模筑混凝土衬砌是一种在隧道工程、水利渠道等建筑工程中广泛应用的永久性支护结构,它通过现场浇筑混凝土来形成衬砌层,以增强结构的稳定性和耐久性。
定义与原理
模筑混凝土衬砌指的是在立拱架或模板后修筑的隧道衬砌。其原理是在隧道洞身周边,通过预先搭建的模板和拱架,现场浇筑混凝土,待混凝土硬化后形成坚固的衬砌层,以防止围岩变形或坍塌。
结构特点
模筑混凝土衬砌具有良好的整体性和抗渗性,能够适应多种地质条件。其结构特点在于混凝土能够紧密地与围岩结合,形成连续的支护体系,有效抵抗围岩压力和地下水侵蚀。
施工流程
模筑混凝土衬砌的施工流程包括准备工作、混凝土制备和运送、灌筑作业、养护、拱圈背部回填和拆模等主要工序。施工前需进行测量、检查开挖断面,架设模板支架或拱架,然后进行混凝土的搅拌、运输和浇筑,最后进行养护和拆模。
材料选择
模筑混凝土衬砌的材料选择至关重要。混凝土原材料包括水泥、砂子、石子、水、外加剂和混合材等,这些材料的质量和配比直接影响衬砌的强度和耐久性。钢筋作为增强材料,也需按照设计要求进行布置和连接。
模板与拱架
模板和拱架是模筑混凝土衬砌施工中的关键设备。模板用于形成衬砌的形状和尺寸,而拱架则提供支撑和稳定性。模板和拱架的选择和安装需严格按照设计要求进行,以确保施工质量和安全。
混凝土制备与运送
混凝土的制备和运送是模筑混凝土衬砌施工中的重要环节。混凝土应严格按照重量配合比进行搅拌,确保其坍落度满足施工要求。运送过程中需采取措施防止混凝土离析和漏浆,确保混凝土质量。
灌筑作业
灌筑作业是模筑混凝土衬砌施工中的核心环节。灌筑时应分段进行,从两侧拱脚开始向上分层对称进行,每层需进行捣固以确保混凝土密实。拱圈混凝土灌筑时还需注意封顶作业,可采用活封口或死封口方式。
养护与拆模
混凝土衬砌浇筑完成后需进行养护,以保证其强度和耐久性。养护时间应根据气温和混凝土强度增长情况确定。养护期间需保持混凝土表面湿润,避免干裂。拆模时间也需根据混凝土强度确定,一般需达到设计强度的75%以上方可拆模。
防水与排水
模筑混凝土衬砌还需考虑防水与排水问题。在地质条件较差的地段,需向衬砌背后压注水泥砂浆以堵塞空隙和裂隙,防止地下水渗漏。还需在衬砌中设置排水系统,将地下水引导至隧道外部。
机械化施工
随着机械化施工技术的发展,模筑混凝土衬砌已广泛采用综合机械化施工方式。如采用全断面的金属模板台车、风动混凝土输送器和混凝土泵等设备,可大大提高施工效率和质量。
应用实例
模筑混凝土衬砌在各类隧道工程中均有广泛应用。如铁路隧道、公路隧道、水工隧洞等。这些工程通过采用模筑混凝土衬砌,有效提高了隧道的稳定性和耐久性,保障了交通运输的安全和畅通。
模筑混凝土衬砌是一种在隧道工程等建筑工程中广泛应用的永久性支护结构。其通过现场浇筑混凝土形成衬砌层,具有良好的整体性和抗渗性,能够适应多种地质条件。在施工过程中需严格控制材料质量、施工流程和工艺参数,以确保施工质量和安全。