移动隧道窑

移动隧道窑（精选七篇）

移动隧道窑 篇1

窑车隧道窑系一种长形窑体, 从窑入口向窑出口, 由预热带、烧成带和冷却带构成。

隧道窑入口部装有顶车机, 通过其对尾部窑车凸部的顶推, 各辆窑车相互间的前缘部与其后缘部依次接触产生推挤力, 向前移动。为了使窑车在窑内长时间停留中, 即使不移动, 也能保持窑车间的推挤力, 使窑车紧靠, 避免窑车间间隙的产生, 日本交砂工业公司对其作了如下最关键的技术改进:对进车系统设置带止动爪的止动构件, 使窑车之间不会产生间隙, 有助于防止窑车熔损, 提高窑热效率, 确保烧成质量以及降低窑车维修费。下面就这一技术改进, 情况介绍给有关读者, 以供借鉴。

2 窑车移动系统的设计和改进

该止动构件由推挤窑车的滚子链与阻止窑车的止动爪部构成。顶推装置可使用顶推窑车移动的顶车机。上述止动构件设在窑主体的床底部, 与每辆窑车固定设置的被止动部对接来止动窑车移动。其被止动部为窑车接触顶车机顶端推挤部的车尾凸部。下文边借助示意图边对其改进作详述。

图1是窑车止动装置的部分侧面示意图。窑车由未有图示的顶车机沿箭头标示方向顶推。被止动部与设置在窑床部的止动构件对接来止动窑车。

1-窑车式隧道窑;2-窑出口;3-窑车;4-坯体;5-被止动部;6-送风主管;7-支管;8-气孔;9-止动构件;10-滚子链;11-顶升滚;12-旋转轴;13-齿轮;14-驱动部 (气缸) ;15-轴部A-移动方向;C-喷气孔的冷却空气流向;D-齿轮向动;e-紧靠窑出口的窑车;f-靠近窑出口的第2辆窑车

图2是窑车被止动部与止动构件关系的部分侧面模式图。

如图所示, 止动部件由升降止动装置顶升, 与窑车被止动部接触, 处于对接状态。升降止动装置是在滚子链系统上设置顶升滚柱而构成。链沿图箭头标示方向移动时, 同样顶升滚沿同一方向移动, 不再支托止动构件, 以旋转轴为支点, 因自重而下降, 解除与窑车被止动部的对接。由解除对接状态到与窑车被止动部对接时, 链沿箭头标示方向移动, 顶升滚沿止动构件的棘爪部斜面移动, 止动构件升至所定位置。这样, 离窑出口最近的窑车出窑后, 可使止动构件与后一辆窑车对接。

1-窑车;2-被止动部 (凸部) ;3-止动构件;4-止动装卸装置;5-滚子链;6-顶升滚柱;7-旋转轴;8-止动构件的爪部;9-爪部斜面X.Y..链移动方向

链装在设置窑主体的床底部的沟槽内, 用齿轮连接成一体 (见图3) 。齿轮由轴部与离开窑主体处设置的驱动装置连接。驱动装置是气缸。如图箭头所示, 活塞杆往复运动变换为与轴部连接的的齿轮的旋转运动, 使设置在链系统上的顶升滚移动。还对窑车作了一些辅助性改进, 即沿窑车车体宽度, 各窑车车衬下面的边缘一端部设有玻璃棉或石棉等耐火性密封材构成的第1接触部, 另一侧边缘端部设有与其它窑车第1接触部接触的凸状第2接触部, 接触部相互紧靠, 可防止窑内热气流入窑车下部。第1接触部用金属角钢, 在缘端部形成凹部, 填入石棉等密封材。在缘端部设置杆件, 形成凸状的第2接触部。凸状的接触部在推挤力下杆件可嵌入填有密封材的凹部, 与第1凹部接触部密切接触, 隔断窑车上下方向的热流。窑车构架下部中央处设置凸部件, 前端凸部件为供牵引窑车出窑的牵引部, 后端凸部件为供顶车机推入窑车的顶推部。

这里不只限于上述改进, 止动构件的形状和设置方法、与窑车的对接方法等也可采用其他的方式。不过, 不论采用其他什么方式, 都离不开该改进方法的技术要点。

由上构成的窑车结构按如下步骤间歇进车:紧靠近窑入口的窑内部分区段无窑车时, 打开入口窑门, 新送进窑车。顶车机退回锁定位置, 解除止动构件与紧靠窑出口的窑车的对接 (顶升滚向图2中X方向移动) , 然后打开出口窑门, 用顶车机将新进入的车快速顶向出口方向, 由于所有窑车仅一辆向窑出口移动, 紧靠近窑出口的窑车基本上移出窑外。由顶车机顶推窑车, 启动止动构件 (链向图2中箭头Y所示方向移动) , 紧靠窑出口的下一辆窑车的被止动部与止动构件的棘爪部对接, 窑车止动, 顶车机保持顶推状态, (此时亦可降低顶推力, 只要各窑车间不出现间隙就行) 。出窑的窑车再由牵引机完全拉出窑外, 关上出口窑门。

1-被止动部 (凸部) ;2-滚子链;3-顶升滚柱;4-止动爪部;5-沟槽

3 应用实例

用改进的窑车烧制粘土瓦时, 窑车金属构架的温度为340℃, 构架未受到熔损, 而在原来的同一烧成条件下, 窑车构架温度上升至620℃, 也就是说, 采用改进后的窑车, 窑车构架温度大幅降低。温度测定于在窑车边缘端接触部下面。

移动式砖瓦焙烧隧道窑炉的发展 篇2

关键词：移动窑炉,砖瓦焙烧窑炉,二次码烧

移动式砖瓦焙烧隧道窑炉,一般是指码垛的砖坯相对地不动,窑炉体或部分窑炉体按砖坯的干燥烧成周期要求的速度移动。移动式隧道窑炉与普通隧道式窑炉在热工原理上都是相同的。

近年来,旋转移动式砖瓦焙烧隧道窑炉建设的数量不断增加,全国年建窑约一百余条。这是由于旋转移动式砖瓦焙烧隧道窑炉自身的特点及被用户所接受的结果。

1 旋转移动式砖瓦焙烧隧道窑炉的特点

1.1 当前的主要运行形式

一般来说,通常的隧道窑炉体为直线形式,可称为直线隧道窑炉。旋转移动式砖瓦焙烧隧道窑炉的炉体为圆弧形,可称为弧形隧道窑炉。当前常说的“旋转移动式砖瓦焙烧隧道窑炉”也即“弧形窑炉体旋转移动式砖瓦焙烧隧道窑炉”。运行时先将成型的坯体码放在两同心环形轨道及在两同心环形轨道之间的两同心环形砂封槽中的窑底上,窑体为钢结构,窑的内断面为长方形,窑内顶面及两侧布满轻质保温耐火材料,窑底即地面,多数企业还采用外加钢板封闭的窑炉体,窑炉体上的砂封板插入窑炉底面的砂封槽。承重轮及驱动轮沿着环形轨道,承载着窑炉体,根据砖(砌块)坯体的干燥烧成周期做旋转移动,是一种砖坯从码放、静停到干燥、烧成,一次完成的一次码烧窑炉。

1.2 当前的主要特点

运行的全过程中,只有窑炉体做旋转移动运行,其是所有隧道窑炉运行体系中运行设备最少、运行故障率最低、热利用率最高、用工最少、断面可以做得最宽(目前窑内宽已达23 m)、单条生产线规模可以做得最大的窑炉。与其他形式的砖瓦焙烧窑炉相比,同规模企业建设周期最短,适应任何烧结制品原料,可生产普通砖、多孔砖、空心砖、普通保温砌块等产品。

根据生产发展的需要以及产品干燥周期、烧成周期的变化,可方便地加长干燥段及烧成段,满足最佳的生产运行需要,这是一个很重要的特点,可惜当前的用户,没有加以重视。

窑体两侧分别设置窑炉运行主风机,方便对两侧运行风量的调整(也有将风机置于环型轨道内侧地面的设置方式)。

2 当前旋转移动式砖瓦焙烧隧道窑炉存在问题

a.由于采用的是砖坯成型后一次码放一次行走完成干燥、烧成全过程,当然会同样存在着普通隧道窑炉一次码烧,特别是一次顶推的一条龙隧道窑炉所存在的问题,如在泥料含水率较高时,坯体强度不高,码坯的高度受到限制,故不适应于软塑挤出的高保温砌块的干燥烧制,这将极大地限制了旋转移动窑的发展。

b.出于单纯的经济角点出发,许多生产线在建设时没有按制砖工艺要求选择完善的工艺装备,没有按窑炉的运行规律设计修建,许多窑炉公司窑长的设计未考虑干燥烧成周期的需要,长度相对统一,哈风口及进风口位置设置没规律,热工系统不完善。

c.窑体的旋转移动需要环形的道路,这就导致码坯、供电、通风、特别是烟气处理系统较为复杂,占地面积大。

d.敞开式的生产线,坯体的成型、码放、静停都缺少良好的环境。坯体入窑炉前,受气候的影响得不到控制,带来许多缺陷。

e.窑底多为夯土及用炉灰渣刮平,底面的不平整导致多孔砖、空心砖坯体变形开裂,炉渣灰在开放的环境里,易造成扬灰,破坏环境。

3 对当前旋转移动式砖瓦焙烧隧道窑炉的改进意见

完善旋转移动式砖瓦焙烧隧道窑炉,除窑炉本身的完善,涉及全生产线的工艺设计及装备的完善。

3.1 建窑炉棚进行内外封闭

已有公司在窑炉的外圈,包括汽车行车道及装车道,将其封闭起来,也有公司对内外都做了封闭,也就是同普通隧道窑炉企业一样,窑炉都在车间内。这样可确保砖坯生产及窑炉运行不受烈日风雨的干扰,克服风向对窑炉运行参数的影响,包括对砖坯造成的风裂、窑炉的倒风等等不良影响,也有利于移动式隧道窑炉在寒冷地区延长运行时间,改善劳动条件。

3.2 设置二次码烧体系

当前旋转移动式砖瓦焙烧隧道窑炉,可以很方便地设计及改造为二次码烧窑炉系统,满足高含水率泥料或适应软塑挤出的需要,生产高保温砌块等优质产品。

图1为旋转移动式砖瓦焙烧隧道窑炉常用的输坯环,只要在上面设置加热通风罩,可对砖坯做升温干燥。

3.2.1 不带托板接坯的二次码烧体系

对于泥料偏软,但码坯机的夹子还可以夹取的坯体,采用带双输坯环的输坯系统。泥条经切坯,进入输坯台,由第一台坯体抓放机(河南欧帕机器人公司称为小螳螂)抓放到第一输坯环上,随第一输坯环旋转一周后,由第二台坯体抓放机将坯体从第一输坯环上抓放到第二输坯环上,再由移动码坯设备将坯体码放到窑底上。二次码坯方案见图2。

在气候许可的条件下,坯体经约20 min~1 h的静停,可以脱去部分水,坯体强度增加,可以进行正常码放。

根据对产品产量的要求,可在第一输坯环上设置加温通风罩,让砖坯及砌块做单层或双层快速干燥。

3.2.2 采用托坯板接坯的二次码烧体系

采用软塑挤出生产高档次保温砌块时,码坯机的夹子已不可以直接夹取砌块坯体,同样可采用带双输坯环的输坯系统。泥条经切坯,切后的砌块坯体,直接堆放在托坯板上,托坯板承托着砌块坯体进入输坯台,由第一台坯体抓放机直接抓取承托着砌块坯的托坯板,抓放到第一输坯环上,第一输坯环上设置有加温通风罩,对砌块坯做单层干燥。随第一输坯环旋转一周后,再由第二台坯体抓放机,将干燥后的砌块坯体从第一输坯环上抓放到第二输坯环上,再由移动码坯体系将砌块坯体码放到窑底的码坯台上,托坯板回到切坯台待用。

也可以采用泥条经切坯,坯体直接堆放在托坯板上,托坯板承托着砌块坯进入输坯台,由第一台坯体抓放机直接抓取承托着砌块坯的托坯板,由加装的推坯机构将坯体推放到第一输坯环上,托坯板回到切坯台待用。第一输坯环上设置有加温通风罩,对砌块坯做单层干燥。砌块坯体随第一输坯环旋转一周后,再由第二台坯体抓放机将经预干燥后的砌块坯体从第一输坯环上抓放到第二输坯环上,再由移动码坯设备将砌块坯体码放到窑底上。

3.3 其他方面的改进

3.3.1 设置码坯台

当前码坯的地面也即窑炉底,大多是采用在夯土上用窑炉渣灰刮平,地面本身的不平整,加上有块度偏大的炉渣,造成多孔砖、空心砖坯体变形开裂,这是由于窑炉灰渣对地面的保温作用,窑炉底温度较高时,再加上干灰快速吸潮,易造成码垛的砖坯底层坯接地一面快速干燥开裂。

建议用空心砖或底面带大孔槽的砖铺底,作为码坯平台,一方面确保哈风下底,且小面积的码坯平台容易铺平,表面又可快速散热,可大幅度减少码垛后底层坯开裂变形,同时减少扬灰。

3.3.2 设置砖坯入窑前的小环境

当前制砖企业工艺设计时提出,排潮温度要求控制在40℃左右,但又没有在工艺环节上对入窑坯体温度提出明确要求和装备流程的保证,造成低于排潮温度的坯体入窑炉,坯体吸潮泛白,严重时造成塌窑等。

特别提出采用独立的烟管抽取余热,同时用吸风罩对出窑的砖坯进一步吸热,配冷风,用于在进窑端设置的与窑炉同步运行的护坯棚,给静停等待入窑的坯体制造一个有着合理温度、湿度、风量的小环境,确保坯体入窑温度接近或高于排潮温度,并达到相应的干燥排潮效果。

由于采用的是干净的热气预干燥砖坯,用过的气体可直接排放到大气由于提前对入窑的坯体做了相应干燥,大幅度减少了窑炉烟气排放量,降低了烟气中过多的氧气含量,有利于对窑炉烟气的净化处理。

3.3.3 设置沟通环内外的单梁行车

由于环形输坯台的隔断,较大的设备配件进出,往往还会破坏窑炉底。可设置5 t~10 t的单梁行车,方便地沟通内外。

也可设置在环形轨道上可移动的行车,可将在窑底打包的成品砖包直接吊装到运输车辆上,同样可以输送输坯环内外需要的设备及配件等。

3.3.4 研制多抽气挤泥机

烧制高强度砖,提高码高层数,是一次码烧窑的特性所决定。利用真空脱水的特性,正组织研制多次抽真空,促使泥料脱水的挤泥机,其特点是,上下级都采用浮动螺旋;主轴轴承系统,受料箱的真空气体密封同轴承的油封分开,并可在不拆卸主轴及绞刀的情况下,维护更换气密封易损件,调整维护方便。

3.3.5 在高含水泥料中加入烘干土调节泥料含水率

气候多雨高湿地区,泥料自然含水率过高,由于处理量太大,先脱水后再成型的难度大。可烘干少量泥料,再均匀掺入湿泥料,使成型泥料的含水率,达到成型要求。

假设泥料自然含水率为22%、成型需要控制的泥料含水率为18%,烘干后的泥料含水率为6%,则需要烘干的泥料为总用泥料的23%。由此可看出来,需要烘干的泥料占总量不是很大,以此调节成型泥料水分,是可行的。

4 小结

旋转移动式隧道窑炉,由于窑炉体旋转移动,坯体不动,带来了风路系统、脱硫系统、码坯系统、成品砖的打包装出系统、环形供电系统相对复杂,需要继续完善。

移动隧道窑 篇3

一、工程概况

扬州瘦西湖隧道工程采用单管双层方式, 隧道管片内径13.3米, 隧道内部结构分上下两层, 上层为由东向西行车路面, 下层为由西向东行车路面, 结构下层采用预制箱涵π型件, 上层采用立柱+纵梁+现浇砼车道板结构, 盾构掘进期间, 上层车道板现浇混凝土同步进行内部结构的施工。

结合隧道内部结构特点, 考虑快速施工需要, 对二层的梁板结构拟应用工具式台车方案。台车设计为上层行车道板浇筑提供便利, 既要方便转弯、移动, 又要可调升降、左右及脱模, 实现施工速度快、隧道板成型面好的功能。

二、铰接式液压模板台车的设计

1. 铰接式液压模板台车的总体设计思路

模板总成:模板是由钢板和纵筋、横梁通过组装焊接而成。模板每节做成2m宽, 纵向是由15节组成30m衬砌长度, 纵向模板之间用螺栓连接。模板厚度为10mm。因为模板顶部受到较大的力, 为确保模板强度和局部模板不会变形, 在模板中增加2米宽横梁。

侧模安装用伸缩支架:将可伸缩支架布置于门架两侧边, 方便甲方安装侧边倒模板时施工。

门架总成:作为台车主要承重构件的门架是由横梁、立柱以及纵梁通过连接而成, 在各横梁及立柱之间用连接梁和斜拉杆进行连接。竖向液压油缸 (GE160/100-300) 顶部和门架边立柱相连, 在其底部连接行走结构。由缸体的收缩调节垂直定位和模板脱模, 调整行程为200mm;工作油压为160kg/cm2;整个门框确保有足够的强度, 刚度和稳定性。用钢板焊接液压台车的主要结构部件。门架梁和立柱用钢板焊接成工字型截面;下纵梁采用箱形截面;上部纵向梁H型钢, 由于门架的高度较高, 为了确保整体的强度, 刚度和门架的稳定性, 门架梁和立柱之间应增加了槽钢斜撑。

行走机构:液压台车行走机构各四套, 它们连接在门架底部的竖向液压油缸上。全部采用被动车轮, 台车行走采用卷扬机牵引。

门架支承千斤:它联接在门架纵梁下面, 台车工作时, 它顶在地基上, 承受台车和混凝土的重量, 改善门架纵梁的受力条件, 保证台车工作时门架的稳定。

液压系统:台车液压系统采用电磁换向阀进行换向, 来实现油缸的伸缩。12个竖向油缸各用一个换向阀控制其动作;利用双向液控单向阀对12个竖向油缸进行锁闭, 保证模板不致下降。

当换向阀处于中位时, 系统卸荷, 防止系统发热;直回式回油滤清器和集成阀块简化了系统管路。

2. 台车模板支架的设计

(1) 面板计算

每块面板宽2米, 纵向加强肋板间距350mm, 均布荷载为25KN/m2。面板单元按照支撑于中线肋板的多跨连续梁计算, 取一米长计算:10mm厚面板单元技术特性为W=1.6×10-5m2;I=8.3×10-8m4

通过有限元计算得到弯矩为M=0.133KN.m

(2) 纵向肋板计算

纵向肋板采用10#槽钢, 计算长度为1m, 计算载荷q=25×0.35=8.75k N/m,

肋板最大弯矩:M=0.125×q×l2=1.09375k N.m

肋板截面特性为:I=1.98×10-6mm4

最大弯曲应力为:, 强度满足要求。

挠度计算按简支梁计算, 偏于保守) 刚度满足要求。

通过有限元计算得到弯矩为M=0.942KN.m

(3) 模板横梁计算

模板横梁采用20#槽钢钢板, 与翼缘板组焊而成。

计算长度l=1.95m

单元宽度为1m, 单位负荷q=27k N/m

通过有限元计算得到弯矩为M=9.614KN.m

3. 台车设计

(1) 门架横梁计算

横梁受力如下图:

刚度计算:

(2) 立柱计算

立柱截面积:F=9520mm2

通过该部分手工计算与有限元软件计算, 我们发现对于该台车设计完全符合规范的设计要求, 有限元软件的使用避免了手工计算时, 因假设不正确导致的计算误差。

三、应用模板台车的快速化施工工艺

模板台车的引入是为了保证单管双层隧道的流水施工作业, 在单个循环的施工过程中:安装模板台车的时间为1天, 绑扎钢筋1天, 混凝土浇筑1天, 混凝土养护7天, 拆模0.5天, 也就是单个循环的总时间为10.5天。在隧道开挖后, 我们制作了3部台车, A、B、C同时就位安装后, 由A到B到C绑扎钢筋, 再由A-C分三次浇筑混凝土, A台车的混凝土首先养护完成, 此时A台车拆模移至下一工作段并开始边模侧模安装、钢筋绑扎、台车支撑加固等措施, 待台车B台车段混凝土养护完成后与A台车类似, 移动到下一工作面, 之后A台车段又达到龄期, 移动到下一工作段从而实现二层板的流水施工。

四、结语

移动隧道窑 篇4

1 IPv6协议特点

IPv6协议从根本上解决了地址不足的问题, 它将IP地址从32bit增加到了128bit, 使我们有充足的地址空间。IPv6协议在制定时就考虑需要解决移动性问题, 因此在IP层增加了提供移动管理的机制, 从而满足了移动节点在不同接入网络之间漫游时仍能保持无中断的通信需求。

IPv6协议简化了IP地址的管理, 提供了两种方法自动配置地址。一种称为有状态的地址自动配置, 它由DHCP服务器统一管理, 客户端从DHCP服务器的地址池中拿到IPv6地址和其他信息。另一种称为无状态地址自动配置, 它不需要DHCP服务器进行管理, 客户端根据网络 (路由通告) 并根据自己的MAC地址计算出自己的IPv6地址, 一般使用DHCP服务器来获取DNS服务器的地址。两种地址配置方法都不需要用户指定接口的地址, 同时地址的获取都存在不确定性和随机性。

移动IPv6首先会分配给每个移动节点一个永久的IP地址, 该地址能使节点连接到任何链路上, 这个地址称为家乡地址Ho A (Home Address) 。但由于节点是移动的, 当节点A从原来的接入网漫游到如图1所示的区域时, 若还需要跟节点B通信, 那么就必须改变路由, 因为原来的路由信息已经无效了。于是IPv6就采用下面的方法来解决这个问题。

(1) Router C会在本无线网范围内定期地发送带有本网络地址信息的广播消息, 当节点A漫游到Router C所在网络时就会收该消息, 于是节点A会根据消息中的网络地址计算出自己新的转交地址Co A (Care of Address) ;

(2) 接着节点A会将转交地址发送给Router A, 此后, 由于节点B不知道节点A已经使用新的地址, 因此当节点B需要跟节点A通信时仍向节点A的家乡地址发送数据包, 但当数据包到达Router A时, Router A会在数据包上加上IPv6报头, 将节点A的转交地址作为目的地址, 把新的数据包转发给节点A, 这个过程就需要使用“隧道技术”;

(3) 节点A收到Route A转发过来的数据包后, 通过检查数据包的源地址, 得知节点B想与自己通信, 于是它会向节点B发送一个包含自己转交地址的消息;

(4) 节点B收到该消息后, 会记录下节点A的转交地址, 以后就使用该地址与其通信。

2 VPN技术

虚拟专用网指的是在公用网络上建立专用网络的技术。VPN主要采用了隧道技术、加解密技术、密钥管理技术和使用者与设备身份认证技术。

随着计算机网络及互联网技术的发展及普及, 许多企业在各地都有自己的局域网并能接入互联网, 为了保证各地的局域网能互相通信, 企业就需要使用VPN技术将这些局域网连接起来。VPN是静态的点到点的连接, 在配置的过程中需要知道对端网关的IP地址, 目前都采用人工配置。而随着VPN规模的扩大, 采用这种人工配置隧道的方式效率太低。以后若要在IPv6环境下使用VPN网络, 由于用户地址的不确定性, 这就给VPN的配置带来了问题。例如, 在使用无状态地址配置时, 移动终端在漫游到新的网络后, 地址会发生变化, 那么VPN就需要重新配置。因此在动态的网络环境下, 需要采取一种新的方法来解决将本地地址与路信息通知到隧道对端的网关, 同时还能获取对端网关地址与路由信息这个问题。下文讨论了一种基于IPv6的动态隧道机制来解决上述的这些问题。

3 基于IPv6的动态隧道机制

当接入到互联网的VPN网关启动后, 首先会自动配置一个IPv6地址, 然后获得并保存有关本网络的路由信息。由于在动态网络环境下, 这个地址和路由信息可能经常发生变化, 因此有必要建立一个VPN隧道将这些变化后的信息及时地告知对端的VPN网关。当然还存在另一种情况那就是建立隧道的双方地址也存在变化, 如何获得双方网关的地址信息?为了解决这个问题可以分配给每个VPN网关一个逻辑标识, 由专门的管理机构来管理这些标识并保证每个VPN网关的标识都是唯一的。当VPN网关启动后, 需要将自己的IP地址告诉该管理机构, 管理机构收到消息后会将IP地址保存, 假如隧道对端需要与该VPN通信, 只要去管理机构查找该VPN标识所对应的地址信息即可。以后, 每次VPN网关改变IP地址, 都必须将新的地址告诉管理机构。上述的这种方法就称为动态隧道技术。

在动态隧道机制下, 双方需要传输一些地址、路由变换的信息, 因此需要定义一种报文, 用来传递这些信息。该报文的字段信息包括 (如表1所示) :报文类型 (包括隧道建立请求报文Re P及应答报文Ack P) 、VPN网关标识、IPv6地址及路由信息。

下面具体介绍该动态隧道机制的工作过程。

(1) 网关A获得自己的IPv6地址 (IPA) , 将该地址发送到管理机构, 作为通信地址, 同时查询自己的路由信息, 管理机构记录下网关A的标识 (IDA) 及IP地址信息;

(2) 网关A到管理机构服务器查询网关B的标识及地址信息;

(3) 网关A向网关B发送建立隧道的请求报文, 请求报文中类型为:Re P;网关标识为:IDA;IPv6地址为:IPA;路由信息为: (1) 中获得的路由信息; (下转第7698页) (上接第7688页)

(4) 网关B收到网关A发来的请求报文后, 得知网关A的标识, 需要建立的隧道名称, 网关A的地址及路由信息;

(5) 类似网关A, 网关B得到自己的IPv6地址 (IPB) 及路由信息, 在向网关A发送的应答报文中, 将报文中字段的值设置类型为:Ack P;网关标识为:IDB;IPv6地址为:IPB;路由信息为:网关B的路由信息。网关B根据网关A和自己的地址和路由信息, 配置本网隧道的信息, 做好建立隧道的准备;

(6) 网关A收到网关B的应答报文后, 根据网关B和自己的地址和路由信息更新本网的隧道信息, 然后就能与网关B建立一条隧道。

以后每次网关改变地址, 就重复上述过程。这样就实现了在移动互联网环境下建立VPN链接, 并且不需要人工配置。种动态的VPN技术无论企业用户是使用固定IP地址还是动态的IP地址都能快速地自动交换地址和路由信息。在移动互联网技术飞速发展的时代, 这种动态技术更能满足企业用户的需求。

摘要：移动IPv6可以解决越来越多的通信设备需要在移动条件下接入网络的问题。文章提出了一种VPN技术能满足用户在移动互联网的环境下, 访问用户企业网络的需求。这种动态的VPN技术无论企业用户是使用固定IP地址还是动态的IP地址都能快速地自动获得交换地址和路由信息。

关键词：移动互联网,移动IPv6,动态VPN

参考文献

[1]VenkateswaranR.Virtual private networks.IEEE, Potentials, 2001, 20 (1) :l1-15.

[2]D.Johnson, C, Perkins, J.Arkko.Mobility Support in IPv6.IETF RFC 3775.Jane 2004.

[3]Giliigan R;Nordmark E Transition Mechanisms for IPv6 Hosts and Routers 2002.

[4]彭智朝, 陈代武, 肖奔.IPv6隧道技术研究与应用[J].通信技术, 2010 (6) .

移动隧道窑 篇5

1传统隧道水沟电缆槽

1.1 传统隧道水沟电缆槽类型

传统的水沟电缆槽根据隧道衬砌类型, 电缆槽位置与洞内水沟异侧或同侧等情况, 分为甲、乙、丙三种类型。[1]电缆槽与水沟异侧的是甲式, 其配合衬砌类型是直墙式有无仰拱及扩大基础的衬砌与曲墙式有、无仰拱的衬砌;电缆槽位于水沟侧墙上的是乙式, 它的配合衬砌类型和甲式相同;电缆槽紧靠边墙与水沟同侧的是丙式, 其配合衬砌类型是直墙式有扩大基础的衬砌。

1.2 传统隧道水沟电缆槽施工方法利弊

常规的混凝土模板安装方案主要采用小块钢模按照构件尺寸的拼装, 利用钢管、方木、型钢等作为背梁加强模板的整体刚度, 再通过杆件支撑, 使模板的空间位置固定。即所用的各种部件是零散的, 每次使用都要把每个部件组装和拆卸一次。这种方案使沟槽整体线形难控制, 易形成“S”轮廓线, 板缝多, 模板间错台容易超标, 对工人的专业技能要求高, 人工花费大。需要找到一种安装加固快、使用方法简单、使用费用低, 既能保证沟槽质量, 又能控制成本、满足进度要求的施工方案。[2]

2水沟电缆槽移动模架

2.1 水沟电缆槽移动模架施工原理

水沟电缆槽移动模架包括模架、模板、定位卡, 每个模板分别通过丝杆安装在模架上, 定位卡的卡板安装在相邻模板之间形成的卡槽内。其具体操作方法是预制移动式模架及配套的定型模板;通过丝杆把模板悬挂起来, 可以左右移动模板到设计的平面位置;拧动螺丝帽可上下调整模板高度, 使模板与设计标高一致;在模板调整到设计位置后, 通过“定位卡”固定模板与模板之间的相对位置和模板与模架的相对位置;模板固定后, 浇筑结构;待结构成型脱模后, 通过人工推动或机械牵引使模架的整体移动到下一模混凝土浇筑的位置。

2.2 水沟电缆槽移动模架的制作要点

模板整体刚度更强, 不易变形, 确保各断面尺寸, 沟槽线型美顺直、大面平整、接缝严密, 便于安装、拆模。在隧道施工中要根据沟槽设计尺寸设计模板的形状, 尽量使用大块整体钢模, 按照10m长定模, 减少板缝过大或拼装模板错合的几率。模架是满足支挂模板和整体移动的功能, 要满足自重轻, 稳定性好, 尽量少占空间等特点。根据模板的形状和排列形式, 通过丝杆把模架和模板连接, 起到悬挂和调节模板位置的作用。利用水沟地面作为模架内轮行走面, 使模架结构稳固, 占用空间小。定位系统是固定模板间的相对位置, 确保结构尺寸符合要求的。根据沟槽的尺寸和模板结构进行设计。

2.3 水沟电缆槽移动模架使用效果

传统水沟电缆槽施工存在着板缝多、错台易超限、线条“S”型等情况, 移动模架采用整体模板, 定位卡定位, 整体刚度好, 有效避免了上述问题, 使水沟电缆槽混凝土达到了内实外美的效果。模架制作费用低, 操作简单, 施工作业面整洁、文明, 施工效率高, 减少了传统方法中的临时支撑等材料, 使用成本低。

2.4 水沟电缆槽移动模架优势分析

隧道水沟电缆槽移动模架施工与传统小钢模相比, 施工质量好、作业简便、效率高、工费成本低。水沟电缆槽移动模架采用大块定型钢模, 减少组装模板的工作量。并且在施工过程中使用了定位卡固定模板, 极大的消除了模板工人技能不熟悉对外观质量的不良影响, 一般杂工即可。既保证结构外观质量, 又便于施工组织。通过模架把大块模板和定位系统组成一个整体, 代替传统小钢模、方木撑零散拼装施工。还可通过机械牵引将移动模架整体移动至下一组, 劳动强度低, 速度快。

以长昆客专杨家庄隧道水沟电缆槽施工为例, 一幅移动模架3个杂工8小时能完成1组 (拆模、装模、浇砼) , 与传统方法相比较可节约工时60%。采用这种施工方法, 有效提高了结构的外观质量, 减轻了人员劳动强度, 减少了成本支出。

3总结

与传统隧道水沟电缆槽施工相比施工快捷, 作业面整洁、结构美观, 从质量、工期、成本、文明施工等方面均取得了良好效果。自从该工法在贵广铁路油竹山隧道施工中使用以来, 水沟电缆槽移动模架受到了业界的广泛关注。在隧道水沟电缆槽施工过程中采用移动模架, 使得施工进展快、施工成本低, 现主要应用于铁路隧道工程水沟电缆槽施工。

摘要：传统的隧道水沟电缆槽的施工是采用小块组合刚模分段施工, 水沟电缆槽混凝土施工断面小, 轮廓线条多、面多等因素, 使隧道内的水沟电缆槽对人工技能要求高、施工成本高, 质量难以达标。本文简析了在隧道水沟电缆槽施工中使用移动模架的优势。

关键词：隧道,水沟电缆槽,移动模架

参考文献

[1]铁道部第二勘测设计院.隧道[M]:中国铁道出版社, 1984.03

移动隧道窑 篇6

关键词：移动通信,高速公路,隧道,泄漏电缆,多普勒频移

一、前言

据统计, 至2012年年底, 中国高速公路的通车里程已到96000公里, 是世界上规模最大的高速公路系统。高速公路移动信号覆盖是实现无线网络无缝覆盖的一个重要组成部分。是各运营商提高综合竞争力的一个有效手段。在我国公路隧道占比非常高。特别是高速公路途经山区地段, 占比会更高。隧道占整个干线50%以上。所以, 隧道的有效移动通信信号的有效覆盖对于高速公路的覆盖来说至关重要。

本文结合山区各种隧道无线覆盖的特点, 对各种隧道覆盖信号源选择、天馈系统选择、传输方式选择等方面的优缺点进行对比分析;对高速公路环境下应该重点考虑的几个问题进行探讨。提出了4种典型隧道场景的覆盖方案。希望能对移动通信隧道无线覆盖的工程建设规划和优化工作起到借鉴作用。

二、高速公路隧道覆盖的特点

隧道的结构特点决定了其需要的覆盖特点: (1) 洞内空间狭长, 会产生多重折射, 还要考虑车体的阻挡; (2) 信号纵向延伸对覆盖要求高; (3) 高速公路用户数较少, 信号覆盖主要以连续通话为目的; (4) 隧道出入口可能为切换边界。

三、隧道的移动通信信号的无线传播特性

隧道可以看做一管道, 信号传播是隧道壁反射与直射的结果, 直射信号为主要分量。ITU-R提出室内覆盖适用的传播模型, 此传播模型对隧道内无线信号覆盖也有效, 公式为:Lpath=30lgd+20lgf+28d B d:距离 (米) 、f:频率 (MHz) ;

隧道中不同距离的路径损耗:

四、高速公路隧道无线覆盖基本方案

(1) 洞内分布系统方案:天馈系统安装于隧道内。适用于长隧道, 空间不够宽敞隧道或有较大弧度隧道。此方案结构:信号源+天馈分布系统。 (2) 洞外无线投射方案:天馈线系统安装于隧道外。适用于中隧道、短隧道。且隧道内较为宽敞。没有弧度。此种方案结构:信号源+定向天线系统。 (3) 泄漏电缆方案:泄漏电缆安装于隧道内墙体。适用于超长隧道, 或隧道内比较狭窄。方案结构:分布式基站+泄漏电缆系统。

五、高速环境下几个重点问题分析

5.1信号覆盖的场强分析

5.1.1隧道内侧定向天线覆盖方式

在隧道中无线电波传播时具有隧道波导效应, 信号的传播是由墙璧反射与直射信号几何叠加的结果, 直射信号为主分量。此方式是指将天线安放于隧道口或隧道内侧, 如果距离隧道口外有一定的距离, 会有所偏差。

5.1.2隧道内安装泄露电缆覆盖方式

通过缜密的理论计算和大量的工程实际验证可以得出如下结论:信号源功率单方向覆盖 (信号源放置在覆盖区域一端时) 的覆盖距离稍大于2倍信号源用功分器分开时, 双方向覆盖 (信源放置在覆盖区域中部向两个方向进行覆盖) 的距离。

5.2隧道内/隧道外切换分析

隧道内的小区切换分析:如果隧道长度过长。需要采用两个或两个以上的小区进行信号覆盖。手机用户经过隧道的中段时, 接收到的原小区信号强度逐渐减弱, 目标小区的信号强度逐渐增强。不会有信号突然消失的情况, 这样可避免移动台因切换判决时间不足造成掉话的问题。

隧道内、隧道外的小区切换分析:在实际无线网络中, 实现内外小区重叠有两种方法。一是把隧道外信号引入至隧道内。二是把隧道内信号引至隧道外。由于室外无线信号复杂, 可靠性不够高, 工程中多数采用延伸隧道内无线信号的方法, 使得隧道口与隧道外一定距离内的信号一致, 高速环境下在切换方面应该着重考虑。

5.3高速条件下多普勒频移问题

5.3.1多普勒频移概念

快速运动的移动台会发生多普勒频移现象。使用定向天线方式顺着铁路沿线覆盖信号时。频率偏移公式如下:f D=V*cos I/X=V*COS I/ (c/f0)

fo:工作频率;f D:最大多普勒频移;V:移动台的运动速度

频移大小和运动速度成正比, 运动速度越快频偏越大。 (1) MS靠近和远离基站, 合成频率会在中心频率上下偏移。 (2) MS靠近基站, 波长变短, 频率增大。 (3) MS远离基站, 波长变长, 频率减少。 (4) 高速载体上的MS频繁改变与基站之间的距离, 频移现象非常严重。

5.3.2多普勒频移的克服

可以采用增强AFC算法应对多普勒频移: (1) AFC是针对快速移动的特点设计的基站频率校正算法; (2) 通过快速测算由于高速所带来的频率偏移, 补偿多普勒效应, 改善无线链路的稳定性, 从而提高解调性能。

六、高速公路隧道覆盖方案实施

6.1洞内分布方案实施

天馈系统装于隧道内。适用于长隧道, 空间不宽敞隧道或者有较大弧度的隧道。

6.1.1隧道覆盖的信号源选择

需要解决隧道覆盖。信号源与分布式系统是必须要的。隧道覆盖需要根据隧道附近的无线覆盖状况及话务、传输、现网设备等情况来决定隧道覆盖所采用的信号源。通常信号源类型有以下几种:微蜂窝基站、宏蜂窝基站、直放站等。

(1) 微蜂窝基站。对于公路隧道覆盖来说, 由于话务量小, 宏蜂窝基站作为信号源较为少用。微蜂窝使用的较多。使用微蜂窝基站的优点是:所需配套设备少, 所需设备空间小, 总的投资费用低。新建的微蜂窝基站可以增加系统容量, 相比较直放站来说, 输出功率更大, 覆盖范围更广。缺点:用户享受的信道资源较少、需要电源到位、传输资源, 扩容需换设备。目前比较常用的是BBU+RRU的DBS3900分布式基站。 (2) 直放站。如果在需要覆盖的区域附近的网络容量足够, 不必增加新的容量, 且在附近有较好的GSM信号可以利用 (满足直放站对施主信号电平大小的要求, 如-70d Bm) , 则可采用无线直放站作为隧道覆盖的信号源。在实际工程之中, 要根据覆盖的隧道附近覆盖状态, 隧道长度, 建站条件, 基站分布, 话务分布等因素选择一种合适的信号源。

6.1.2传输方式的选择

高速公路隧道一般都位于大山之间, 林密山高, 通信传输是个重要问题。一般可以采用如下三种传输方式:

(1) 无线移频传输 (传输射频信号) 。安装无线移频覆盖端设备, 需要的较少的馈线, 造成的干扰也少, 在网络中设计更加灵活。在铺设传输光纤资源不便或者其他特殊情况下, 还可以采用无线移频直放站使得移动TD-SCDMA信号在隧道里得以延伸。隧道内电磁环境比较好, 采用此方式能取到良好的效果。 (2) 光纤有线传输 (传输射频信号) 。优点:传输的稳定性更好, 在隧道内安装的馈线减少可使用更细的馈线, 施工更方便。 (3) 微波传输 (传输基带信号) 。除了移频传输和光纤传输方式之外, 还可以选用微波传输。优点:建设速度快, 受地物地貌等环境影响较小。缺点:受气候影响, 信号传输质量会有波动, 易遭雷击, 维护工作量大。

6.1.3隧道覆盖天馈线系统的选择

(1) 同轴电缆无源分布式天线系统。同轴电缆无源分布式天线覆盖的方案设计较灵活。价格相对较低、安装方便。同轴电缆的馈管衰耗较小。天线增益选择取决于安装条件限制。条件允许下, 可选用增益较高的天线, 覆盖距离会更远。其简化方案是用单根天线覆盖隧道。对较短的隧道覆盖来说成本最低。对短隧道, 可以在隧道口或延伸至隧道内用定向天线 (如八木天线或短背投天线) 进行信号覆盖。 (2) 光纤有源分布式天馈系统。在有些复杂的隧道环境中。可采用光纤馈电有源分布式天馈系统来代替同轴电缆无源分布式天线系统。其优点是:在室内安装的电缆数较, 可以适用更细的电缆, 采用光缆可避免电磁干扰, 在较复杂的网络中设计更加灵活, 缺点是成本较高。

6.2洞外投射方案实施

洞外投射方案, 天馈系统安装于隧道外或隧道口。该方案适用于短隧道、中隧道, 并且隧道内较宽, 隧道直没有弧度。

6.2.1隧道覆盖信号源选择

隧道覆盖要根据隧道附近的无线覆盖环境及传输、话务、现有网络设备等情况来决定隧道覆盖所采用的信号源。信号源类型通常有如下下几种:微蜂窝基站、直放站等。 (1) 微蜂窝基站+定向天线。对公路隧道覆盖来说, 由于话务量比较小, 宏蜂窝基站作为信号源较为少用。所以微蜂窝使用的较多。使用微蜂窝基站的优点是:所需设备空间小, 所需配套设备少, 总的投资费用低。缺点:需传输资源, 扩容需换设备。 (2) 直放站。A:无线同频直放站+定向天线。优点:安装灵活、投资少、可以有效提高信号源所在小区的信道利用率;缺点:不能进行独立的话务处理、易产生自激, 需要考虑天线隔离度问题。B:无线移频直放站+定向天线。优点:信号较纯净, 不会产生自激问题;缺点:需要额外的传输用频率资源, 传输天线间要求可视, 不能有阻挡。 (3) 有线光纤直放站+定向天线。优点:利用有线光纤资源可得到纯净信号源, 可以把信号延伸到较远的距离, 信号源可以从基站耦合或从直放站耦合;缺点:需要考虑信号源基站与覆盖目标周围基站的参数设置。考虑邻区切换关系, 同邻频干扰等问题。

实际工程中, 要根据所需覆盖隧道长度, 隧道附近覆盖情况, 基站分布, 话务分布情况, 建站条件等因素选择信号源。

6.2.2传输方式的选择

同洞内分布方案类似, 洞外投射方案也可以采用如下三种传输方式: (1) 无线移频传输 (传输射频信号, 采用直放站时用) ; (2) 有线光纤传输 (传输射频信号, 采用基站和光纤直放站时用) ; (3) 无线微波传输 (传输基带信号, 采用基站时用) 。

实际工程之中, 要根据覆盖的隧道附近地形、地貌特征、现有传输资源情况、新建传输条件等因素选择合理的传输方式。

6.2.3隧道覆盖天馈线系统的选择

采用同轴电缆无源分布式天线覆盖方案设计比较灵活。价格相对较低、安装方便。同轴电缆的馈管衰耗较小。天线增益的选择主要是取决于安装条件限制。在许可的条件时, 可选用增益相对较高的天线, 覆盖距离会更远。其简化方案就是采用单根天线沿着隧道进行覆盖。对较短的隧道是这一种成本最低的解决方案。

对于距离较短隧道。可以用在隧道口或延伸至隧道内的定向天线进行信号覆盖。根据基站的位置、隧道的长度、安装条件等因素可以选择抛物面、天线八木天线、短背射天线和角反射天线等。

6.3泄漏电缆方案实施

6.3.1隧道覆盖的信号源选择

采用泄漏电缆方案信号源的选择。隧道覆盖要根据隧道附近无线覆盖情况及话务、传输、现有网络设备等等情况来决定隧道覆盖所采用的信号源。此方案信号源通常采用:微蜂窝基站, 目前较常用的是BBU+RRU的DBS3900分布式基站。高速公路隧道覆盖, 由于话务量较小, 较少用宏蜂窝基站作为信号源。所以微蜂窝使用较多。采用微蜂窝基站的优点是:总的投资费用低、所需设备占用空间小, 所需配套设备较少。缺点:需要传输设备资源, 扩容需要换主设备。

6.3.2传输方式的选择

同洞内分布方案类似, 采用泄漏电缆方案也可以采用如下两种传输方式: (1) 有线光纤传输 (传输射频信号, 用于基站和光纤直放站) ; (2) 无线微波传输 (传输基带信号, 用于基站) 。

实际工程中, 要根据覆盖的隧道口的地貌、地形特点、传输资源等因素选择一种合适的传输方式。

6.3.3隧道覆盖天馈线系统的选择

采用泄漏电缆进行隧道覆盖是一种常用的方式。优点是: (1) 可减小信号遮挡及阴影; (2) 信号波动范围小, 泄漏电缆信号覆盖更加均匀; (3) 泄漏电缆是一宽带系统, 多种不同的无线系统信号可以通过合路共享同一泄漏电缆, 这样使得架设多个天线系统工程安装的复杂性降低。 (4) 泄漏电缆覆盖设计技术成熟, 相对简单。缺点是:成本较高。

七、典型隧道场景覆盖方案

7.1短隧道覆盖

单洞短程隧道是最简单的隧道。由于孔洞短、通风好、洞相对较宽。采用洞口天线向内投射的方式覆盖, 就可以达到理想的覆盖效果, 且投资成本较低, 信号源的选择可根据具体情况而定。如果洞口有满足条件的信号, 可用无线直放站作为信号源。如果没有可用的信号, 可用移频直放引入较远处的信号进行覆盖。如果有现成光纤或者可以方便铺设光纤, 可用微蜂窝基站或光纤直放站进行覆盖。天线采用室外天线。如:短背射天线、八木天线、抛物面天线等方向性强的天线。从成本处罚, 可以考虑将隧道和公路一起覆盖, 或者隧道、公路以及附近村庄等区域共享一套设备。

推荐方案: (1) 洞外无线覆盖方案; (2) 共享覆盖方案 (指村庄或公路覆盖时引信号来覆盖) ; (3) 隧道内天线多采用八木天线, 或容易安装的天线。

7.2连续隧道群覆盖

如果, 公路或铁路在山脉之间穿梭会出现隧道间隔小于900米的连续隧道。隧道连续不断, 形状各异, 长短不一, 需要考虑传输、造价、施工、覆盖等更多因素。该情况主要考虑的重心在传输, 还需综合考虑覆盖, 要仔细分析每段隧道的特点和隧道之间公路的信号情况。可以根据现场实际情况采用如下几种方案: (1) 光纤分布式覆盖, BBU+RRU (适合多段短隧道) ; (2) 馈缆分布式覆盖 (适合多段长隧道) ; (3) 综合式覆盖 (无线设备和其他有线系统配合) 。

7.3中长隧道覆盖

中长隧道是指单洞长度在1Km~3Km之间, 公路隧道内部空间较宽敞, 隧道内覆盖情况在有车时和没车通过时差别不大, 天线安装较方便。可根据实际情况选用尺寸稍大的天线。中长直形隧道天线安装在中间, 弯形隧道天线安装在转弯处。或者从隧道两出口处采用不同的两个小区向内对打的方式来覆盖, 切换带设计在隧道中部。建议方案: (1) 直放站+天线分布系统 (可以是无线直放站、光纤直放站、移频直放站、视具体情况而定) ; (2) 直放站+干放分布系统 (用于较长公路隧道) ; (3) 隧道内多采用八木天线, 或用易于安装的板状天线。

7.4超长隧道覆盖

公路隧道的单洞延伸长度超过3Km可算作超长隧道。隧道延伸可能是弯曲的。“S”形或“L”形或其他形状。单独一套设备不能满足隧道的覆盖。需要多设备配合使用, 多方案综合运用。每段隧道的解决方案都可能会有所差别。必须因地制宜根据实际情况选择覆盖方案。对超长隧道;天馈线建议选择泄漏电缆或分布式天线。信号源可以选用如下方式: (1) 微蜂窝基站覆盖; (2) 射频拉远BBU+RRU覆盖 (光纤拉远) ; (3) 直放站分布系统覆盖。

八、结束语

山区高速公路各种隧道场景均可能出现。所以在进行隧道无线网络覆盖规划时一定要根据道路的实际情况灵活选择相适应的覆盖方案, 并对天馈线的安装位置、高度、天线型号的选用做现场的勘测设计。不管选择哪种方案。一定要站在网络全局的高度去考虑, 强化网络观念。还要充分考虑直放站对用户感知和系统容量的影响。确保网络运行状态最佳, 打造真正的无缝覆盖精品网络。

参考文献

[1]王文博编著.北京邮电大学出版社出版《移动通信原理与应用》

[2]中国移动资料.中国移动铁路网络优化技术方案.2011年7月

[3]华为技术有限公司技术资料

移动隧道窑 篇7

长沙市森林防火监测站项目位于长沙市大河西先导区岳麓山,隧道长约470m,坑道内断面尺寸复杂多变,且施工场地受限不适宜用衬砌台车施工,其中“门形”断面毛洞尺寸为17.20m(宽)×12.32m(高)×51.30m(长),设计被覆(二次衬砌)与初支护面拱顶间隙为700mm,被覆厚度为400mm,属于高大模板施工范畴。

2 施工方案及工艺流程

2.1 施工方案确定

综合考虑工程特点,大跨度离壁式隧道被覆拱部衬砌施工时,支撑架系统采用满堂脚手架结合圆弧段型钢、钢管、角钢组成的简易操作架,拱顶内外模对向支撑、设置高大输送泵入口浇筑拱顶混凝土,混凝土浇筑完成后拧松顶托,在支架上焊接轮子,然后采用吊葫芦牵引模架整体匀速移动。

2.2 拱部模架体系设计

该支撑系统由2部分组成,底部为钢管脚手架组成的满堂架,上部由型钢、钢管、角钢组成的组合钢拱架结构(见图1)上部钢拱架直接承受模板、钢筋混凝土的静(动)荷载,通过顶托及满堂支架将力传递至承重基础;混凝土施工完毕待达拆模强度后卸下满堂架顶部顶托,以便混凝土面与支撑面分离,下部采用液压千斤顶将支撑架局部顶起后焊接轮子,采用吊葫芦结合钢丝绳整体拉动支撑架就位。

模筑系统内外模板采用蝴蝶扣与连接钢筋固定,外模通过方木条与拱顶初支面支撑,确保混凝土浇筑过程中外模不上浮;拱顶内模中设置输送泵进料仓,以便混凝土前后、左右对称浇筑,确保支撑模板体系的稳定。

拱顶内模预留1 m宽的进料仓口,仓口处的泵管采用横管弯头连接,顶端用绳子拉住,防止泵管左右偏斜。

2.3 施工工艺流程

施工工艺流程如图2所示

3 施工要点

3.1 铺垫槽钢、搭设满堂脚手架

施工准备及测量放线完成后,在已浇筑的混凝土基础上铺设14号槽钢,满堂脚手架支撑系统采用ф48 mm×3.0mm钢管,脚手架着力点立在铺垫的槽钢上,以保持模架系统的整体稳定性;立杆纵横间距及步距具体参数应根据顶部荷载的大小分别设置,同时加设剪刀撑,布设方式立杆纵横间距0.8m,步距1.2m。如图3所示。

满堂脚手架上安装可调节的顶托,便于撑紧顶牢钢管型钢拱架并调节标高,同时通过顶托及满堂脚手架将模板及钢筋混凝土的静(动)荷载传递至承重基础。

3.2 组合钢拱架制作

型钢等钢材弯曲制作在钢筋加工棚内采用型钢弯曲机加工完成,加工数量考虑2个循环施工,每榀距离为0.8m,因此单模长度按9～12m考虑。

组合钢拱架支撑按照例4尺寸进行搭设,各个连接点采用螺栓结合钢板进行连接(角钢焊接点按照单、双号进行错开连接,避免连接点在同一直线上形成受力薄弱点),最下面横梁采用8号角钢,横梁下采用双钢管,角钢拱部钢材采用110焊接而成、竖杆及斜杆采用Φ48mm×3.0mm钢管,必要时采用8号角钢进行加强。

1)底下8号角钢每根长度为6m,因此必须进行接长,角钢接长处采用钢板加强满焊连接

2)中部钢管上下连接也采用满焊焊接连接,必要时可进行横向加强。

3)工字钢与下部立杆在同一平面上,确保垂直受力。

在进行钢拱架支撑加工时,每片钢支撑不管单双数都分为2个板块进行加工,考虑到钢支撑重量问题,板块加工完成以后,每片钢支撑的板块一、二拼装为一榀钢支撑,连接点及板块划分如图4所示,钢支撑完成后在角钢往上每隔1.05m横向焊接一根Φ48mm×3.0mm的钢管作为支撑,钢支撑纵向也在中间4根立杆中间焊接4根相同钢管避免钢支撑纵向失稳。

单榀钢管型钢拱架制作完成后,采用人工配合简易双轮车运送至大厅,然后每2榀用螺栓连接拼装成1个拱架。

3.3 组合钢拱架安装及内模板安装、封内模

3.3.1 组合钢拱架安装

组合钢拱架两榀拼装验收合格后采用工人配合2台小型卷扬机对称将整体拱架缓慢匀速吊装。

3.3.2 内模安装

现场模板采用竹胶板(尺寸为1.22m×2.44m×12.00mm),模板组装要严格按照模板图尺寸拼装成整体,拼缝处为减少错台,采用白铁皮覆盖,并保证模板偏差控制在规范允许范围内,拼装好模板后逐块检查其背楞(木方60mm×80mm@200mm)。背愣每模搭接长度不小于50cm

1)模板基准定位根据拱顶钢支撑模板轴线,以该轴线为起点,引出每条轴线,并根据轴线与施工图用墨线弹出模板的内线、边线以及外侧控制线,施工前各轴线控制到位,以便于模板的安装和校正。

2)标高、轴线测量利用直尺测量钢支撑模板的各个部位高度是否符合要求对于两边已浇筑完成的直墙进行坐标及标高的测量,放出已浇筑完成底板的中轴线;对于已安装好的钢支撑上面的模板,从其中轴线放吊锤至底板,模板中轴线与底板上的中轴线调整一致后再进行下一步施工。

3)吊装将已经下料好的模板用钢丝绳固定,用卷扬机(吊葫芦)吊至安放位置进行拼装。安放完成后必须要求测量组对拱顶轴线、标高等一系列数据进行复核,不合格处必须返工。

施工之前必须对于卷扬机及钢丝绳型号和相关质量证明材料进行检查,并根据实际情况对其审核,不合格严禁施工。

3.3.3 封内模

将内模板固定在钢拱架上的纵向方木条上连成一体,并对拼缝处的支撑进行加固形成整体。

3.4 钢筋绑扎

拱顶钢筋在钢筋加工棚内加工完成后,人工配合拖拉机将半成品运输至大厅内。由于拱顶与初支面的间隙只有70cm,因此在进行钢筋安装时,尽量使用身材合适的钢筋工进行钢筋绑扎。

3.5 外模安装及加固

1)钢筋绑扎完成后,对外模进行安装(模板尺寸1.22m×2.44m×12.00mm),拼接过程中尽量减少接缝,内模与外模之间用蝴蝶扣及止水对拉螺杆进行固结,螺杆纵横间距按照500mm×500mm控制,为避免模板上浮,在初支面与外模间按照2m×2m间距用木方进行支撑,木方两端用模板作为垫块增加受力面,避免受力集中影响模板安装尺寸,如图5所示。

2)外模板按照设计要求进行安装,衬砌混凝土厚度控制在400mm,拱顶中间预留约1m的缺口,方便混凝土浇筑＿

3.6 端头模板、止水带安装

将止水带安装在拱顶上下两层钢筋网之间,然后进行端头模安装,端头模板采用一排位于内外模板端头环形布置间距为0.8m的蝴蝶扣加对拉筋固定。

3.7 混凝土浇筑

混凝土采用商品泵送混凝土,到施工现场的坍落度控制在(180±20)mm范围内,保证地泵泵送及浇筑过程中混凝土的工作性:人工控制进料仓口(1m宽)的端头橡胶管,使之前后、左右对称浇筑,确保支撑模板体系稳定。采用附着式振捣器与插入式振捣棒相结合的方式进行振捣,保证混凝土整体密实性。

3.8 拆模及养护

混凝土浇筑完成后,待其强度达到设计要求的80%后进行拆模,拆模时注意对新浇筑混凝土面的保护,防止他物触碰;同时拆模完成后即对混凝土进行至少14d养护。

3.9 拆模后松顶托及千斤顶顶起模架、安装滑轮

混凝土养护达到拆模条件后进行拆模,拧松顶托使模板面与混凝土面脱离25cm,采用6台5t千斤顶同时顶起满堂支架离地18cm,同时安装轮子(轮子与满堂脚手架采用扣件连接)。

3.1 0 吊葫芦牵引移动整体模架

轮子安装完成后,在模架体系行进方向12m的混凝土基础上植入一排间距为1.5m的Φ16热轧带肋钢筋,采用壁厚为3.75mm的中Φ110mm焊接钢管与固定的如6热轧带肋钢筋焊接成一体,使之作为吊葫芦牵引模架的受力杆,等间距布置3台吊葫芦采用人工牵引3台5t吊葫芦同步匀速移动,同时加强模架移动过程中的满堂支架的变形监测。

4 结语

1)该工艺主要结合了钢管、型钢支架、轮子、木模板,易于操作且成本低。

2)支撑操作系统具备行进功能,可连续作业。

3)拱部圆弧断面依靠顶部支撑的钢管型钢构架,在型钢制作时能放出圆弧断面尺寸,可有效防止尺寸偏差;附着式振捣器结合插入式振捣棒可有效保证混凝土密实。

4)该工艺稍加改进可用于一般隧道二衬施工,具有很强的通用性和实用性。

摘要：长沙市森林防火监测站项目大厅的拱部被覆高大支模体系采用移动模架进行二次衬砌施工,具有跨度大、超高、构件安装复杂的特点。结合工程实际,介绍了施工过程中采用的关键技术,不仅有效解决了大跨度离壁式隧道拱部被覆的施工难题,且在安全生产、质量控制及施工成本等方面也体现了优异的性能。

关键词：隧道工程,模架,移动模架,施工技术,质量控制

参考文献

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