防水板挂布台车作业防排水作业工法.docx
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防水板挂布台车作业防排水作业工法
防水板挂布台车作业防排水作业工法
防水板挂布台车作业防排水作业工法
一、前言
随着我国基础建设的发展，隧道施工中，通过机械来代替人力是必然趋势，以及国家对基础建设的施工标准（如能耗要求、安全质量要求等）的不断提高，在隧道施工中要求越来越高，在隧道防排水施工中，传统的隧道施工工艺已不能满足国家对环保、经济性和高安全质量的要求，而采用液压自行式防水板台车的施工工艺安全系数较高，进度快，比传统的隧道防排水施工工法有着显著的优势，是一种值得广泛推广，较为经济、先进的施工工艺。
黔张常铁路项目部于2016年3月率先在黄家台隧道进口工作面投入使用液压自行式防水板挂布台车。
常规的防水板挂布台车是由自己加工，采用轮式或滑移式，比较笨重，需借助装载机动力进行移动，且不能保证安全。
而液压自行式防水板挂布台车可以以与机械的投入，且移动过程中安全可以得到保证，同时可以针对隧道断面进行设计，还可以通过液压装备对断面进行调节，适应不同加宽断面的隧道，防水板挂设过程中可以通过调节液压装置从而对防水板等进行提升，减少了劳力投入，且可以提高防水板挂设质量。
二、工法特点
根据传统简易台车的不足，在设计制造时，充分考虑施工便利，提高时效，新开发的防水板作业台车主要由行走系统、提升系统、液压系统、支架四部分组成。
行走系统：
采用与二衬台车相同的电机系统，移动、定位均是采用电力，由电路统一控制，较普通防水板台车更为方便、快捷，可提高工作效率。
提升系统：
无纺布、防水板均可通过提升系统进行提升，通过门架四周的卷扬机，将防水板通过顶部弧形轨道从一侧牵引至另一侧，解决了以往上防水板较慢的问题，大大降低了工人的劳动强度。
液压系统：
通过固定于门架与弧形滑动轨道之间的液压缸，将牵引好的防水板顶伸至离工作面较近处，再进行防水板焊接，解决了以往防水板铺设易出现大面积褶皱的问题。
三、适用范围
台车是针对不同加宽断面来设计，工厂统一加工，现场组装，可以适合同一个隧道不同围岩级别的不同加宽断面。
四、工艺原理
液压自行式防水板台车是通过与二衬台车相同的行走系统进行前进，再通过提升系统将无纺布和防水板从一侧牵引至另一侧，最后通过液压系统将无纺布和防水板顶推到工作面附近。
液压自行式防水板台车断面图
五、施工工艺流程及操作要点
1.施工工艺流程
1.1对初期支护质量进行检测，并在初支表面画出隧道中心线等施工准备工作。
1.2人工铺设防水板台车轨道及台车行走至挂设防水板位置下方。
1.3对初期支护表面平整度、凸出物进行检查和整改，并段初支断面进行测量，确保二衬厚度。
液压自行式防水板台车施工工艺流程图
1.4.人工辅助机械将防水板运至施工现场并放置于防水板台车左侧同时将防水板端头抽出1～1.5米。
1.5.将防水板与台车吊挂系统吊点安装牢固，启动防水板台车吊挂系统卷扬机，卷扬机将自动提升防水板一头使防水板整卷打开并单层沿防水板台车外骨架行走，直至防水板由台车一侧被拉至另一侧。
1.6.在防水板铺满台车外侧骨架后，启动台车液压顶升系统，将防水板顶升至拱部和边墙初期支护表面。
1.7.作业平台上的焊接人员采用超声波焊机开始逐个将前面已经施工完成的热熔垫圈与防水板焊接，焊接时按右侧边墙——拱顶——左侧边墙的顺序进行焊接。
1.8.进行充气质量检验，检查接缝是否有漏焊现象，如有不符合质量要求者，及时进行补焊处理，以满足质量要求。
2.施工要点
2.1.防水板提升过程中，注意支架、钢筋等端头，防止划破防水板，影响防排水质量。
2.2.固定防水板时，视初期支护面的平整度将防水板预留一定的富余量，以防过紧而被砼挤破或造成防水板与初支面之间形成空洞。
2.3.为使防水板接头焊接良好，防水板每环铺设长度应比衬砌长度长2.0m，以保证有足够的预留搭接长度。
2.4.防水板铺设好后，安排好工序衔接，尽快绑扎钢筋灌注混凝土
2.5软弱围岩地段衬砌紧跟开挖面时，衬砌端部预留防水板接头须采取防护措施，防止掌子面爆破时，飞石砸破防水板。
2.6.衬砌加强钢筋安装、各种预埋件设置、挡头模板安装，以及泵送砼振捣等工序作业中要防止破坏防水板。
六、材料与设备
1.材料
EVA防水板:
厚度1.5mm，幅宽3m，每捆长度为26m。
EVA防水板的物理力学性能
序号
项目
指标
1
断裂拉伸强度（Mpa）
≥18
2
扯断伸长率（%）
≥650
3
撕裂强度（KN/m）
≥100
4
不透水性（0.3Mpa/24h）
无渗漏
5
低温弯折性（℃）
≤-35无裂缝
6
加热伸缩量（mm）
延伸
≤2
收缩
≤6
7
热空气老化（80℃×168h）
断裂拉伸强度（Mpa）
≥16
扯断伸长率（%）
≥600
8
耐碱性（饱和Ca（OH）2溶液×168h）
断裂拉伸强度（Mpa）
≥17
扯断伸长率（%）
≥600
9
人工候化
断裂拉伸强度保持率（%）
≥80
扯断伸长率（%）
≥70
10
刺破强度/N
1.5mm
300
2.机具设备
机械设备配备表
序号
机械名称
型号
单位
数量
备注
1
超声波焊接设备
台
1
2
防水板爬焊机
TH-515
台
1
3
防水板挂布台车
见参数表
台
1
4
气密性检查设备
（0-0.6）Mpa
套
1
防水板挂布台车参数表
序号
项目
参数
备注
1
台车长度
6300mm
2
行走速度
6m/min
3
水平调整量
250mm（单边）
4
液压系统工作压力
12Mpa
5
轨中心距
7500mm±5mm
6
油缸最大行程
竖向油缸（600mm），水平油缸（500mm）
七、质量控制
1.质量控制依据
1.1.新建黔江至张家界至常德铁路施工图；
1.2.《铁路隧道防水材料技术条件（暂行）》
1.3.《铁路隧道防排水技术规范》（TB10119-2000）
1.4.《地下工程防水技术规范》（GB50108-2008）
1.5.《地下防水工程质量验收规范》（GB50208-2002）
1.6.《铁路隧道设计规范》（TB10003-2005）；
1.7.《铁路隧道工程施工质量验收标准》铁建设[2005]160号
1.8.《铁路隧道工程施工技术指南》（TZ204-2008）；
2.质量保证措施
在进行防水板施工之前，要组织在施工现场进行现场进行防水板施工技术交底，并对作业工班进行机械设备操作培训，施工工艺的讲解和演示。
液压防水板挂布台架要专人进行操作，防止对防水板造成破坏。
施工中应对洞内的出水部位、水量大小、涌水情况、变化规律、补给来源及水质成分等做好观测和记录。
防水板属隐蔽工程，二次衬砌灌筑前应检查防水层质量，做好接头标记，同时应严格控制二衬端头至防水板接缝的距离满足规范要求，并填写质量检查记录。
当洞内初支表面有大面积渗漏水时，应对渗漏处将环向打孔波纹管布置间距加密引至中心水沟内排出，对成股流水处进行钻孔，直接采用盲管将成股流水引至中心水沟内。
防水板安装过程中，需注意挂设时的松驰度，以确保后期二衬混凝土浇筑过程中防水板脱落在其背后形成空洞。
八、安全措施
1.进入工地须带安全帽，时刻注意安全，靠边行走，不得当道而行，以免机械碰伤。
2.防水板及土工布卷材应存放室内，库房应整洁、干燥、无火源，自然通风要好，库房温度不得高于40度，并应远离高温热源。
存放地点应设置消防器材及防火安全警示标志，并有专人负责看管和发放。
3.防水板铺设地段应配备足够数量的消防器材。
4.防水板施工时严禁吸烟，如钢筋需焊接作业时，应设临时阻燃挡板防止机械损伤和电火花灼伤防水板。
5.防水板作业面的照明灯具严禁烘烤防水板。
其防水板间距不得小于50cm。
6.高处作业须系安全带，台车两端须有护栏及防坠网等安保设施。
7.现场用电须有专业电工指导监督，严禁乱拉乱接，热熔设备应有专人跟踪保管，避免烫伤。
8.防水板作业台车边缘须设安全围栏，防止掉落。
九、环保措施
1.现场防水板、土工布、止水带、排水盲管等材料搬运及装卸作业要文明，做到轻起、稳放、确保原材料不受变形。
2.做好洞内临时排水，保持作业面干净。
3.禁止焚烧防水板、止水带等能产生有毒、有害气体的物质。
4.施工废水及施工垃圾不得随意排放、丢弃，施工废水得经过处理池处理后再排放到指定地点，施工垃圾倒置在指定地方统一处理。
十、效益分析
我们对新开发的防水板作业台车同传统的简易台架就经济效益（一个循环6米）进行了对比，具体数据如下（见下页）：
从下表我们可以看出，一个循环，用新的作业台车将比传统简易台车节约5.8个工时，以黄家台隧道进口为例，这样我们将节约2426/6*5.8=2345工时，人工费按300元/工日，节约9万元。
传统简易台架材料费和加工费约7万元，液压自行式防水板挂布台车采购价为16万元，由此看出新型台车成本与简易台架大致相同。
新老台车时效对比表（6m）
台车
类型
台车就位
放铺防水板
焊接
总共所需工时
人工
时间（min）
人工
时间（min）
人工
时间（min）
新开发专用作业台车
1
10
2
30
2
150
6.2
传统简易台架
2
30
2
90
2
240
12
采用新型液压自行式防水板挂布台车施工时，可以对宽幅防水板进行敷设施工，减少防水板搭接接缝数量，每6m长节约30cm宽的接缝防水板，共计节约防水板材料费约9万元。
同时加强了防水板施工质量，确保二衬施工后不渗漏水，减少渗水缺陷处理费用。
综上所述，新型液压自行式防水板挂布台车不但降低了工人的劳动强度，缩短了施工循环时间，提高了50%的工作效率，利于加快二衬施工，减少因安全布距超标而引起的停工。
同时也提高了防水板施工质量和减少了材料消耗，节约了施工成本。
十一、应用实例
液压自行式防水板挂布台车防排水施工技术成功应用于黔张常铁路黄家台隧道工程当中。
液压自行式防水板挂布台车安全系数较高，进度较快，比传统的隧道防排水施工工艺有着显著的优势，是一种值得广泛推广，较为经济、先进的施工工工艺。
1.工程概况
黄家台隧道，设计长度6490m，为双线隧道。
线路纵坡依次为17.4‰、15.5‰、3.5‰的单面上坡。
结合隧道所处地形、地质条件，考虑施工工期、洞口施工条件及运营期间救援疏散要求，采用出口1座斜井。
黄家台斜井与线路交于DK165+900，平角45°，斜井长494.44m，坡度为10.6%。
斜井按单车道+错车道设计。
斜井单车道净空为5m（宽）×6m（高），中间设错车道一处，长20m，并在两端各5m范围内与单车道断面过渡。
错车道断面在单车道断面基础加宽2.5m考虑，净空7.5m（宽）×6.2m（高）。
施工组织进洞采取进口、斜井以及出口进洞施工，其中进口工区承担正洞2426m的施工，斜井承担2039m的正洞施工任务，出口工区承担正洞2025m的施工任务。
黄家台隧道Ⅱ级围岩1205m，Ⅲ级3670m，Ⅳ级1205m，Ⅴ级410m。
黄家台隧道位于湖南省桑植县境内，穿越澧水河东岸西界山。
最大埋深约710m，浅埋沟处最小埋深约42m。
隧道进口位于罗家庄米糊洞组附近，出口端位于桑植县唐坊村李家台组附近，进、出口附近均有乡村便道与干线公路相连，交通相对较为便利。
但进、出口处均为乡村土路，尚不满足施工运输车辆行驶条件。
隧道进口、出口位于陡坡地形，坡度约30～40°，植被茂密，进洞施工难度较大。
隧道斜井进口位于桑植县向家台村沟谷内，地表覆盖层较厚，且坡度较陡，地质条件差。
2.应用效果
行走系统：
采用与二衬台车相同的电机系统，移动、定位均是采用电力，由电路统一控制，较普通防水板台车更为方便、快捷，可提高工作效率。
提升系统：
无纺布、防水板均可通过提升系统进行提升，通过门架四周的卷扬机，将防水板通过顶部弧形轨道从一侧牵引至另一侧，解决了以往上防水板较慢的问题，大大降低了工人的劳动强度。
液压系统：
通过固定于门架与弧形滑动轨道之间的液压缸，将牵引好的防水板顶伸至离工作面较近处，再进行防水板焊接，解决了以往防水板铺设易出现大面积褶皱的问题。
对于成本控制,可以通过提高生产进度,加快整体施工进度，以及减少材料消耗，提高工程质量，减少后期缺陷修复等来降低成本，所体现出的经济效益和社会效益是显而易见的，值得推广。
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