬混凝土外观质量。
经济效益分析
操作简便，可大大节约人力，不受空间限制，可保证振捣质量。
不足之处及下一步研究（改进）方向
不足之处：振捣时间需根据现场实际情况及混凝土的性能综合判定，要求较高。
下一步研究（改进）方向：自动判定振捣频次及时间。

4、二衬混凝土拱顶防空洞装置
二衬混凝土拱顶灌注过程中以往都是采用人工看模，不确定因素很多，往往造成衬砌混凝土拱部不密实，拱顶存在空洞，后期注浆费时费力费钱。为减少二衬混凝土拱部空洞问题，杜绝人为因素造成灌注不饱满的情况，项目通过技术手段采用科学的方式来判定混凝土是否灌注饱满。
各部件组成及工作原理
电源线采用漆包线作，接触器采用两块分离的镀锌铁皮制作，报警灯采用36v低压灯泡。
工作原理：当拱部混凝土挤压固定在防水板上的接触器，使接触器两块分离的铁皮贴合，形成回路，电源连通，报警灯长亮，证明该处拱部混凝土已基本灌注饱满（注：接触器可采用多重形式，可直接购买成品，原理相同），然后通过人工看模的方式确定再泵送多少混凝土从而确定停灌的时机。

装置安装正面示意图

装置安装平面示意图

装置线路示意图
工艺特点
安装方便，价格低廉，精度较高，较人工检查可靠度高，能有效杜绝拱部混凝土灌注不密实的现象。
经济效益分析
可大大减少后期空洞注浆及后期质量缺陷处理带来的成本压力。
不足之处及下一步研究（改进）方向
不足之处：仍需人工配合观察。
下一步研究（改进）方向：增加压力传感器，自动判定是否密实。
5、二衬拱顶防顶裂装置
二衬混凝土施工的过程中，由于混凝土的上浮力往往造成台车搭接处已完段的混凝土拱部开裂，形成孤岛，存在质量隐患。为有效避免衬砌台车灌注混凝土时将已施工完毕的衬砌顶裂，本项目在衬砌台车上增设两个千斤顶进行反顶，能有效避免此通病的产生。
各部件组成及工作原理
在衬砌台车搭接处靠衬砌已施工完一侧，拱顶左、右侧各1.5m处设置一个机械千斤顶（10t），千斤顶底部坐落在台车大梁上，上部加设木板或方木以增大接触面积，台车定位完毕后将千斤顶反顶在已施做完毕的衬砌上，防止台车上浮造成拱部搭接处衬砌开裂。

左侧千斤顶 右侧千斤顶
工艺特点
安装使用方便，能有效减少或杜绝二衬拱部顶裂现象。
经济效益分析
可大大减少后期质量缺陷处理带来的成本压力。
不足之处及下一步研究（改进）方向
不足之处：需人工安设。
下一步研究（改进）方向：台车设计时自带此套液压装置。