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滑模攤鋪機(jī)在英吉利海峽隧道連線鐵路項(xiàng)目運(yùn)用

   日期:2017-08-12    
在鐵路隧道、無碴軌道、混凝土整體道床、以及防脫軌護(hù)欄等鐵道工程專用項(xiàng)目中采用滑模技術(shù)攤鋪,比使用傳統(tǒng)方法快幾倍,并能節(jié)省幾倍的人工。英吉利海峽隧道連線鐵路項(xiàng)目便是一個(gè)好例子。
  英吉利海峽隧道連線鐵路(CTRL)第220號(hào)合同標(biāo)段(C220),位于英國(guó)倫敦附近的Stratford Box,該標(biāo)段由兩孔單線隧道組成。該項(xiàng)目將倫敦市中心與英吉利海峽隧道及歐洲連為一體。建于倫敦東部的地下高速連線鐵路有三個(gè)主隧道標(biāo)段,C220是其中最大的一個(gè)。這三個(gè)標(biāo)段均采用GOMACO滑模攤鋪機(jī)進(jìn)行隧道內(nèi)鐵路道床及兩側(cè)人行通道的攤鋪工作。采用滑模攤鋪的隧道總長(zhǎng)度約為22英里(35.4公里),總攤鋪長(zhǎng)度則達(dá)到65英里(105公里)。
  該標(biāo)段兩孔新建隧道的承建商為Nishimatsu-Cementation Skanska聯(lián)合體,項(xiàng)目經(jīng)理方為Rail link Engineering(由Bechtel公司負(fù)責(zé)管理),客戶為聯(lián)合鐵路公司。C220標(biāo)段于三年前開工,首先進(jìn)行的是兩孔隧道的TBM鉆進(jìn)與建造。隧道每孔長(zhǎng)4.7英里(7.5公里),內(nèi)徑23.5英尺(7.15米)。目前兩孔隧道均已進(jìn)入最后施工階段,即滑模攤鋪混凝土鐵路道床、一條緊急疏散通道以及一條維護(hù)通道。
  混凝土人行通道是否能牢固地附著在圓形隧道內(nèi)壁上呢?一開始聯(lián)合體的成員對(duì)此心存疑慮。此外他們對(duì)水泥混凝土滑模攤鋪以及滑模攤鋪機(jī)的使用所知有限。因此,決定讓GOMACO公司推薦的工程師Peter Davidson在實(shí)際攤鋪前采用GOMACO公司的Commander III滑模攤鋪機(jī)進(jìn)行試鋪,看看能否進(jìn)行本項(xiàng)目的滑模攤鋪工作。
  “在決定開始攤鋪之前,我們進(jìn)行了多次試鋪,” 聯(lián)合體負(fù)責(zé)C220標(biāo)段鐵路隧道的代理人Bill Brundan說?!拔覀?cè)诘孛嫔辖ㄔ炝藥讉€(gè)模型隧道,其中安裝了若干段預(yù)制混凝土拱來模擬實(shí)際隧道,并使用Commander III進(jìn)行試鋪,以考察這種方法是否可行。其中測(cè)試的項(xiàng)目包括鋼筋、傳力桿,以及采取何種方式才能把混凝土牢固地附著于隧道內(nèi)壁上?!?br/>  四條隧道、大量的施工設(shè)備、混凝土攪拌站和隧道出口匯集在Stratford Box。將來有一天這里將成為一條高速客運(yùn)鐵路線上一個(gè)新的火車站,而C220標(biāo)段的兩座新建隧道,正是這條高速鐵路的一部分。
  在隧道內(nèi)采用了與其它項(xiàng)目不同的單位進(jìn)行距離計(jì)量。隧道的測(cè)量單位叫“節(jié)”(ring)。 “我們使用隧道掘進(jìn)機(jī)(盾構(gòu))修建隧道時(shí)要計(jì)量節(jié)數(shù),”Brundan說,“計(jì)量節(jié)數(shù)比計(jì)量測(cè)鏈數(shù)和實(shí)際長(zhǎng)度要簡(jiǎn)便”。隧道由預(yù)制混凝土拱段筑成,每節(jié)混凝土拱共有十塊。每塊重3.0噸,這樣10個(gè)預(yù)制塊組成的一節(jié)混凝土拱總重量大約有30噸。一節(jié)預(yù)制混凝土拱段長(zhǎng)4.9英尺(1.5米),每孔隧道約有5,020節(jié),其長(zhǎng)度約為4.7英里(7.5公里)。
  Commander III滑模攤鋪機(jī)及在隧道內(nèi)工作的所有其它設(shè)備均在新建的鐵路道床上行駛。鐵路道床是隧道內(nèi)三種攤鋪工作中的第一階段首先需要完成的部分。“鐵路道床的行車面寬約8.2英尺(2.5米),”Brundan說,“由于道床是在圓形隧道中攤鋪的,因此在隧道中線處道床的厚度約為23.6英寸(600毫米)?!盋ommander III攤鋪機(jī)的履帶可最大傾斜35。,以便適應(yīng)圓形隧道的弧度。隧道內(nèi)鐵路道床攤鋪中另外一個(gè)挑戰(zhàn)就是需要在一條直徑9.8英寸(250 mm)的管道上方進(jìn)行滑模攤鋪。
  滑模攤鋪鐵路道床時(shí),Commander III攤鋪機(jī)不間斷地連續(xù)運(yùn)行了10天半,每天運(yùn)行24小時(shí),中間沒有停歇。在此期間,Peter Davidson的小組鋪設(shè)了4.7英里(7.5公里)鐵路道床,即該標(biāo)段一條單線隧道的整個(gè)長(zhǎng)度范圍。這樣就完成了C220標(biāo)段中CTRL項(xiàng)目混凝土滑模攤鋪項(xiàng)目的第一階段。下一個(gè)階段涉及到兩種不同類型通道的滑模攤鋪:一條緊急疏散通道和一條維護(hù)通道。緊急疏散通道是在發(fā)生緊急情況時(shí)供乘客使用的。乘客們需要從火車上疏散出去時(shí),只需步出火車,走到疏散通道上,按標(biāo)識(shí)逃離隧道即可。
  攤鋪機(jī)的模具是液壓可伸縮的。其頂板和側(cè)板最大均可伸縮20英寸(500毫米)。要在保證線形和標(biāo)高的同時(shí)把人行通道沿著彎彎曲曲的隧道輪廓攤鋪出來,開始時(shí)很需要一點(diǎn)技巧。要知道完工后的人行通道的外側(cè)面,與即將在隧道中行駛的高速列車車體之間,只有僅僅兩英寸(50毫米)的距離。人行通道最大的地方有5.2英尺(1.6米)高和4.9英尺(1.5米)寬。這個(gè)混凝土塊真的非常大,幾乎可以把攤鋪機(jī)從通道的墻體推開。
  “我們用了一套帶有輪子的液壓千斤頂裝置來增強(qiáng)機(jī)身的平衡。輪子從攤鋪機(jī)機(jī)身上伸出來,并沿著正在攤鋪的通道對(duì)側(cè)的隧道內(nèi)壁移動(dòng),”Brundan繼續(xù)說,“隨著隧道線形及其曲線超高的變化,通道墻體也跟著不斷變化。實(shí)際上這個(gè)隧道中根本就沒有直線段,而在這套系統(tǒng)的輔助下,整個(gè)工藝非常穩(wěn)定,確保了通道墻體的垂直度?!?br/>  與鐵路道床一樣,在攤鋪人行通道時(shí)也需對(duì)風(fēng)道和管道進(jìn)行處理。對(duì)這些風(fēng)道和管道進(jìn)行表面修整的工作均直接在攤鋪機(jī)的后面進(jìn)行,不需留到以后某一天再來補(bǔ)做。由于其外形尺寸合適,運(yùn)載能力也夠大,Dux卡車早在項(xiàng)目規(guī)劃階段即已選定。Dux卡車的司機(jī)將裝載的混凝土以盡可能快的速度倒進(jìn)一個(gè)大翻斗車內(nèi),然后用一臺(tái)13噸的挖機(jī)將混凝土從翻斗車

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