QC铁路隧道仰拱快速施工设备的研制

铁路隧道仰拱快速铁路隧道仰拱快速施工施工设备的研制设备的研制中铁二局二公司贵广项目部中铁二局二公司贵广项目部QCQC小组小组发发 布布 人：张人：张 勇勇 目目 录录1 1概述概述小组概况小组概况 2 23 34 45 56 6对策与实施对策与实施效果检查效果检查7 78 89 9选择课题选择课题 设定目标设定目标 提出并确定最佳方案提出并确定最佳方案 巩固措施巩固措施 总结总结 一、概述一、概述仰拱设计图（单位：cm）隧道掌子隧道掌子面开挖面开挖隧道衬砌隧道衬砌 隧道施工主要分为洞身开挖和二次衬砌等工序。隧道施工主要分为洞身开挖和二次衬砌等工序。为了防止隧道为了防止隧道开挖后发生坍方等安全事故，确保铁路隧道施工安全，铁道部对隧开挖后发生坍方等安全事故，确保铁路隧道施工安全，铁道部对隧道施工工序二衬中仰拱与掌子面的最大距离作了强制性规定，在施道施工工序二衬中仰拱与掌子面的最大距离作了强制性规定，在施工过程中不得违反。工过程中不得违反。二、选择课题二、选择课题o（一）、问题的提出o在当前隧道施工中，受仰拱填充混凝土施工循环时间长的影响，仰拱施工进度难以在铁道部规定的安全距离内满足与隧道掌子面的掘进速度一致的要求。同时，铁道部在贵广铁路长大隧道施工中设立了隧道机械化配套快速施工科研课题，目前没有理想的没有理想的仰拱施工的配套设备。（二）、目前隧道仰拱施工现状（二）、目前隧道仰拱施工现状仰拱施工现状分析表仰拱施工现状分析表 比对项目比对项目方案方案仰拱施工仰拱施工每月每月平均进度平均进度施工进度评价施工进度评价工工程程质质量量施工成本施工成本安装拆模速度安装拆模速度仰拱台车仰拱台车120120延米延米无法满足快速施工无法满足快速施工的要求。采用单车的要求。采用单车道，混凝土浇筑时，道，混凝土浇筑时，洞内交通受阻洞内交通受阻好好一次性投入一次性投入较大较大连续施工快；但连续施工快；但若两个作业面跳若两个作业面跳段施工，比较麻段施工，比较麻烦，不灵活烦，不灵活小模板小模板9090延米延米无法满足快速施工无法满足快速施工的要求。的要求。差差一次性投入一次性投入小，但加固小，但加固钢筋用量大，钢筋用量大，总体使用成总体使用成本高本高不受作业面的影不受作业面的影响，比较灵活；响，比较灵活；安装加固时间长安装加固时间长v对以上两种不同的仰拱模板方案的分析后不难看出，每天的最大进度只有4延米，最大月进度为120延米。而在贵广铁路施工中，机械化配套快速施工方案月进度180延米，要满足6 6延米延米/天天的进度的要求，才能保证在安全步距内快速施工，不影响隧道二次衬砌等后续工序的开展。仰拱施工的进度问题成为了在安全步距内实施隧道快速施工方案的瓶颈瓶颈。（三）课题选定（三）课题选定v随着我国建设事业的不断发展，对工程质量的要求不断的提高，铁道部推行“标准化建设”是又好又快推进大规模高铁建设的重要保障。我们承建的油竹山隧道全长9896m，为级高风险隧道，一方面是贵广铁路的重点工程，铁道部机械化配套快速施工科研课题的实验点，我们必须解决仰拱施的进度问题。另一方面，隧道仰拱施工进度慢，制约隧道总体施工进度问题十分突出。研制仰拱快速施工设备，已成为业界的迫切需求。所以，本小组选定研制仰拱快速施工设备为小组攻关方向。1 1、小组简介表、小组简介表小组名称：小组名称：中铁二局二公司贵广中铁二局二公司贵广项目部项目部QCQC小组小组课题名称：双线铁路隧道仰拱快课题名称：双线铁路隧道仰拱快速施工设备的研制速施工设备的研制第二次注册编号：二第二次注册编号：二11-11-贵贵0101类型：创新型类型：创新型活动次数：活动次数：1212次次出勤率：出勤率：98%98%人均接受人均接受TQCTQC教育：教育：4848小时小时平均年龄：平均年龄：3131岁岁 三、小组概况三、小组概况2 2、小组成员表、小组成员表序号姓 名性别学 历职 称/职 务组 内 分 工1张勇男本科工程师整体策划、组织实施、成果整理2胡守斌男本科工程师监督检查3周守银男大专助工技术指导、检查4龚家莹男本科助工课题实施5张金柱男大专助工技术指导、课题实施6邓跃男本科助工课题实施7王中柱男大专助工课题实施8王磊男大专助工课题实施9易勇男大专助工课题实施四、设定目标四、设定目标v因油竹山隧道最大月进度为180成延米，所以我们设立以下目标：1、课题目标：研制仰拱快速施工设备。2、目标值：实现在安全步距内仰拱施工进度与隧道掘进速度一 致的目标，月完成仰供200220延米。五、提出方案并确定最佳方案五、提出方案并确定最佳方案v（一）（一）方案的提出方案的提出vQCQC小组反复进行了现场调查，收集了资料，经分析讨论后确定，要小组反复进行了现场调查，收集了资料，经分析讨论后确定，要实现隧道仰拱快速施工，需解决三个问题，即：实现隧道仰拱快速施工，需解决三个问题，即：A:A:仰拱模板的安装固定和拆除快速；仰拱模板的安装固定和拆除快速；B:B:仰拱填充混凝土浇筑快速；仰拱填充混凝土浇筑快速；C:C:能与现有设备配套使用。能与现有设备配套使用。v作为混凝土施工模具，一方面必须要考试虑用什么样的模板、如何作为混凝土施工模具，一方面必须要考试虑用什么样的模板、如何固定和拆除模板；另一方面因为仰拱位于隧道底部，它的施工势必固定和拆除模板；另一方面因为仰拱位于隧道底部，它的施工势必影响洞内交通，所以必须用栈桥来保持交通。小组运用影响洞内交通，所以必须用栈桥来保持交通。小组运用“头脑风暴头脑风暴法法”，集思广益，按照快速施工的思路，从模板、模板定位系统、，集思广益，按照快速施工的思路，从模板、模板定位系统、栈桥等方面着手，分别提出了栈桥等方面着手，分别提出了3 3个方案，整理成树图如下：个方案，整理成树图如下：研制仰拱快速施工设备研制仰拱快速施工设备研制模板研制模板研制定位系统研制定位系统研制栈桥研制栈桥整整体体式式模模板板折叠式模板轨道式模板配重式地锚式顶撑式贝雷梁栈桥分离式短栈桥分离式长栈桥（二）（二）各种方案的试验、分析、评价各种方案的试验、分析、评价v1 1、研制模板并试验、分析和评价、研制模板并试验、分析和评价v整体式模板整体式模板v折叠式模板折叠式模板v轨道式模板轨道式模板模板模板轨道式轨道式整体式整体式折叠式折叠式整体式模板整体式模板整体式模板试验、分析、评价表整体式模板试验、分析、评价表试验测算特点分析示图制作整体式模板试验：制作整体式模板试验：整体式模板分为左右两幅，长8m，宽3m。优点：优点：1、制作及安装（拆卸）较方便、快捷；2、仰拱施工质量好；3、对模板工人技能要求低成本计算：成本计算：每套约4t，制造成本约3.2万元。缺点：缺点：1、需要吊装设备配合安装和拆除，易受到设备不足的限制。2、拆除后存放场地面积较大。评价：在施工进度和质量方面有较大的提高，使用较方便。基本满足快速施工的要求。试验时间 试验地点油竹山隧道出口责任人张勇、王中柱、龚家莹折叠式模板折叠式模板折叠式模板试验、分析、评价表折叠式模板试验、分析、评价表试验测算试验测算特点分析特点分析示图示图折叠式模板试验：折折叠式模板试验：折叠式模板分为左右两叠式模板分为左右两幅，每幅由幅，每幅由3 3块模板铰块模板铰拼而成，长拼而成，长8m8m，宽，宽1.1m1.1m、1.2m1.2m、0.7m0.7m。优点：优点：1 1、制作及安装（拆卸）、制作及安装（拆卸）非常方便、快捷；非常方便、快捷；2 2、仰拱施工质量好；、仰拱施工质量好；3 3、对模板工人技能要、对模板工人技能要求低求低成本计算：每套约成本计算：每套约3.5t3.5t，制造成本约，制造成本约2.82.8万元。万元。缺点：缺点：1 1、模板折叠处有轻为、模板折叠处有轻为漏浆。漏浆。评价：评价：在施工进度和质量方面有较大的在施工进度和质量方面有较大的提高，使用非常方便。完全满足提高，使用非常方便。完全满足快速施工的要求。快速施工的要求。试验时间试验时间 试验地点试验地点油竹山隧道进口油竹山隧道进口责任人责任人张金柱、邓跃、周守银张金柱、邓跃、周守银轨道式模板轨道式模板试验测算试验测算特点分析特点分析示图示图轨道式模板试验：轨道式轨道式模板试验：轨道式模板分为左右两幅，每幅模板分为左右两幅，每幅由由3 3块模板，长块模板，长8m8m，宽，宽1.1m1.1m、1.2m1.2m、0.7m0.7m组成，组成，通过在模板两端安设模板通过在模板两端安设模板轨道，达到便于安装、折轨道，达到便于安装、折除模板。除模板。优点：优点：1 1、制作及安装（拆卸）、制作及安装（拆卸）较方便、快捷；较方便、快捷；2 2、仰拱施工质量好；、仰拱施工质量好；3 3、对模板工人技能要求、对模板工人技能要求低。低。成本计算：每套约成本计算：每套约3.5t3.5t，制造成本约制造成本约2.82.8万元。万元。缺点：缺点：1 1、轨道处易被混凝土堵、轨道处易被混凝土堵塞。塞。评价：评价：在施工进度和质量方面在施工进度和质量方面有较大的提高，使用较为方有较大的提高，使用较为方便。基本满足快速施工的要便。基本满足快速施工的要求。求。试验时间试验时间试验地点试验地点油竹山隧道进口油竹山隧道进口责任人责任人王磊、易勇、胡守斌王磊、易勇、胡守斌轨道轨道配重式模板定位系统配重式模板定位系统地锚式模板定位系统地锚式模板定位系统顶撑式模板定位系统顶撑式模板定位系统2 2、研制定位系统的试验分析、研制定位系统的试验分析配重式模板定位系统配重式模板定位系统配重式模板试验、分析、评价表配重式模板试验、分析、评价表试验测算特点分析示图制作制作:配重式模板定位配重式模板定位系统试验：系统试验：配重式定位系通过在模板上加配重的方式来固定模板优点：优点：1、快速，固定可靠。2、对工人技能要求低。成本计算：成本计算：每套配重约6t，制造成本约3万元。缺点：缺点：1、需要吊装设备配合安装和拆除，易受到设备不足的限制总体评价：使用较方便、可靠。基本满足快速施工的要求。试验时间 试验地点油竹山隧道出口责任人张勇、王中柱、龚家莹地锚式模板定位系统地锚式模板定位系统地锚式定位系统试验、分析、评价表地锚式定位系统试验、分析、评价表试验测算特点分析示图制作地锚式模板定位系制作地锚式模板定位系统试验：统试验：主要通过在模板两端的围岩置入锚杆，再把锚杆与模板连接，固定模板。优点：优点：1、制作及安装（拆卸）较方便；2、定位效果好；3、对模板工人技能要求低。成本计算：成本计算：每次需要施作锚杆12m，约450元。缺点：缺点：1、成本较高；2、锚杆的锚固质量对固定效果影响大。总体评价：能满足快速施工的要求。试验时间油竹山隧道进口责任人张金柱、邓跃、周守银顶撑式模板定位系统顶撑式模板定位系统试验测算特点分析示图顶撑式模板定位系统试验：利用仰拱施工两幅模板受力方向基本相反的特点，制作型钢桁架顶撑让两边的模板对撑，通过反力来固定模板。优点：1、安装（拆卸）较方便、快捷；2、固定效果好；3、对模板工人技能要求低。成本计算：每套约2.5t，制造成本约2.0万元。缺点：1、制作复杂；2、一次性投入成本较高。总体评价：使用方便，满足快速施工的要求。试验时间试验地点油竹山隧道进口责任人王磊、易勇、胡守斌顶撑式定位系统试验、分析、评价表顶撑式定位系统试验、分析、评价表n 贝雷梁栈桥贝雷梁栈桥n 12m12m分离短栈桥分离短栈桥n 20m20m分离式栈桥分离式栈桥贝雷梁贝雷梁栈桥栈桥12m短栈桥短栈桥20m分离式分离式长栈桥长栈桥3 3、对栈桥的方案进行试验、对栈桥的方案进行试验 贝雷梁栈桥贝雷梁栈桥试验测算特点分析示图购置贝雷梁栈桥试购置贝雷梁栈桥试验：验：长20m，宽6.1m优点：优点：1、长度大，可以提供2个作业区流水作业；2、安全性高。成本：购置费成本：购置费18.5万元。缺点：缺点：1、重量22t，移动困难。2、单车道，混凝土施工时，洞内出碴交通受干挠大。总体评价：使用不方便。基本满足快速施工的要求。试验时间 试验地点油竹山隧道出口责任人龚家莹、王中柱、张勇贝雷梁栈桥试验、分析、评价表贝