高鐵大斷面隧道襯砌智能化建造及質(zhì)量控制技術(shù)

胡 晶，劉建友

(中鐵工程設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)有限公司,北京 100055)

引言

改革開放40多年以來(lái),我國(guó)鐵路工程快速發(fā)展,截至2022年年底,全國(guó)已建成12 412座鐵路隧道,總長(zhǎng)達(dá)17 621 km,占中國(guó)鐵路隧道總長(zhǎng)度的90%左右。隨著隧道工程向高圍壓、軟巖破碎帶、富水地層等復(fù)雜地質(zhì)條件延伸,施工難度極大增加,隧道病害問題突出,施工質(zhì)量難以保證[1]。因此,提升隧道施工的智能化水平,保證施工質(zhì)量成為隧道建設(shè)中面臨的迫切需求。

襯砌養(yǎng)護(hù)能有效提高混凝土的強(qiáng)度和致密度,保證襯砌的強(qiáng)度。因此,國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)襯砌養(yǎng)護(hù)技術(shù)開展了廣泛的研究。候樹芃等[2]研究了一種襯砌混凝土全自動(dòng)養(yǎng)護(hù)控制系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)養(yǎng)護(hù)區(qū)域內(nèi)襯砌混凝土全覆蓋及溫度控制,降低施工成本,滿足混凝土養(yǎng)護(hù)對(duì)于溫度的要求;王彥偉等[3]提出了一種單線鐵路隧道拱頂布管自動(dòng)噴淋養(yǎng)護(hù)方法;徐國(guó)生[4]研發(fā)了移動(dòng)臺(tái)架用于隧道二次襯砌混凝土養(yǎng)護(hù),解決了施工過程中養(yǎng)護(hù)工序控制不嚴(yán)、影響混凝土耐久性的技術(shù)難題;杜強(qiáng)[5]研發(fā)了配置二襯蒸汽養(yǎng)護(hù)臺(tái)車,實(shí)現(xiàn)隧道二次混凝土蒸汽養(yǎng)護(hù),達(dá)到預(yù)防表面龜裂的目的;周平等[6]設(shè)計(jì)了一種隧道襯砌混凝土自動(dòng)養(yǎng)護(hù)系統(tǒng),該養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)具有可設(shè)置自動(dòng)噴淋的養(yǎng)護(hù)時(shí)間、作用空間小等特點(diǎn);邱玉深[7-8]提出了混凝土和大體積混凝土養(yǎng)護(hù)保濕時(shí)效性,以及冷處理和保溫處理的時(shí)機(jī);韓興博等[9]針對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)的四種失效模式,建立判斷其是否失效的數(shù)學(xué)模型,給出了何時(shí)維護(hù)、何處維護(hù)、何項(xiàng)目維護(hù)的答案;劉學(xué)增等[10]基于模型試驗(yàn),提出了襯砌預(yù)養(yǎng)護(hù)構(gòu)件破壞荷載與損傷狀態(tài)關(guān)系簡(jiǎn)易計(jì)算公式。

以上學(xué)者從混凝土襯砌養(yǎng)護(hù)裝置、施工工序、數(shù)學(xué)模型、模型試驗(yàn)等單一方面闡述了混凝土襯砌養(yǎng)護(hù)方法,但系統(tǒng)的關(guān)于二襯保溫保濕智能養(yǎng)護(hù)方法的研究仍然有所欠缺。

二襯背后防脫空問題也是目前較為棘手且典型的隧道病害,對(duì)于襯砌防脫空技術(shù),目前已有學(xué)者做了大量研究。杜鵬亮[11]采用先進(jìn)的數(shù)控防水板臺(tái)車和綜合性二襯襯砌臺(tái)車設(shè)備改進(jìn)工藝設(shè)備,通過加強(qiáng)過程管控的方式來(lái)預(yù)防和整治襯砌脫空問題;劉建友[12-13]等基于脫空病害的成因,從襯砌結(jié)構(gòu)耐久性機(jī)理方面研究了襯砌防脫落技術(shù)和處治技術(shù);邵帥等[14]提出了基于分布式壓密傳感器的隧道襯砌脫落主動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),通過結(jié)合帶模注漿技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)襯砌脫空的精準(zhǔn)注漿與快速處治,可有效解決隧道襯砌脫空的問題;牛聞捷[15]、伍毅敏[16]、譚文[17]、陳英福[18]、嚴(yán)馨等[19]采用主動(dòng)監(jiān)控襯砌澆筑和優(yōu)化帶模注漿的方式,有效控制襯砌防脫空問題;謝鋒等[20]基于數(shù)值試驗(yàn),分析了襯砌背后空洞對(duì)圍巖壓力分布影響的規(guī)律, 修正了既有結(jié)構(gòu)荷載計(jì)算模型,為隧道襯砌結(jié)構(gòu)病害的評(píng)估、處治及養(yǎng)護(hù)措施提供理論依據(jù)。

以上學(xué)者從設(shè)備加強(qiáng)施工過程管理、襯砌防脫落機(jī)理、主動(dòng)監(jiān)測(cè)及數(shù)值試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷确矫嫜芯苛祟A(yù)防或防止襯砌脫空的問題,研發(fā)一種有效的可實(shí)時(shí)預(yù)防并控制襯砌脫空的智能裝置對(duì)于保證隧道襯砌質(zhì)量具有重要意義。

綜上所述,學(xué)者們針對(duì)隧道襯砌養(yǎng)護(hù)、襯砌脫空等襯砌質(zhì)量控制方面提出了有效措施,一定程度上保證了隧道施工質(zhì)量和運(yùn)營(yíng)安全。但如何系統(tǒng)提高襯砌澆筑和養(yǎng)護(hù)水平,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)施工質(zhì)量,動(dòng)態(tài)調(diào)整施工方案,從而有效提高施工效率和質(zhì)量仍然是一項(xiàng)亟需解決的難題。以新八達(dá)嶺隧道為背景,介紹了一系列復(fù)雜隧道襯砌智能化建造及質(zhì)量控制技術(shù)。在襯砌智能化建造方面,提出二襯結(jié)構(gòu)混凝土智能振搗和澆筑管理系統(tǒng),并自主設(shè)計(jì)了一套智能化養(yǎng)護(hù)臺(tái)車,可實(shí)現(xiàn)襯砌智能溫濕控制,確保襯砌的使用壽命;在施工質(zhì)量控制方面,研發(fā)了二襯防脫空智能報(bào)警和防頂裂技術(shù),確保襯砌施工質(zhì)量。

1 工程概況

新八達(dá)嶺隧道是京張高速鐵路全線控制性工程,全長(zhǎng)12 km,連續(xù)穿越居庸關(guān)、水關(guān)、八達(dá)嶺長(zhǎng)城等重要風(fēng)景名勝區(qū),3次穿越長(zhǎng)城,超淺埋穿越百年京張鐵路和石佛寺村,是全線最長(zhǎng)、環(huán)保要求最嚴(yán)格、工期最緊張的隧道。

八達(dá)嶺長(zhǎng)城站是新八達(dá)嶺隧道內(nèi)的地下車站,位于北京延慶八達(dá)嶺滾天溝停車場(chǎng)下方,毗鄰八達(dá)嶺長(zhǎng)城,為八達(dá)嶺景區(qū)提供了一種便捷、高效、環(huán)保的交通服務(wù),如圖1所示。車站總長(zhǎng)470 m,總寬80 m,總建筑面積6.75萬(wàn)m2,其中地下車站主體建筑面積3.9萬(wàn)m2、地下環(huán)形救援廊建筑面積1.9萬(wàn)m2、地面建筑0.95萬(wàn)m2。軌面埋深102 m,旅客提升高度62 m,是目前國(guó)內(nèi)埋深及提升高度最大的高速鐵路地下站。車站為三層三縱地下結(jié)構(gòu),自下而上分別為站臺(tái)層、進(jìn)站層及出站層。站臺(tái)層為3個(gè)分離平行的洞室,中間為正線,兩側(cè)分別為左、右到發(fā)線。車站處2號(hào)斜井設(shè)置8條分通道形成立體多分支網(wǎng)絡(luò),輔助正洞及車站施工,總長(zhǎng)達(dá)2 344 m。車站層次多、洞室數(shù)量大、洞型復(fù)雜、交叉節(jié)點(diǎn)密集,是目前國(guó)內(nèi)最復(fù)雜的暗挖洞群車站。車站兩端渡線段單洞開挖跨度達(dá)32.7 m,是目前國(guó)內(nèi)單拱跨度最大的暗挖交通隧道。

圖1 八達(dá)嶺長(zhǎng)城站位置Fig.1 The location of new Badaling Great Wall Station

2 隧道襯砌智能化施工

隧道襯砌是支護(hù)結(jié)構(gòu)的重要組成部分,施工質(zhì)量將決定隧道運(yùn)營(yíng)安全。但是,傳統(tǒng)隧道襯砌施工工序復(fù)雜,人工勞動(dòng)量大,施工質(zhì)量無(wú)法保證,且施工效率低下。為保證襯砌質(zhì)量、縮短工期,針對(duì)襯砌澆筑和養(yǎng)護(hù)階段,提出二襯結(jié)構(gòu)混凝土智能振搗和澆筑技術(shù),并自主設(shè)計(jì)了一套智能化養(yǎng)護(hù)臺(tái)車。隧道襯砌智能化施工系統(tǒng)流程如圖2所示。

圖2 隧道襯砌智能化施工系統(tǒng)流程Fig.2 Intelligent construction system process of the tunnel lining

2.1 二襯結(jié)構(gòu)混凝土智能振搗和澆筑技術(shù)

目前,工程中的二襯施工尤其是超大斷面薄殼二襯結(jié)構(gòu)施工仍存在很多問題,比如由于臺(tái)車作業(yè)空間小、工人操作不方便、二襯臺(tái)車上附著式平板振搗器多、容易出現(xiàn)過振和漏振等現(xiàn)象,從而導(dǎo)致混凝土外觀出現(xiàn)蜂窩麻面、砂線,內(nèi)部出現(xiàn)空洞等質(zhì)量通病。為此,設(shè)計(jì)了一套基于隧道襯砌臺(tái)車的混凝土智能振搗和澆筑系統(tǒng),主要包括混凝土振搗器集成控制系統(tǒng)和混凝土澆筑管理系統(tǒng)。

2.1.1 振搗器集成控制系統(tǒng)

振搗器集成控制系統(tǒng)由隧道襯砌臺(tái)車上設(shè)置的附著式平板振搗器、PLC電柜控制箱、移動(dòng)式按鈕開關(guān)控制箱、供電電源組等組成。其中,附著式平板振搗器連接于PLC電柜控制箱,PLC電柜控制箱連接于移動(dòng)式按鈕開關(guān)控制箱,移動(dòng)式按鈕開關(guān)控制箱上面有對(duì)應(yīng)的平板振搗器啟停按鈕,可以進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。PLC電柜控制箱由繼電器、接觸器、PLC控制系統(tǒng)、觸摸電容屏組成,通過觸摸電容屏進(jìn)入操作系統(tǒng)能夠?qū)ζ桨逭駬v器進(jìn)行啟停控制,記錄并顯示平板振搗器的運(yùn)行狀態(tài)和時(shí)間,對(duì)平板振搗器的數(shù)據(jù)進(jìn)行清零或者導(dǎo)出操作。

隧道襯砌臺(tái)車附著式平板振搗器集成控制系統(tǒng)通過集成控制的方式,能實(shí)時(shí)記錄及顯示二襯施工振搗使用參數(shù),為二襯混凝土施工效果分析提供直觀數(shù)據(jù),有助于改進(jìn)二襯混凝土施工工藝;能存儲(chǔ)數(shù)據(jù),將每組二襯平板振搗器的振搗情況下載到電腦,以便以后查找,可追溯性強(qiáng),有效解決平板振搗器振動(dòng)開與不開等無(wú)人知曉的問題;投入小,操作性強(qiáng),易推廣。

2.1.2 混凝土澆筑管理系統(tǒng)

二襯混凝土質(zhì)量管理系統(tǒng)分為二維碼掃碼模塊和混凝土澆筑振搗模塊,分別如圖3和圖4所示。

圖3 混凝土澆筑管理系統(tǒng)二維碼模塊Fig.3 Two-dimensional code module in concrete pouring management system

圖4 混凝土澆筑管理系統(tǒng)振搗模塊Fig.4 Vibration module in concrete pouring management system

二維碼模塊主要功能是運(yùn)用二維碼信息技術(shù),對(duì)混凝土生產(chǎn)、運(yùn)輸和入模進(jìn)行管理控制。每車混凝土在攪拌站生產(chǎn)后,生成二維碼。二維碼中記錄混凝土的方量、澆筑部位、生產(chǎn)時(shí)間、混凝土標(biāo)號(hào)等信息。混凝土罐車運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)后,現(xiàn)場(chǎng)掃描二維碼,根據(jù)掃描信息復(fù)核澆筑部位和混凝土標(biāo)號(hào)是否正確,復(fù)核混凝土是否超過初凝時(shí)間等。

混凝土澆筑振搗模塊主要功能是對(duì)混凝土澆筑過程進(jìn)行記錄和監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì),計(jì)算超灌量。澆筑過程中實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)混凝土澆筑方量情況,現(xiàn)場(chǎng)形象化顯示實(shí)時(shí)澆筑進(jìn)度和混凝土澆筑面的位置,指導(dǎo)平板振搗器開啟。監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)附著式振搗器運(yùn)行情況,直觀顯示累計(jì)振動(dòng)時(shí)間等,防止混凝土漏振或過振。澆筑完畢顯示澆筑總方量,并與設(shè)計(jì)方量和斷面掃描方量進(jìn)行對(duì)比分析,可得出超灌情況或拱頂空洞情況,并及時(shí)采取相應(yīng)措施,保證二襯混凝土質(zhì)量。

隧道襯砌臺(tái)車附著式平板振搗器集中控制系統(tǒng)通過集中控制的方式,可以減少人工投入,以往的振搗需3～4人操作整個(gè)臺(tái)車的振搗器,現(xiàn)只需要1人在集成控制箱操作,且通過澆筑質(zhì)量管理的時(shí)間記錄能減少因人為因素造成的質(zhì)量缺陷,提高施工效率,確保施工質(zhì)量。混凝土集成振搗控制系統(tǒng)和混凝土澆筑管理系統(tǒng)兩項(xiàng)技術(shù)在八達(dá)嶺長(zhǎng)城站的過渡段運(yùn)行穩(wěn)定可靠,有效地解決了混凝土的外觀質(zhì)量、二襯混凝土背后脫空、拱頂空洞等缺陷問題,現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員減少50%,現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)記錄耗時(shí)降低90%,同時(shí)保證施工過程記錄100%可追溯性。

2.2 智能化養(yǎng)護(hù)臺(tái)車工作原理

襯砌智能化養(yǎng)護(hù)臺(tái)車如圖5所示,主要由門架形式結(jié)構(gòu)、霧化系統(tǒng)、電加熱系統(tǒng)、氣囊密封系統(tǒng)、智能溫濕控制系統(tǒng)等組成,其中,智能溫濕控制系統(tǒng)是養(yǎng)護(hù)臺(tái)車的核心。襯砌智能養(yǎng)護(hù)臺(tái)車系統(tǒng)由一臺(tái)具備升溫、保溫、保濕功能的臺(tái)車和一組具備保溫、加濕功能的臺(tái)車組成。智能養(yǎng)護(hù)臺(tái)車設(shè)備采用軟性材料密封,可快速充放氣,適用于不同尺寸的斷面。其走行采用軌行式,與襯砌臺(tái)車同軌,襯砌臺(tái)車前移后,養(yǎng)護(hù)臺(tái)車可實(shí)現(xiàn)快速就位進(jìn)行養(yǎng)護(hù)施工。

圖5 智能化養(yǎng)護(hù)臺(tái)車構(gòu)造Fig.5 Intelligent maintenance trolley structure

襯砌智能化養(yǎng)護(hù)臺(tái)車的工作原理如下:施工過程中,智能養(yǎng)護(hù)臺(tái)車四周密封的氣囊使隧道壁和電加熱系統(tǒng)間形成密封效果好、加熱效率高的養(yǎng)護(hù)空間,如圖6(a)和圖6(b)所示。隨后,智能養(yǎng)護(hù)臺(tái)車啟用其5～10 μm霧化噴頭的微米級(jí)霧化加濕器,通過不銹鋼高壓流體輸送管道實(shí)現(xiàn)區(qū)域霧化,濕度傳感器迅速將數(shù)據(jù)傳至控制器,智能控制養(yǎng)護(hù)濕度,如圖6(c)所示。同時(shí),利用霧化系統(tǒng)的加熱裝置,控制霧化水溫與隧道壁混凝土溫差在有效溫差范圍內(nèi)。最后,利用由溫濕控制器、傳感器和加熱加濕器組成的智能溫濕控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)混凝土溫度和濕度,如圖7所示。

圖6 智能臺(tái)車應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)及效果Fig.6 Field effect of intelligent trolley application

圖7 襯砌溫度監(jiān)測(cè)曲線Fig.7 Monitoring curve of the lining temperature

該系統(tǒng)智能化程度高,是養(yǎng)護(hù)臺(tái)車的核心技術(shù),具有數(shù)顯、自動(dòng)生成曲線、報(bào)表、數(shù)據(jù)保存和輸出等功能,可對(duì)養(yǎng)護(hù)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)智能控制與調(diào)節(jié),有效降低人為原因的影響,實(shí)現(xiàn)移動(dòng)終端APP遠(yuǎn)程控制,保證隧道二襯的施工質(zhì)量。通過對(duì)比噴霧標(biāo)養(yǎng)和室內(nèi)同條件自然養(yǎng)護(hù)混凝土試件的抗壓強(qiáng)度,發(fā)現(xiàn)3,7,28 d和56d模筑混凝土試件在噴霧標(biāo)養(yǎng)條件下的強(qiáng)度比同條件養(yǎng)護(hù)條件下高,如表1所示。

表1 襯砌智能養(yǎng)護(hù)臺(tái)車養(yǎng)護(hù)與自然養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度對(duì)比Table 1 Comparison of lining curing strength between the methods of intelligent maintenance trolley and natural maintenance

3 襯砌智能檢測(cè)技術(shù)

影響襯砌質(zhì)量的主要因素是脫空和開裂問題。為此,提出一套二襯防脫空自動(dòng)報(bào)警和防頂裂技術(shù),實(shí)現(xiàn)了襯砌澆筑狀態(tài)的實(shí)時(shí)采集和頂裂問題的預(yù)防。

二襯防脫空自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)以電子探測(cè)技術(shù)為核心,系統(tǒng)架構(gòu)和工作原理如圖8所示。系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集、預(yù)警管理、數(shù)據(jù)分析3個(gè)模塊組成,具體分析如下。

圖8 二襯防脫空自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)架構(gòu)和工作原理Fig.8 The framework and principle of anti-emptying automatic alarm system for secondary lining

(1)數(shù)據(jù)采集:通過液位繼電器工作原理,在混凝土區(qū)域頂部設(shè)立探頭,當(dāng)混凝土注滿時(shí)會(huì)將探頭和臺(tái)車的拱板接通導(dǎo)電,產(chǎn)生注滿的物理信號(hào),從而觸發(fā)聲光報(bào)警系統(tǒng),對(duì)應(yīng)提醒泵送操作手對(duì)應(yīng)探頭點(diǎn)已灌注完成,有效防止空洞發(fā)生。

(2)預(yù)警管理:在拱頂預(yù)埋5條接觸式貫通電路,通過混凝土與電路接觸導(dǎo)電,觸發(fā)聲光系統(tǒng),從而確保混凝土灌注飽滿密實(shí)。臺(tái)車電氣控制部分安裝有液位繼電器和聲光報(bào)警指示燈,可將混凝土的流動(dòng)情況轉(zhuǎn)換為電信號(hào)和聲光信號(hào),以便現(xiàn)場(chǎng)施工人員判斷澆筑情況。當(dāng)澆筑到位時(shí)報(bào)警燈變亮,同時(shí)發(fā)出蜂鳴聲,起到提示作用。結(jié)合二襯臺(tái)車排氣、注漿裝置,將單導(dǎo)線探頭從注漿、排氣口位置探出,探頭可重復(fù)利用,節(jié)約了導(dǎo)線消耗用量,施工成本較低。共設(shè)置5組預(yù)警點(diǎn),所有輸出電壓均為安全電壓,具有較高的安全性。

(3)數(shù)據(jù)分析:通過聲光信號(hào),可以判別出混凝土目前澆筑的高度,還需要澆筑的方量等,簡(jiǎn)而言之,按二襯防脫空自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)提供的剩余需澆筑混凝土方量澆筑完畢,可以有效避免空洞的產(chǎn)生。

二襯防脫空自動(dòng)報(bào)警裝置工藝流程:制作微動(dòng)傳感器(圖9)→安裝傳感器、信號(hào)箱和聲光報(bào)警系統(tǒng)→混凝土開始澆筑→混凝土澆筑至傳感器位置→產(chǎn)生澆筑完畢的物理信號(hào)→轉(zhuǎn)化為電信號(hào)→聲光報(bào)警系統(tǒng)觸發(fā)。

圖9 微動(dòng)傳感器Fig.9 The micro sensor

隧道內(nèi)二襯防頂裂技術(shù)通過在襯砌臺(tái)車模板端頭增設(shè)底座、絲桿、弧形鋼板、銷子等裝置,可以有效保護(hù)已施做段端頭混凝土,避免開裂。二襯防頂裂技術(shù)工藝流程為:臺(tái)車就位→已澆筑混凝土端安裝底座、絲桿、弧形鋼板、銷子→絲桿擰緊→弧形模板緊貼混凝土表面。混凝土防頂裂裝置如圖10所示。

圖10 混凝土防頂裂裝置實(shí)體Fig.10 The concrete cracking prevention device

二襯防脫空自動(dòng)報(bào)警、防頂裂技術(shù)應(yīng)用后各項(xiàng)數(shù)據(jù)指標(biāo)對(duì)比如表2所示。實(shí)踐表明,該系統(tǒng)應(yīng)用后,空洞現(xiàn)象發(fā)生概率由16%降為6%,襯砌開裂概率由22%降為8%,取得了良好的效果。

表2 技術(shù)應(yīng)用后的各項(xiàng)數(shù)據(jù)指標(biāo)對(duì)比Table 2 Various data indicators comparison after application of this technology

4 結(jié)論與展望

4.1 結(jié)論

本文基于京張高鐵八達(dá)嶺隧道,介紹了一系列復(fù)雜隧道襯砌智能化建造及質(zhì)量控制技術(shù),包括二襯結(jié)構(gòu)混凝土智能振搗和澆筑技術(shù),智能化養(yǎng)護(hù)臺(tái)車,二襯防脫空自動(dòng)報(bào)警、防頂裂技術(shù)等襯砌智能質(zhì)量管理系統(tǒng)。

隧道襯砌臺(tái)車附著式平板振搗器集成控制系統(tǒng)通過集成控制的方式,實(shí)現(xiàn)二襯混凝土澆筑質(zhì)量系統(tǒng)智能管理。二維碼信息技術(shù),實(shí)現(xiàn)了混凝土生產(chǎn)、運(yùn)輸和入模過程管理,并動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)混凝土超灌量。實(shí)踐表明,該技術(shù)可有效解決混凝土的外觀質(zhì)量、二襯背后脫空和拱頂空洞等缺陷問題,減少現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員50%,降低現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)記錄耗時(shí)90%,保證施工過程記錄100%可追溯性。

襯砌智能化養(yǎng)護(hù)臺(tái)車的智能溫濕控制系統(tǒng)是混凝土智能養(yǎng)護(hù)的核心,可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端APP實(shí)時(shí)控制和調(diào)節(jié),確保混凝土處在合理的溫度和濕度范圍,有效提高混凝土養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度。

二襯防脫空自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)拱頂和襯砌背后混凝土澆筑過程,動(dòng)態(tài)控制混凝土澆筑方量。二襯防頂裂技術(shù),可有效保護(hù)已施做段端頭混凝土,防止開裂。結(jié)果表明,該項(xiàng)技術(shù)使空洞現(xiàn)象發(fā)生概率由16%降為6%,襯砌開裂概率由22%降為8%,取得了良好的效果。

提出的復(fù)雜隧道襯砌智能化建造及質(zhì)量控制技術(shù)在新八達(dá)嶺隧道項(xiàng)目的成功應(yīng)用驗(yàn)證了該技術(shù)的可行性和優(yōu)越性,為其推廣應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)。

4.2 展望

智能養(yǎng)護(hù)臺(tái)車通過氣囊密封在隧道壁和電加熱系統(tǒng)間形成封閉空間,建議實(shí)時(shí)監(jiān)控混凝土溫度,并動(dòng)態(tài)控制氣囊表面的溫度,使兩者溫度相匹配,既可保證加熱效率,亦可保證混凝土不會(huì)因溫差過大產(chǎn)生裂縫。

襯砌拱頂防脫空自動(dòng)報(bào)警裝置可準(zhǔn)確檢測(cè)混凝土是否與防水板密貼,但若泵送混凝土到模板累計(jì)量過大,會(huì)造成模板變形問題。建議研發(fā)一種帶傳感器模板,并可通過數(shù)據(jù)采集設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控混凝土對(duì)模板的壓力,從而將模板變形控制在一個(gè)合理的范圍內(nèi)。