摘要：洞库作为地下工程的一种建筑形式，存在洞室数量多，断面跨度、长度不一的特点，如何选择合理、经济、有效的衬砌支撑体系，是洞库衬砌施工的一个重要难点。文章对断面变化频繁的洞库中二次衬砌的统筹施工进行了研究分析，以供参考。
关键词：洞库；二次衬砌；施工
1前言
随着我国经济实力的提高，国际地位上的不断提升，国家对基础设施投入的不断加大，尤其是近几年战略储备库、天然气洞库、石油洞库的建设不断增多，以及国家对基础建设的施工标要求（如环保、能耗、安全质量、职业健康等）的不断提高，地下工程大型洞库比重将越来越大；在地下施工领域中，传统的施工工艺已不能满足国家对环保、低耗能、经济性和高安全质量的要求，而以凿岩台车、混凝土喷射机械手、服务平台车、注浆机和装运设备在内的机械化配套施工工艺对环境污染少，安全系数较高，成本低，消耗能量少，比传统的地下工程施工工艺有着显著的优势，必将成为以后大型洞库施工的主导方法。
2大型地下洞库机械化配套选型要点
1）设备的选型和数量要满足快速机械化施工的要求。2）高度机械化施工要满足全断面施工工法要求。3）洞内电压需满足机械设备的正常运转。4）机械质量可靠、维修简便、经济合理是机械设备选型配套的重要标准。5）选用机械设备的配件易于购买，配件和易损件能及时供应。6）选型要保证施工质量简单易控。7）选型要保证施工期间的安全、环境总是良好可控。
3机械化施工作业线
3.1凿岩台车开挖作业线
开挖作业线配备了两台TAMROCK凿岩台车、两台ATLAS凿岩台车和美国JLG高空作业平台车。在施工高峰期会达到14个作业面。采用凿岩台车开挖（2h内完成钻孔），平台车装药（装药时凿岩台车开往其它作业面继续开挖）。这一套配置可达到凿岩台车最大利用率，施工速度、质量均能完美保证。
3.2出碴作业线
大型地下洞库同时施工的作业面有时候多达12～14个，配置了3台PC220挖掘机，用于找顶、扒碴工序施工；配置9台ZLC50C柳工装载机和2台小松WA380装载机及25辆20t北方奔驰自卸汽车大型装碴出碴设备的配套是紧密配合高效的钻爆设备的应用，进一步提高了洞库多断面开挖施工效率。
3.3喷混凝土支护作业线
为进一步提高机械化配套施工的工效，施工中引进了一台普茨迈斯特公司的Sika-PM500PC混凝土喷射机组和麦斯特Mecyo混凝土喷射机组。该设备通过操作有线“遥控器”来控制喷射头进行喷混凝土作业，具有人机对话、施喷数据设置、记录储存、即时显示喷射工况、故障警告等先进的自动控制系统，喷混凝土效果平整夯实。喷混凝土时，作业面空气良好，可见度非常好，施工环境非常良好。
3.4锚杆支护作业线与注浆作业线
由于洞库内锚杆施工量巨大，洞库空间受限（最大9m×10m），而且洞库绝大部分施工地段有12°的斜坡，传统的锚杆作业台架移动慢且斜坡移动不安全，在洞库内占据面积较大，不满足安全施工需求。现采取凿岩台车施钻锚杆孔，使用美国JLG高空作业平台车进行锚杆安装。这样既满足施工需求，又保证了洞库的安全。在锚杆安装完毕后，立即使用注浆机进行注浆作业。为保证注浆实际效果和减少工人工作强度，采取了普茨迈斯特S5TM型注浆机。该设备可1～2人操作，单人拉动，一人搅拌砂浆，一人在平台车上注浆，实现高效、低强度、快速地完成注浆施工。
3.5地质探孔施工与帷幕注浆作业线
在常规项目，地质探孔一般是采用液压单臂钻机进行该项目施工。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆洞库项目原有配置了液压凿岩台车，该设备可以使用大口径钻头（直径108m）接杆钻孔（最长可接60m），完全满足地质探孔施工需求。在超前帷幕注浆工序中，也是采取凿岩台车钻孔（15～40m），注浆机进行注浆方法进行施工。这样可以最大效率利用设备，减少投入。
3.6水幕作业线
洞库在主洞库开挖前，主要进行主洞库水幕覆盖。水幕巷道内由于空间受限（6m×7m）不能采取凿岩台车钻孔的方式，采取水幕钻机，该设备体积小，钻孔功率较高，完全能满足水幕钻孔的需求。
4衬砌支撑体系简介
4.1液压衬砌台车
（1）液压衬砌台车组成及工艺流程。液压衬砌台车主要由托架系统、门架系统、支撑系统、液压系统、行走系统及小型钢模板等组成（由于本工程的断面较多、长度不一的特殊性，为了节省成本，材料可以周转使用，所以本工程选用的液压台车未采用固定的大块钢板，而是采用小型钢模板拼装）。其施工工艺流程为：地基平整处理→铺设枕木钢轨→依次安装门架、托架、支撑系统→小钢模板安装→衬砌砼浇筑→模板拆除→台车移位。（2）施工控制要点：①台车与上环衬砌的搭接长度控制在5cm以内，并使用止浆条止浆，避免搭接过长出现错台窜浆；②采用先侧边后拱顶的顺序浇筑砼，左右两侧交叉浇筑，应适当控制砼浇筑速度，避免单侧荷载过大产生变形；③砼浇筑过程中，使用台车附着式振捣器进行振捣，并适当辅以人工振捣；④砼浇筑过程中，需加强对衬砌台车的变形及沉降观测，边灌注边紧支撑，特别是连接处，避免出现模板松动而造成搭接错台；⑤拆模时，应控制液压系统缓慢使模板与砼表面分离，防止速度过快，造成砼表面拉伤。
4.2满堂衬砌支架
（1）满堂衬砌支架组成及工艺流程。满堂衬砌支架主要由碗扣式脚手架，I16工字钢拱架、钢管及小钢模板组成，由钢拱架与小钢模板形成拱圈，碗扣式脚手架作为支撑体系。其施工工艺流程为：地基平整处理→摆放垫板→脚手架搭设→钢拱架架设→小钢模板安装→衬砌砼浇筑→小钢模板、钢拱架及脚手架拆除。（2）施工控制要点。除液压衬砌台车提到的①、②、④条外，还应注意：整个砼浇筑过程采用人工振捣的方式，应根据振捣棒振捣范围，留置振捣窗口，确保振捣全面，保证混凝土质量。
5施工通风配置
洞库采用多个通风竖井辅助通风。新鲜空气通过竖井进入交通巷道内，在交通巷道内安装先进的大功率通风机，配以风路损失小的优质通风管送入洞库作业面。洞库施工高峰期计划有12～14个作业面同时工作，每个作业面均需要一台风机供风。各主洞库的设备竖井与主洞库贯通后，也可以作为辅助通风通道，根据通风情况从操作竖井内压入新鲜空气，也可以在必要的位置设射流风机辅助通风。在洞库内必要的位置也可以增设一些通风连接巷道，将各洞库连接起来，避免出现通风死角。竖井在井身开挖过程中，由于断面较小，用11kW轴流式通风机辅助通风即可满足。
6结语
在高强度、恶劣的使用环境下，如何延长设备寿命、如何节约设备配件、如何合理调配施工人员、对电力、油料的控制、为设备经济性能研究做好基础材料的收集、电力配套设备的精简、提高利用率、和特大洞库工程中用电安全、通风管理等的管理都至关重要。
参考文献
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论文作者:康智翔
论文发表刊物:《基层建设》2019年第30期
论文发表时间:2020/3/11
标签：作业论文; 台车论文; 设备论文; 混凝土论文; 断面论文; 注浆论文; 竖井论文; 《基层建设》2019年第30期论文;