自行式砼襯砌鋼模臺(tái)車在隧道工程中的應(yīng)用

莊嚴(yán)

自行式砼襯砌鋼模臺(tái)車系統(tǒng)是一種能夠自行行走、自帶模板的施工機(jī)械，在施工中利用臺(tái)車大剛度臺(tái)架承重并采用液壓千斤頂對(duì)模板進(jìn)行支撐，實(shí)現(xiàn)隧道二襯砼現(xiàn)場(chǎng)澆筑。本文闡述了采用自行式砼襯砌鋼模臺(tái)車施工隧道二襯砼的具體施工過程。

一、自行式砼襯砌鋼模臺(tái)車組成

（一）鋼模臺(tái)車總體構(gòu)造

（二）臺(tái)車架

臺(tái)車架是自行式砼襯砌鋼模臺(tái)車的主承力結(jié)構(gòu)，在施工中需承受隧道二襯砼部分自重及砼澆筑時(shí)產(chǎn)生的側(cè)向壓力，因此要求臺(tái)車架具有較大的強(qiáng)度及剛度。臺(tái)車架由多片（一般6片，每片間距約2.4m）門式構(gòu)件，通過頂部、側(cè)向連接構(gòu)件及底部縱梁連接成整體，由臺(tái)車架前、后各兩個(gè)支腿支撐于地面。

（三）模板及模板支撐系統(tǒng)

自行式砼襯砌鋼模臺(tái)車模板及支撐系統(tǒng)由固定式模板及支撐（頂模部分）和活動(dòng)式模板及支撐（側(cè)模部分）兩部分組成。固定式模板及支撐設(shè)置于門式臺(tái)架橫梁上方，施工隧道拱頂二襯砼，砼自重產(chǎn)生的垂直重力通過模板下方支撐立柱傳遞至門式臺(tái)架橫梁;活動(dòng)式模板及支撐設(shè)置于門式臺(tái)架兩側(cè)，施工隧道側(cè)墻二襯砼，側(cè)墻二襯砼澆筑時(shí)產(chǎn)生的側(cè)向水平壓力通過模板后方的千斤頂傳遞至門式臺(tái)架立柱。

（四）液壓系統(tǒng)

自行式砼襯砌鋼模臺(tái)車液壓系統(tǒng)的功用是方便、快捷的完成支、收模，即頂模升降和支撐側(cè)模。液壓系統(tǒng)由一個(gè)液壓站、四個(gè)臺(tái)車升降主缸、四個(gè)輔助行走缸、四個(gè)水平位置調(diào)整缸、兩組側(cè)缸和液壓控制系統(tǒng)組成。四個(gè)臺(tái)車升降主缸分別位于臺(tái)車四角，用于臺(tái)車整體升降，實(shí)現(xiàn)頂模立模、脫模功能;四個(gè)輔助行走缸分別布置于臺(tái)車架兩側(cè)縱梁，與臺(tái)車升降主缸配合，通過臺(tái)車交替升降，實(shí)現(xiàn)臺(tái)車、走行軌道交替前移;四個(gè)水平位置調(diào)整缸分別位于臺(tái)車四角支撐鋼凳，當(dāng)臺(tái)車走行就位后，通過其水平伸縮，達(dá)到調(diào)整臺(tái)車平面位置功能;兩組側(cè)缸布置于臺(tái)車兩側(cè)，一端與側(cè)模連接，一端與臺(tái)車架立柱固定，通過其收縮，達(dá)到側(cè)模支撐及脫模功能。

（五）走行裝置

行走裝置包括兩條走行軌道、四個(gè)走行支腿及走行輪、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)等。

二、自行式砼襯砌鋼模臺(tái)車施工隧道二襯砼施工工藝

（一）施工工藝流程

（二）鋼模臺(tái)車拼裝

—拼裝場(chǎng)地平整

鋼模臺(tái)車拼裝場(chǎng)地選取應(yīng)考慮臺(tái)車拼裝完后的進(jìn)洞便利，同時(shí)考慮應(yīng)可能減少土石方開挖、回填工作量，達(dá)到減少成本目的。平整后的場(chǎng)地應(yīng)有足夠的面積和一定的承載力，同時(shí)場(chǎng)地四周要做好排水措施。

—臺(tái)車架安裝

根據(jù)鋼模臺(tái)車尺寸，在場(chǎng)地標(biāo)出臺(tái)車四角位置。首先擺放臺(tái)車四角支撐鋼凳及兩側(cè)走行軌道并進(jìn)行抄平;在支撐鋼凳上安裝臺(tái)車四角升降主缸底支撐立柱和在走行軌道上擺放臺(tái)車走行支腿（帶走行輪）后，將臺(tái)車兩側(cè)底部縱梁分別套進(jìn)支撐立柱及走行支腿;依次安裝臺(tái)車門式構(gòu)件（門式構(gòu)件由兩側(cè)立柱和橫梁構(gòu)成，單個(gè)門式構(gòu)件先在場(chǎng)地拼裝成整體）并將門式構(gòu)件連接成整體。

—模板及模板支撐系統(tǒng)安裝

鋼模臺(tái)車模板及支撐系統(tǒng)由固定式模板及支撐（頂模部分）和活動(dòng)式模板及支撐（側(cè)模部分）兩部分組成。先安裝頂模部分，再安裝側(cè)模部分。頂模部分安裝時(shí)，先安裝門式臺(tái)架橫梁上方縱、橫梁模板托架，再安裝頂模立柱，最后安裝頂模面板;側(cè)模在鋼模臺(tái)車兩側(cè)，根據(jù)隧道斷面尺寸，一般左、右各兩片，每片側(cè)模預(yù)先在場(chǎng)地拼裝成整體，側(cè)模和頂模及側(cè)模與側(cè)模連接采用銷接，以便連接處可以適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)動(dòng)。

—液壓系統(tǒng)安裝

液壓系統(tǒng)包括一個(gè)液壓站，臺(tái)車升降、調(diào)整及側(cè)模支撐千斤頂，液壓控制裝置及油路組成。先進(jìn)行臺(tái)車升降、調(diào)整及側(cè)模支撐千斤頂安裝，然后安裝液壓站及液壓控制裝置，最后連接油管。

—平臺(tái)及欄桿安裝

—鋼模臺(tái)車調(diào)試

—鋼模臺(tái)車驗(yàn)收

（三）自行式砼襯砌鋼模臺(tái)車行走、就位及支模

鋼模臺(tái)車拼裝完成并驗(yàn)收完畢后，自行移動(dòng)至隧道二襯砼澆筑部位。鋼模臺(tái)車走行時(shí)，輔助走行缸頂升，將走行支腿及走行輪坐落至走行軌道，繼續(xù)頂升油缸，最終將整個(gè)臺(tái)車通過走行支腿及走行輪坐落于走行軌道;開動(dòng)走行驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，臺(tái)車通過走行支腿及走行輪沿走行軌道移動(dòng)，至臺(tái)車走行軌道末端停止;輔助走行缸回缸的同時(shí)，臺(tái)車升降主缸頂升，使走行支腿及走行輪脫離走行軌道;開動(dòng)走行軌道驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使走行軌道前移;重復(fù)上述行走步驟，直至臺(tái)車移動(dòng)至二襯砼澆筑位置。

通過水平位置調(diào)整缸，使鋼模臺(tái)車精確就位。通過臺(tái)車升降主缸，將臺(tái)車頂模頂升至設(shè)計(jì)標(biāo)高;通過兩組臺(tái)車側(cè)缸，將臺(tái)車側(cè)模頂至設(shè)計(jì)位置，安裝二襯堵頭模板，臺(tái)車支模完成。

（四）二襯砼澆筑及脫模

二襯砼澆筑前，通過輔助走行缸將走行支腿帶走行輪落至走行軌道，同時(shí)旋轉(zhuǎn)臺(tái)架縱梁底部絲杠，將絲杠旋至地面支撐墊板，增加臺(tái)車著地點(diǎn)，以分散二襯砼在澆筑時(shí)的自重力。

二襯砼采用混凝土泵輸送至位于臺(tái)架頂層平臺(tái)的砼分流裝置，通過砼溜槽將砼對(duì)稱引流至臺(tái)車側(cè)模澆筑窗口，澆筑窗口根據(jù)隧道斷面尺寸分多層布置，由低到高依次對(duì)稱分層澆筑，每層澆筑快結(jié)束時(shí)，關(guān)閉該層澆筑窗口，移至上層澆筑窗口繼續(xù)澆筑，直至砼澆筑至拱頂處。澆筑拱頂砼時(shí)，撤除砼分流裝置和溜槽，直接將砼輸送泵管連接于設(shè)置于拱頂模板的砼輸入管，將砼壓送至拱頂，當(dāng)拱頂模板內(nèi)充滿砼后，保持一定的泵壓并維持一段時(shí)間后關(guān)閉砼輸入管閥門方可撤除砼泵管，待拱頂砼初凝后，拆除固定于模板的砼輸入泵并進(jìn)行清理，以備后用。砼采用附著式振搗器進(jìn)行砼振搗，澆筑窗口附件可以輔以振搗棒振搗。

二襯砼凝固并達(dá)到一定強(qiáng)度后，進(jìn)行鋼模臺(tái)車脫模。首先通過兩組側(cè)缸收縮，完成臺(tái)車側(cè)模脫模;然后旋轉(zhuǎn)臺(tái)架縱梁底部絲杠，解除絲杠豎向支撐;最后通過臺(tái)車升降主缸及走行輔助缸收縮，完成臺(tái)車頂模脫模。

（五）按上述步驟進(jìn)行下一節(jié)二襯砼施工，直至隧道二襯砼澆筑完成。

三、自行式砼襯砌鋼模臺(tái)車施工隧道二襯砼注意事項(xiàng)

1、為防止砼流動(dòng)引發(fā)鋼模臺(tái)車向前位移導(dǎo)致臺(tái)車脫模事故，二襯砼澆筑時(shí)，臺(tái)車模板內(nèi)前、后砼面高度差不應(yīng)超過0.6m。

2、為防止砼左、右側(cè)壓力不平衡引發(fā)臺(tái)車左、右位移，砼澆筑時(shí)左、右混凝土面高度差不應(yīng)超過0.5m;

3、為防止二襯在砼澆筑過程中模板側(cè)壓力過大，一般情況下，混凝土初凝時(shí)間5小時(shí)內(nèi)的，混凝土垂直澆筑速度小于1.5m/h;混凝土初凝時(shí)間6小時(shí)內(nèi)，混凝土垂直澆筑速度小于1.2m/h。

4、澆筑混凝土至最后封頂?shù)暮笃?，必須使用低速，由里至外換注漿口進(jìn)行混凝土澆筑，并時(shí)刻注意混凝土泵送壓力的變化，避免混凝土住滿后仍強(qiáng)行泵送從而導(dǎo)致壓力過大使模板變形。

四、結(jié)語

綜上所述，通過結(jié)合隧道二襯砼施工中采用自行式砼襯砌鋼模臺(tái)車工程經(jīng)驗(yàn)，從自行式砼襯砌鋼模臺(tái)車拼裝、就位、砼澆筑、脫模、行走等方面來系統(tǒng)探討了自行式砼襯砌鋼模臺(tái)車法的關(guān)鍵工藝，采用采用自行式砼襯砌鋼模臺(tái)車施工隧道二襯砼，無需現(xiàn)澆砼施工常用的支架、模板搭設(shè)、安裝及拆除等安全風(fēng)險(xiǎn)較大的作業(yè)，提高了施工安全性;且在二襯砼施工的同時(shí)，人員、車輛能夠在鋼模臺(tái)車底正常、安全通過，不影響隧道其他工序正常施工，保證了隧道施工進(jìn)度。從隧道二襯砼施工應(yīng)用結(jié)果表明，自行式砼襯砌鋼模臺(tái)車法可有效的提高施工效率，在節(jié)省施工成本的同時(shí)提高了施工安全和質(zhì)量，發(fā)揮了其在隧道二襯砼施工中的優(yōu)越性。