隧道“自動澆筑襯砌臺車”在高速鐵路隧道施工中的應用

毛愛東

摘要：近些年，高速鐵路在我國有了快速發展，建設規模逐漸增加。在鐵路建設中，隧道是必不可少的組成部分。在鐵路隧道施工中，襯砌是最為重要的組成環節，直接影響隧道結構穩定性以及行車安全性。隨著信息化技術提升，隧道“自動澆筑襯砌臺車”用到了高速鐵路隧道施工中。通過隧道“自動澆筑襯砌臺車”的應用，能夠有效解決襯砌質量問題，降低人員勞動強度，同時，一定程度上實現了施工機械化、信息化以及智能化。本文主要分析隧道“自動澆筑襯砌臺車”在高速鐵路隧道施工中的應用，希望能夠對隧道“自動澆筑臺車”的應用提供一定參考和幫助。

Abstract： In recent years， high-speed railways have developed rapidly in China， and the scale of construction has gradually increased. Tunnels are an integral part of railway construction. In the construction of railway tunnels， lining is the most important component， which directly affects the stability of the tunnel structure and the safety of driving. With the advancement of information technology， the tunnel "automatic pouring lining trolley" are used in high-speed railway tunnel construction. Through the application of the tunnel "automatic pouring lining trolley"， it can effectively solve the lining quality problem and reduce the labor intensity of the personnel. At the same time， the construction mechanization， informationization and intelligence are realized to a certain extent. This paper mainly analyzes the application of tunnel "automatic pouring lining trolley" in the construction of high-speed railway tunnel， and hopes to provide some reference and help for the application of tunnel "automatic pouring trolley".

關鍵詞：隧道;自動澆筑襯砌臺車;高速鐵路;隧道施工

Key words： tunnel;automatic pouring lining trolley;high-speed railway;tunnel construction

中圖分類號：U455? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）33-0165-03

0? 引言

近些年來，我國鐵路隧道建設得到了飛速發展，隧道施工水平不斷提升。襯砌是隧道施工的重要組成部分，對于隧道結構穩定性以及行車安全具有非常重要影響。

新建貴南高鐵GNZQ-3標大方山隧道位于廣西環江縣境內，起訖里程為DK255+263～DK264+910，全長9647m，屬全線Ⅱ級高風險隧道，隧道主洞凈寬13.3m，凈高8.08m。輔助坑道方案采用“進口泄水洞+出口平導”形式輔助施工。進口泄水洞長3007m，與正洞間按間距約500m設置6個橫通道;出口平導長5196m，與正洞間按間距400m設置13個橫通道。本文以大方山隧道進口為例分析隧道“自動澆筑襯砌臺車”在高速鐵路隧道施工中的應用，能夠有效降低人員的勞動強度，提升襯砌質量，對隧道施工具有現實參考意義。

1? 隧道“自動澆筑襯砌臺車”整體設計分析

隧道“自動澆筑襯砌臺車”是為隧道不同斷面尺寸的混凝土襯砌而專門設計制造的非標產品，其特點是以電機驅動行走機構帶動臺車行走，利用液壓油缸和螺旋千斤頂調整模板到位及收模。它具有成本較低、結構可靠、操作方便、襯砌速度快、隧道成型面好等優點。

混凝土澆筑時產生的側壓力及拱頂混凝土的自重直接作用在模架系統上，再通過底部的支撐傳遞到地面，門架系統理論上只承擔模架系統的自重，不承受側壓力及混凝土的重量（實際上會承受小部分的力）。臺車的行走、升降和橫移借助門架系統完成，收立模靠模架系統上的油缸完成。

隧道“自動澆筑襯砌臺車”的主要技術參數如表1所示，臺車由模板總成、門架總成、托架總成、橫移（頂升）機構、走行機構、支撐千斤、梯子平臺（選購）、液壓和電氣系統等部分組成，其結構如圖1所示。

2? 隧道“自動澆筑襯砌臺車”在高速鐵路隧道施工中的應用

2.1 臺車行走和就位

第一，臺車安裝完畢后，檢測各部位結構是否到位，螺栓連接是否牢固，各連接銷必須可靠且轉動靈活，然后進行初步調試。要求各螺旋千斤動作可靠，各基本尺寸達到要求。確定臺車工作位置的軌面標高正確后，保證軌道相對隧道中心線對稱，軌面平整。

第二，準備工作完成后，啟動液壓系統，在油缸動作前，要取下模板底部的模板千斤及螺旋千斤頂;操作多路換向閥手柄，讓小動模油缸收回、側向油缸伸出，使小動模總成和側模總成回縮。

第三，收回頂升油缸，使頂模總成下降;為方便脫模，要在模板外側涂抹脫模劑;松開夾軌器，使其離開軌道;操作臺車行走按鈕，使臺車在電機牽引下行走到工作位置;臺車就位后，鎖定夾軌器，防止臺車移動。

2.2 立模

第一，合上臺車的電源開關，按下油泵電機啟動按鈕，讓液壓站工作，配合測量人員，操作各油缸對應的多路換向閥手柄，使模板外形達到施工要求;操作多路換向閥手柄，讓橫移油缸工作，通過左右調節，使模板外形中心線與隧道中線重合。

第二，操作多路換向閥手柄，讓頂升油缸工作，通過調節頂升油缸升降，使頂模總成外形達到施工要求;操作多路換向閥手柄，讓側向油缸工作，伸縮調節，使側模總成外形達到施工要求。模板前后兩端輪廓尺寸必須調節成一致，首倉澆注前必須嚴格核查，否則澆注后會出現大小端即喇叭口，導致后續搭接錯臺。

第三，臺車模板外形達到混凝土施工要求后，應將所有支撐千斤安裝到位、鎖緊撐管上的楔形銷。尤其是底部螺旋千斤頂、模板千斤以及模板兩端的抗浮支撐千斤需支撐到位，確保支撐點牢固可靠，所有支點盡量均勻受力。若地面不平整或不堅實則需墊鋼板增大接觸面，保證臺車及混凝土產生的力有效傳遞到地面進行分解，否則可能會引起模板變形或下沉錯臺。

第四，關好臺車前后封端板，為減小立柱上頂升油缸的承載，可開啟泵站將頂升油缸下降使門架縱梁和托架橫梁之間稍微脫離，保持不大于10mm的間隙。

2.3 混凝土澆筑

第一，待混凝土罐車到位后，將布料系統管路連接至拖泵上，并將第一個澆筑喇叭口對準;啟動泵送開關，先用水對布料機各管路進行潤管，保證管壁濕潤，然后再采用砂漿潤管;關閉泵送開關，然后將混凝土卸至拖泵內并攪拌。

第二，將布料機伸縮旋轉裝置入料口與臺車右側第一層前端工作窗入料喇叭口對位鎖緊;啟動泵送開關，調好泵送速度，開始泵送混凝土;待二襯混凝土澆筑高度為500mm左右時，對臺車右側第一層后端工作窗入料管路進行潤管。

第三，關閉拖泵泵送開關，開啟布料機泵站電機并調節油缸收回布料機伸縮旋轉裝置，用抹布清洗入料喇叭口及伸縮裝置入料口;調節回轉裝置將伸縮旋轉裝置入料口對準臺車右側第一層后端工作窗入料喇叭口，關閉布料機泵站電機，啟動泵送開關，開始泵送混凝土;待二襯混凝土澆筑高度為500mm左右時，對臺車左側第一層后端工作窗入料管路進行潤管。

第四，關閉拖泵泵送開關，開啟布料機泵站電機并調節油缸收回布料機伸縮旋轉裝置，用抹布清洗入料喇叭口及伸縮裝置入料口;調節布料小車及回轉裝置將伸縮裝置入料口對準臺車左側第一層后端工作窗入料喇叭口，關閉布料機泵站電機，啟動泵送開關，開始泵送混凝土。

第五，待二襯混凝土澆筑高度為500mm左右時，對臺車左側第一層前端工作窗入料管路進行潤管;關閉拖泵泵送開關，開啟布料機泵站電機并調節油缸收回布料機伸縮旋轉裝置，用抹布清洗入料喇叭口及伸縮裝置入料口;調節回轉裝置將伸縮旋轉裝置入料口對準臺車左側第一層前端工作窗入料喇叭口，關閉布料機泵站電機，啟動泵送開關，開始泵送混凝土。

第六，混凝土分層布料機管路清洗方法如下：

①第一層澆筑完成后，對溜槽溜筒進行清洗，并關閉工作窗。

②第二、三層澆筑完成后，先將清洗海綿球塞入伸縮裝置清洗口內，然后對準需清洗的泵管喇叭接口，然后開啟風水管開關將泵管內混凝土清洗入工作窗內，關閉風水管，取出清洗海綿球并關閉工作窗;清洗時可先采用球+風的方式清洗、或釆用球+風+少量水（1-2L）的方式清洗，加水的方式效果更佳。建議清洗管路時清洗2次，第1次可不用水的方式清洗，第2次采用少量水的方式清洗。

③對拱頂澆筑完成之后，將清洗海綿球塞入伸縮裝置清入料內， 然后對準清洗喇叭口，開啟風水管開關及拖泵回收裝置，將泵管往拖泵端清洗。每次使用后泵送管路及溜槽溜筒等務必洗干凈，否則在下次使用時更容易堵管。

第七，采用伸縮裝置清洗管路時由于清洗管路內壓力比較大，故清洗時需注意安全;為確保安全可以將風開少一些，人離管路末端稍微遠一點;每倉澆筑完成之后須將臺車及布料機上各處殘余混凝土務必及時清理和清洗干凈。

2.4 脫模

待二襯混凝土達到拆模強度后，先拆除堵頭模;拆除模板底端模板千斤、螺旋千斤頂及拱角千斤;拆除側向千斤; 拆除模板與托架之間的撐管上的楔形銷;開啟泵站電機，操作多路換向閥手柄，讓小動模油缸收回、側模油缸伸長，推動小動模總成及側模總成脫離二襯混凝土;操作多路換向閥手柄，讓頂模油缸收回，將頂模總成脫離二襯混凝土;關閉泵站電機;清洗臺車，除掉模板表面上粘貼的混凝土。

以上為臺車的一個工作循環，繼續向前襯砌，則重復上面的步驟。反復循環立模、澆注、脫模、行走這四個工作過程，就完成了模板臺車的整個作業。

3? 結束語

本文主要以新建貴南高鐵GNZQ-3標大方山隧道進口為例闡述隧道“自動澆筑襯砌臺車”在高速鐵路隧道施工中的應用。通過本文的介紹能夠對隧道“自動澆筑襯砌臺車”的應用提供一定參考和幫助。

參考文獻：

[1]姬海東，劉在政，張海濤.新型帶壓澆筑隧道數字化襯砌臺車研究與應用[J].隧道建設（中英文），2018（09）：15-17.

[2]姜軍，郭寶庫，林毅.自動布料帶壓澆筑智能襯砌臺車施工技術研究[J].鐵道建筑技術，2019（02）：18-19.

[3]秦明成.寒冷地區高鐵隧道冬期襯砌施工智能臺車技術[J]. 國防交通工程與技術，2019（01）：88-91.

[4]余細強.清林隧道無軌液壓襯砌臺車應用研究[J].設備管理與維修，2018（07）：18-19.