隧道装配式仰拱施工荷载受力特征试验研究

研究目的:相比传统现浇混凝土结构,装配式结构具有标准化程度高、施工方便、现场占地小、机械化程度高、绿色环保等诸多优点。矿山法隧道采用装配式仰拱时,除考虑运营期受力工况外还要考虑施工期受力工况,为此需要在施工机具、拼装机等作用下对结构受力情况进行研究。本文以单线铁路隧道为工程背景,通过足尺试验研究预制仰拱块在施工荷载作用下的相关受力特征。研究结论:(1)当仰拱预制块单孔纵向拉紧力达到373 kN(37.3 t)时,环向缝最小处可闭合;(2)拉紧效果与拉紧顺序和拉紧方式有关,恰当的拉紧方式可改善拉紧效果;(3)在整个施工荷载作用过程中,仰拱预制块的钢筋和混凝土均处于受压状态,且未发生任何破坏,荷载作用位置及作用面积是影响仰拱预制块应力的重要因素;(4)本研究成果可应用于矿山法隧道及地下工程领域,为隧道智能化建造提供技术支撑。

西秦岭隧道仰拱预制块施工技术

为满足TBM快速掘进和长大距离步进对预制块生产进度以及后期衬砌、整体道床对预制块生产质量的双重要求,以兰渝铁路西秦岭隧道仰拱预制块生产为例,在既有施工工艺和质量控制措施的基础上,应用预埋道钉技术、仰拱预制块空中翻转技术、数字传感式温度控制技术,并采取常见病害防治措施,实现了低投入、高质量、快节奏连续生产施工。

浅埋深矿井回采巷道底鼓治理技术研究

为解决补连塔煤矿综采工作面巷道底鼓严重的问题,在底板软岩、采动压力大的条件下分别应用了反底拱法、混凝土预制块法、隔离煤柱法等底鼓治理技术,结果表明:采用反底拱法时巷道两帮最大移近量400 mm,顶底板最大移近量890 mm;采用混凝土预制块法时两帮最大移近量400 mm,顶底板最大移近量990 mm,采用隔离煤柱法时两帮最大移近量400 mm,顶底板最大移近量900 mm,应用反底拱法、混凝土预制块法、隔离煤柱法等底鼓治理技术取得的效果基本一致,但从经济效益方面考虑应选用混凝土预制块法。

矿山法隧道装配式仰拱块吊装受力特征研究

研究目的:预制装配式结构具有施工速度快、机械化程度高、质量易于控制等突出优点.矿山法隧道采用全部装配式衬砌虽然还存在一些问题,但是仰拱部分采用装配式衬砌已有隧道进行尝试.当采用整体式仰拱装配式衬砌时,单个仰拱块的体积与重量大,预制和吊装过程中的受力问题应进行相关研究.本文以单线铁路隧道为工程背景,通过足尺试验和数值模拟的方式研究预制仰拱块在养护和吊装过程中的相关受力特征.研究结论:(1)浇筑后12~24 h,因水化热影响,仰拱块内部温度达到最高值,最大变化值为32.5℃;(2)养护期间钢筋和混凝土的应力变化主要受仰拱块内部温度变化的影响,顶板混凝土的拉应力普遍大于仰拱混凝土的拉应力;(3)仰拱预制块混凝土应适当采取措施降低水化热,避免养护期间产生过大拉应力导致表面开裂;(4)吊装过程中混凝土和钢筋应力变化不大,吊装过程中仰拱块不会发生破坏;(5)吊装时在顶板中点上侧混凝土压应力变化最大,在仰拱中点下侧混凝土拉应力变化最大,腹板和吊装孔处混凝土应力变化均很小,且实测变化值与模拟值基本吻合;(6)本文研究成果可为仰拱预制块设计、预制及吊装工艺的确定提供借鉴和参考.