隧道二襯步進(jìn)行走式襯砌臺車施工技術(shù)

楊旻昊

山西路橋第三工程有限公司 山西忻州 034000

襯砌臺車是公路、鐵路、地鐵和水工等隧道二襯施工最常用成型設(shè)備，目前常規(guī)臺車均采用軌道式電機(jī)帶動機(jī)械行走，這種方式有以下缺點(diǎn)：（1）傳動系統(tǒng)對臺車整體結(jié)構(gòu)設(shè)計影響較大，結(jié)構(gòu)體系復(fù)雜龐大、笨重；（2）需要額外增加枕木和軌道等物資投入；（3）使用臺車時需額外投入人力資源協(xié)同鋪設(shè)枕木軌道，費(fèi)工費(fèi)時；（4）電機(jī)式行走動力裝置故障率高，維護(hù)成本高；（5）臺車模板平移調(diào)節(jié)幅度小，無法滿足轉(zhuǎn)變曲率較大的隧道施工使用；（6）常規(guī)的軌道式行走臺車無法應(yīng)付縱向坡度較大的隧道施工；（7）微調(diào)難以控制，移動就位時間長。

隨著液壓動力技術(shù)在工程機(jī)械中廣泛應(yīng)用，其優(yōu)越性日益明顯顯現(xiàn)出來，其功率密度大，結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，無極變速，調(diào)速范圍大，啟動性能好，實現(xiàn)快速正反向移動，布置靈活，可適應(yīng)總體結(jié)構(gòu)布置，容易實現(xiàn)自動化操作，簡便省力。液壓元件的精細(xì)化、小型化，對隧道襯砌臺車行走系統(tǒng)的改造升級提供了可靠的技術(shù)基礎(chǔ)[1]。

隧道二襯步進(jìn)行走式襯砌臺車，采用液壓行走移動襯砌臺車的思路設(shè)計模板臺車，使用液壓構(gòu)件實現(xiàn)無軌移動隧道襯砌臺車，實現(xiàn)隧道襯砌臺車無軌運(yùn)行。

1 隧道二襯步進(jìn)行走式襯砌臺車工藝原理

隧道二襯步進(jìn)行走式襯砌臺車，在臺車主框架底部增加四部液壓構(gòu)件，實現(xiàn)臺車橫向移動，適應(yīng)隧道曲線線性。在主框架底部縱梁增設(shè)移動縱梁和液壓構(gòu)件，實現(xiàn)臺車縱向移動?？v向滑移輪座通過掛鉤掛于主架下縱梁下部，縱向滑移油缸通過銷絞連接，將縱向滑移輪座與主門架形成錯動模式。臺車需要縱向行走時，頂升油缸收縮，臺車下降至縱向滑移輪座落至地面上且平移滑座懸空，使滑移輪座生根，臺車處于懸空狀態(tài)。然后縱向滑移油缸收縮拉動主門架下縱梁在縱向滑移輪座的滾輪上移動，整個臺車往前移動?？v向滑移油缸收縮到零行程后，頂升油缸伸出至平移滑座落至地面生根且縱向滑移輪座懸空，縱向滑移油缸伸出拉動縱向滑移輪座前移，直至油缸滿程。到此臺車縱向行走的一個循環(huán)結(jié)束。

臺車架由端門架、中間門架、上下縱梁、斜拉桿、支承桿等組成，各部分通過螺栓聯(lián)為一體，兩端門架支承于行走輪架上，中門架下端裝有支承螺桿，襯砌施工時，混凝土載荷通過模板傳遞到4個門架上，并分別通過支腿傳到地面。為保證頂拱模板的剛度和強(qiáng)度，上部臺架設(shè)計成網(wǎng)架式桿件結(jié)構(gòu)，使之受力最好，模板不會在襯砌過程中變形移位。在整個臺車中最薄弱的環(huán)節(jié)是下模板和下模支撐系統(tǒng)，因此在設(shè)計下模板時應(yīng)充分考慮砼的襯砌厚度、坍落度、灌注速度、骨料大小以及是否為鋼筋砼等因素的影響，通過下模拱腳頂?shù)亟z桿千斤作為輔助支撐進(jìn)行加固，減小側(cè)向壓力對主框架作用[2]。

2 隧道二襯步進(jìn)行走式襯砌臺車液壓行走部分示意圖

圖1 主視結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 側(cè)視圖（圖2-1的側(cè)視圖）

圖3 主油缸與連接桿位置關(guān)系示意圖（圖2-2的俯視圖）

圖4 A-A視圖

圖5 升降桿、橫移滑座、橫移油缸連接示意圖

3 施工要點(diǎn)

3.1 施工準(zhǔn)備

（1）初支及滲水處理。檢驗初期噴射混凝土質(zhì)量。對初噴面局部滲水采用注漿堵水或埋設(shè)排水管直接排水到邊，初期支護(hù)應(yīng)平整，無空鼓、裂縫、松酥，表面應(yīng)平順，當(dāng)表面矢高/弦長＞1/6時，應(yīng)對不平處用噴射砼找平。

（2）切除錨桿及鋼筋網(wǎng)端頭。對于初噴面外漏鋼筋頭或錨桿端頭進(jìn)行切除，防止劃破防水板，造成襯砌漏水；基面處理超前防水板兩個循環(huán)。

（3）鋪設(shè)緩沖層土工布。防水板鋪掛前，用帶熱塑性圓墊圈的射釘將緩沖層平整順直地固定在初支層上，緩沖層土工布搭接寬度50mm，錨固點(diǎn)間距50cm。

（4）鋪設(shè)防水板。防水板鋪設(shè)超前二次襯砌施工1～2個襯砌段，鋪設(shè)采用專用臺架進(jìn)行。防水板幅寬2.4m，鋪設(shè)采用洞內(nèi)整卷起吊，無釘鋪設(shè)工藝。從拱頂向兩側(cè)鋪設(shè)，利用固定緩沖層的圓墊圈用背帶固定防水板。防水板鋪設(shè)要有一定松馳量，松緊應(yīng)適度并留有余量，檢查時要保證防水板全部面積均能抵到圍巖面。防水板之間的搭接縫采用熱合機(jī)雙焊縫焊接。

（5）測量放樣。使用全站儀放樣隧道中線，確保襯砌臺車就位對中。

3.2 臺車縱向移動

主框架底部縱梁增設(shè)移動縱梁和液壓構(gòu)件，實現(xiàn)臺車縱向移動。 縱向滑移輪座通過掛鉤掛于主架下縱梁下部，縱向滑移油缸通過銷絞連接，將縱向滑移輪座與主門架形成錯動模式。臺車需要縱向行走時，頂升油缸收縮，臺車下降至縱向滑移輪座落至地面上且平移滑座懸空，使滑移輪座生根，臺車處于懸空狀態(tài)。然后縱向滑移油缸收縮拉動主門架下縱梁在縱向滑移輪座的滾輪上移動，整個臺車往前移動。縱向滑移油缸收縮到零行程后，頂升油缸伸出至平移滑座落至地面生根且縱向滑移輪座懸空，縱向滑移油缸伸出拉動縱向滑移輪座前移，直至油缸滿程。到此臺車縱向行走的一個循環(huán)結(jié)束[3]。

3.3 臺車橫向移動

液壓行走隧道襯砌模板臺車，在臺車主框架底部增加四部液壓構(gòu)件，實現(xiàn)臺車橫向移動，適應(yīng)隧道曲線線性。中線水平檢查合格后鎖定模板支承系統(tǒng)，安裝堵頭板，完成立模工序。

3.4 澆筑二襯砼

砼澆注通過模板兩側(cè)天窗自下而上對稱地分層進(jìn)行。為保證臺車不偏壓、不移位，兩邊砼澆筑高差不超過1m。搗固利用振搗棒和模板上的附著式振動器搗固，砼澆注完成后按規(guī)定進(jìn)行砼養(yǎng)生工作。

4 結(jié)語

隧道二襯步進(jìn)行走式襯砌臺車施工技術(shù)使用液壓構(gòu)件實現(xiàn)無軌移動隧道襯砌臺車，相比目前常規(guī)軌道式電機(jī)帶動機(jī)械行走臺車，具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）減少常規(guī)軌道式機(jī)械行走臺車為增加穩(wěn)定性而增加的約束部件，可在滿足強(qiáng)度和剛度要求下減小斷面尺寸，使襯砌臺車變得空靈、輕巧；（2）不需要額外增加枕木和軌道等物資投入；（3）使用臺車時不需要額外投入人力資源協(xié)同鋪設(shè)枕木軌道，省工省時；（4）采用液壓步進(jìn)行走，較常規(guī)電機(jī)式行走動力裝置維護(hù)成本低；（5）可以小半徑轉(zhuǎn)彎，臺車模板平移調(diào)節(jié)幅度大，可滿足轉(zhuǎn)變曲率較大的隧道施工使用；（6）可以安全穩(wěn)定的進(jìn)行縱向坡度較大的隧道二襯施工；（7）可以輕松實現(xiàn)微調(diào)就位，移動就位時間短，有效縮短施工工期，節(jié)約成本；（8）在有坡度的隧道中施工或行走時，不論是橫坡還是縱坡，都可以通過門架下部的頂升油缸進(jìn)行高度調(diào)節(jié)，使臺車整體處于水平狀態(tài)，臺車整體不存在前傾力和側(cè)傾力，比常規(guī)軌道式機(jī)械行走臺車具有更好的整體平穩(wěn)性；（9）依靠臺車自身重力、增加著地面積使整個臺車在襯砌澆筑過程和移動過程都比常規(guī)軌道式機(jī)械行走臺車具有更好的穩(wěn)定性；（10）液壓行走減少了常規(guī)軌道式機(jī)械行走臺車移動時產(chǎn)生的機(jī)械傳動噪聲，有效改善了工作環(huán)境。

總之，隧道二襯步進(jìn)行走式襯砌臺車施工技術(shù)相比目前常規(guī)軌道式電機(jī)帶動機(jī)械行走臺車，可有效縮短施工工期，節(jié)約施工成本；施工時臺車具有更好的穩(wěn)定性，提高了襯砌施工的安全性；有效降低機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生噪音，改善工人的工作環(huán)境。因此步進(jìn)行走式襯砌臺車施工技術(shù)的應(yīng)用保證了隧道襯砌施工在綠色環(huán)保節(jié)能方面的優(yōu)越性，同時對隧道襯砌施工新設(shè)備的研究具有重要意義，將極大促使我國隧道施工技術(shù)向前發(fā)展。