隧道二襯步進(jìn)行走式襯砌臺(tái)車(chē)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(tái)車(chē)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(tái)車(chē)均采用軌道式電機(jī)帶動(dòng)機(jī)械行走，這種方式有以下缺點(diǎn)：（1）傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)臺(tái)車(chē)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(tái)車(chē)時(shí)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(shí)；（4）電機(jī)式行走動(dòng)力裝置故障率高，維護(hù)成本高；（5）臺(tái)車(chē)模板平移調(diào)節(jié)幅度小，無(wú)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(tái)車(chē)無(wú)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(dòng)就位時(shí)間長(zhǎng)。

隨著液壓動(dòng)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(lái)，其功率密度大，結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，無(wú)極變速，調(diào)速范圍大，啟動(dòng)性能好，實(shí)現(xiàn)快速正反向移動(dòng)，布置靈活，可適應(yīng)總體結(jié)構(gòu)布置，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，簡(jiǎn)便省力。液壓元件的精細(xì)化、小型化，對(duì)隧道襯砌臺(tái)車(chē)行走系統(tǒng)的改造升級(jí)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(tái)車(chē)，采用液壓行走移動(dòng)襯砌臺(tái)車(chē)的思路設(shè)計(jì)模板臺(tái)車(chē)，使用液壓構(gòu)件實(shí)現(xiàn)無(wú)軌移動(dòng)隧道襯砌臺(tái)車(chē)，實(shí)現(xiàn)隧道襯砌臺(tái)車(chē)無(wú)軌運(yùn)行。

1 隧道二襯步進(jìn)行走式襯砌臺(tái)車(chē)工藝原理

隧道二襯步進(jìn)行走式襯砌臺(tái)車(chē)，在臺(tái)車(chē)主框架底部增加四部液壓構(gòu)件，實(shí)現(xiàn)臺(tái)車(chē)橫向移動(dòng)，適應(yīng)隧道曲線線性。在主框架底部縱梁增設(shè)移動(dòng)縱梁和液壓構(gòu)件，實(shí)現(xiàn)臺(tái)車(chē)縱向移動(dòng)。縱向滑移輪座通過(guò)掛鉤掛于主架下縱梁下部，縱向滑移油缸通過(guò)銷絞連接，將縱向滑移輪座與主門(mén)架形成錯(cuò)動(dòng)模式。臺(tái)車(chē)需要縱向行走時(shí)，頂升油缸收縮，臺(tái)車(chē)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(tái)車(chē)處于懸空狀態(tài)。然后縱向滑移油缸收縮拉動(dòng)主門(mén)架下縱梁在縱向滑移輪座的滾輪上移動(dòng)，整個(gè)臺(tái)車(chē)往前移動(dòng)。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(dòng)縱向滑移輪座前移，直至油缸滿程。到此臺(tái)車(chē)縱向行走的一個(gè)循環(huán)結(jié)束。

臺(tái)車(chē)架由端門(mén)架、中間門(mén)架、上下縱梁、斜拉桿、支承桿等組成，各部分通過(guò)螺栓聯(lián)為一體，兩端門(mén)架支承于行走輪架上，中門(mén)架下端裝有支承螺桿，襯砌施工時(shí)，混凝土載荷通過(guò)模板傳遞到4個(gè)門(mén)架上，并分別通過(guò)支腿傳到地面。為保證頂拱模板的剛度和強(qiáng)度，上部臺(tái)架設(shè)計(jì)成網(wǎng)架式桿件結(jié)構(gòu)，使之受力最好，模板不會(huì)在襯砌過(guò)程中變形移位。在整個(gè)臺(tái)車(chē)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(jì)下模板時(shí)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(guò)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(duì)主框架作用[2]。

2 隧道二襯步進(jìn)行走式襯砌臺(tái)車(chē)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(yàn)初期噴射混凝土質(zhì)量。對(duì)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(wú)空鼓、裂縫、松酥，表面應(yīng)平順，當(dāng)表面矢高/弦長(zhǎng)＞1/6時(shí)，應(yīng)對(duì)不平處用噴射砼找平。

（2）切除錨桿及鋼筋網(wǎng)端頭。對(duì)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(gè)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(gè)襯砌段，鋪設(shè)采用專用臺(tái)架進(jìn)行。防水板幅寬2.4m，鋪設(shè)采用洞內(nèi)整卷起吊，無(wú)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(shí)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(cè)量放樣。使用全站儀放樣隧道中線，確保襯砌臺(tái)車(chē)就位對(duì)中。

3.2 臺(tái)車(chē)縱向移動(dòng)

主框架底部縱梁增設(shè)移動(dòng)縱梁和液壓構(gòu)件，實(shí)現(xiàn)臺(tái)車(chē)縱向移動(dòng)。 縱向滑移輪座通過(guò)掛鉤掛于主架下縱梁下部，縱向滑移油缸通過(guò)銷絞連接，將縱向滑移輪座與主門(mén)架形成錯(cuò)動(dòng)模式。臺(tái)車(chē)需要縱向行走時(shí)，頂升油缸收縮，臺(tái)車(chē)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(tái)車(chē)處于懸空狀態(tài)。然后縱向滑移油缸收縮拉動(dòng)主門(mén)架下縱梁在縱向滑移輪座的滾輪上移動(dòng)，整個(gè)臺(tái)車(chē)往前移動(dòng)。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(dòng)縱向滑移輪座前移，直至油缸滿程。到此臺(tái)車(chē)縱向行走的一個(gè)循環(huán)結(jié)束[3]。

3.3 臺(tái)車(chē)橫向移動(dòng)

液壓行走隧道襯砌模板臺(tái)車(chē)，在臺(tái)車(chē)主框架底部增加四部液壓構(gòu)件，實(shí)現(xiàn)臺(tái)車(chē)橫向移動(dòng)，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(guò)模板兩側(cè)天窗自下而上對(duì)稱地分層進(jìn)行。為保證臺(tái)車(chē)不偏壓、不移位，兩邊砼澆筑高差不超過(guò)1m。搗固利用振搗棒和模板上的附著式振動(dòng)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(yǔ)

隧道二襯步進(jìn)行走式襯砌臺(tái)車(chē)施工技術(shù)使用液壓構(gòu)件實(shí)現(xiàn)無(wú)軌移動(dòng)隧道襯砌臺(tái)車(chē)，相比目前常規(guī)軌道式電機(jī)帶動(dòng)機(jī)械行走臺(tái)車(chē)，具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）減少常規(guī)軌道式機(jī)械行走臺(tái)車(chē)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(tái)車(chē)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(tái)車(chē)時(shí)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(shí)；（4）采用液壓步進(jìn)行走，較常規(guī)電機(jī)式行走動(dòng)力裝置維護(hù)成本低；（5）可以小半徑轉(zhuǎn)彎，臺(tái)車(chē)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(shí)現(xiàn)微調(diào)就位，移動(dòng)就位時(shí)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(shí)，不論是橫坡還是縱坡，都可以通過(guò)門(mén)架下部的頂升油缸進(jìn)行高度調(diào)節(jié)，使臺(tái)車(chē)整體處于水平狀態(tài)，臺(tái)車(chē)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(tái)車(chē)具有更好的整體平穩(wěn)性；（9）依靠臺(tái)車(chē)自身重力、增加著地面積使整個(gè)臺(tái)車(chē)在襯砌澆筑過(guò)程和移動(dòng)過(guò)程都比常規(guī)軌道式機(jī)械行走臺(tái)車(chē)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(tái)車(chē)移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的機(jī)械傳動(dòng)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(tái)車(chē)施工技術(shù)相比目前常規(guī)軌道式電機(jī)帶動(dòng)機(jī)械行走臺(tái)車(chē)，可有效縮短施工工期，節(jié)約施工成本；施工時(shí)臺(tái)車(chē)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(tái)車(chē)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(shí)對(duì)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(guó)隧道施工技術(shù)向前發(fā)展。