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滑模攤鋪機在英吉利海峽隧道連線鐵路項目運用

   日期:2017-09-07    
在鐵路隧道、無碴軌道、混凝土整體道床、以及防脫軌護欄等鐵道工程專用項目中采用滑模技術攤鋪,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目便是一個好例子。
  英吉利海峽隧道連線鐵路(CTRL)第220號合同標段(C220),位于英國倫敦附近的Stratford Box,該標段由兩孔單線隧道組成。該項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主隧道標段,C220是其中最大的一個。這三個標段均采用GOMACO滑模攤鋪機進行隧道內鐵路道床及兩側人行通道的攤鋪工作。采用滑模攤鋪的隧道總長度約為22英里(35.4公里),總攤鋪長度則達到65英里(105公里)。
  該標段兩孔新建隧道的承建商為Nishimatsu-Cementation Skanska聯合體,項目經理方為Rail link Engineering(由Bechtel公司負責管理),客戶為聯合鐵路公司。C220標段于三年前開工,首先進行的是兩孔隧道的TBM鉆進與建造。隧道每孔長4.7英里(7.5公里),內徑23.5英尺(7.15米)。目前兩孔隧道均已進入最后施工階段,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通道。
  混凝土人行通道是否能牢固地附著在圓形隧道內壁上呢?一開始聯合體的成員對此心存疑慮。此外他們對水泥混凝土滑模攤鋪以及滑模攤鋪機的使用所知有限。因此,決定讓GOMACO公司推薦的工程師Peter Davidson在實際攤鋪前采用GOMACO公司的Commander III滑模攤鋪機進行試鋪,看看能否進行本項目的滑模攤鋪工作。
  “在決定開始攤鋪之前,我們進行了多次試鋪,” 聯合體負責C220標段鐵路隧道的代理人Bill Brundan說?!拔覀冊诘孛嫔辖ㄔ炝藥讉€模型隧道,其中安裝了若干段預制混凝土拱來模擬實際隧道,并使用Commander III進行試鋪,以考察這種方法是否可行。其中測試的項目包括鋼筋、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壁上?!?br/>  四條隧道、大量的施工設備、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鐵路線上一個新的火車站,而C220標段的兩座新建隧道,正是這條高速鐵路的一部分。
  在隧道內采用了與其它項目不同的單位進行距離計量。隧道的測量單位叫“節(jié)”(ring)。 “我們使用隧道掘進機(盾構)修建隧道時要計量節(jié)數,”Brundan說,“計量節(jié)數比計量測鏈數和實際長度要簡便”。隧道由預制混凝土拱段筑成,每節(jié)混凝土拱共有十塊。每塊重3.0噸,這樣10個預制塊組成的一節(jié)混凝土拱總重量大約有30噸。一節(jié)預制混凝土拱段長4.9英尺(1.5米),每孔隧道約有5,020節(jié),其長度約為4.7英里(7.5公里)。
  Commander III滑模攤鋪機及在隧道內工作的所有其它設備均在新建的鐵路道床上行駛。鐵路道床是隧道內三種攤鋪工作中的第一階段首先需要完成的部分?!拌F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攤鋪機的履帶可最大傾斜35。,以便適應圓形隧道的弧度。隧道內鐵路道床攤鋪中另外一個挑戰(zhàn)就是需要在一條直徑9.8英寸(250 mm)的管道上方進行滑模攤鋪。
  滑模攤鋪鐵路道床時,Commander III攤鋪機不間斷地連續(xù)運行了10天半,每天運行24小時,中間沒有停歇。在此期間,Peter Davidson的小組鋪設了4.7英里(7.5公里)鐵路道床,即該標段一條單線隧道的整個長度范圍。這樣就完成了C220標段中CTRL項目混凝土滑模攤鋪項目的第一階段。下一個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通道。緊急疏散通道是在發(fā)生緊急情況時供乘客使用的。乘客們需要從火車上疏散出去時,只需步出火車,走到疏散通道上,按標識逃離隧道即可。
  攤鋪機的模具是液壓可伸縮的。其頂板和側板最大均可伸縮20英寸(500毫米)。要在保證線形和標高的同時把人行通道沿著彎彎曲曲的隧道輪廓攤鋪出來,開始時很需要一點技巧。要知道完工后的人行通道的外側面,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。這個混凝土塊真的非常大,幾乎可以把攤鋪機從通道的墻體推開。
  “我們用了一套帶有輪子的液壓千斤頂裝置來增強機身的平衡。輪子從攤鋪機機身上伸出來,并沿著正在攤鋪的通道對側的隧道內壁移動,”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。實際上這個隧道中根本就沒有直線段,而在這套系統(tǒng)的輔助下,整個工藝非常穩(wěn)定,確保了通道墻體的垂直度?!?br/>  與鐵路道床一樣,在攤鋪人行通道時也需對風道和管道進行處理。對這些風道和管道進行表面修整的工作均直接在攤鋪機的后面進行,不需留到以后某一天再來補做。由于其外形尺寸合適,運載能力也夠大,Dux卡車早在項目規(guī)劃階段即已選定。Dux卡車的司機將裝載的混凝土以盡可能快的速度倒進一個大翻斗車內,然后用一臺13噸的挖機將混凝土從翻斗車

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