移動模板臺車在下穿鐵路隧道工程中的應(yīng)用分析

黎元科

摘要：在鐵路隧道工程施工建設(shè)中，利用整體移動模板臺車組織現(xiàn)場施工具有人員工效高、安全性可靠、工程進度快、施工質(zhì)量高的特點，在大型鐵路編組場隧道工程中，其優(yōu)點尤為突出。文章從施工流程、進度、安全和成本四個方面對整體移動臺車在柳州市航二路延長線工程中的應(yīng)用進行分析對比。結(jié)果表明：整體移動臺車安裝流程簡易，其運用對優(yōu)化方案、節(jié)支降耗、提高工程安全控制起到積極作用，具有一定的推廣性。

關(guān)鍵詞：鐵路編組場;移動模板臺車;隧道工程;安全性;安裝流程

Abstract： The overall mobile trolley has the characteristics of low investment in the early stage， high efficiency， high safety， fast project progress and high construction quality in construction of railway tunnel engineering. The advantages are particularly prominent in the large-scale railway marshalling yard tunnel engineering. This paper analyzes and compares the application of the mobile trolley in the extension line project of hanger road in Liuzhou city from four aspects of construction process， progress， safety and cost. The results show that： the installation process of the overall mobile trolley is simple， and its application plays a positive role in optimizing the scheme， saving expenditure and reducing consumption， and improving the safety control of the project， which has a certain popularization.

0? 引言

隨著國家軌道交通網(wǎng)的日漸完善，各線路交叉重疊，鐵路下穿隧道工程已然成為鐵路建設(shè)面臨的嚴峻挑戰(zhàn)之一。在鐵路隧道工程施工建設(shè)中，傳統(tǒng)滿堂支架法前期投入成本高、材料周轉(zhuǎn)利用率低、協(xié)同性差、安全管控難、工效低。整體移動模板臺車在大型隧道工程中的運用相比傳統(tǒng)滿堂支架發(fā)優(yōu)勢明顯。本文將結(jié)合柳州市航二路延長線工程中整體移動模板臺車在下穿鐵路隧道工程中的應(yīng)用進行分析對比。

1? 工程背景

1.1 工程概況

柳州市航二路延長線工程，西起柳工大道西側(cè)規(guī)劃道路路口，東至柳邕路與航二路相交路口，道路呈東西走向，框架采用2*12.5m連續(xù)鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，框架全寬27.7m，雙向四車道。其中HYSG2標段擬建隧道長680.706m，其中214.98m下穿柳州南站編組場四場道岔咽喉區(qū)，涉及17組道岔和21股道。鐵路編組場與擬建框架如圖1，虛線方框為擬建的鐵路段框架涵。

1.2 滿堂支架在工程中存在問題

柳州南站是南寧局集團公司最大的列車編組站，站場規(guī)模布局為三級六場，在全國路網(wǎng)內(nèi)屬區(qū)域性編組站，經(jīng)過黔桂鐵路、湘桂鐵路、焦柳鐵路等鐵路干線，每天完成編組列車超過13000輛，調(diào)車數(shù)量和調(diào)車密度很大。若在列車編組場采用傳統(tǒng)滿堂支架方式，主要存在三點問題：

1.2.1 施工安全問題

安全是鐵路運輸組織和施工組織的基本要求，既有線安全是鄰近既有線施工的前提，在編組場軌道范圍內(nèi)組織框架涵施工需要兼顧多方面因素：一是基坑穩(wěn)定不出現(xiàn)溜坍，保證線路幾何尺寸穩(wěn)定;二是施工人員高空作業(yè)，鄰近既有線作業(yè)和窄小空間內(nèi)與大型機械配合交叉作業(yè)的人身安全;三是模板支撐結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和抗傾覆能力，并具備雨季帶水施工作業(yè)能力;四是在線路下方狹小的空間內(nèi)，投入大量人力在短時間內(nèi)搭建以鋼管和扣件為主材的滿堂支架，澆筑下穿21股道，長215m的框架涵，在持續(xù)高強度作業(yè)且缺少大型機械配合吊裝作業(yè)的情況下，很難同時兼顧工程進度、施工人身安全和行車安全。

1.2.2 施工工期問題

項目施工對柳州南站編組四場影響很大，特別是在鐵路段框架涵施工中需要封鎖線路，會降低整個編組場三分之一的調(diào)車能力。按照施工組織安排，現(xiàn)澆每節(jié)框架涵從澆筑底板到完成防水層的時間不能超過15天。在排除開挖、支護基坑所需時間及其他外在因素影響的條件下，每節(jié)長度為15m的標準框架涵從框架墊層到框架涵防水層的澆筑需要21天，因此完成鐵路段15節(jié)框架涵澆筑共需要315天，即要完成鐵路框架涵的澆筑就需要封鎖線路接近一年。顯然，傳統(tǒng)滿堂支架方案不可行，必須優(yōu)化方案，提高施工效率，加快施工進度。

1.2.3 施工中復(fù)雜環(huán)境問題

對現(xiàn)場調(diào)查情況和地勘資料進行分析，存在諸多不利的施工環(huán)境因素，主要有：編組場內(nèi)土質(zhì)多為回填土，而非原狀土，在開挖8m以下的孔樁就極易遇到流沙層、局部膨脹土等不良地質(zhì)，特別在雨季基坑溜坍的風(fēng)險大;滿堂支架支撐體系帶水作業(yè)能力較差，雨季施工中模板材料無法重復(fù)使用;搭建腳手架等高空作業(yè)危險系數(shù)高，如果邊坡失穩(wěn)，局部土石方滑落，還需花費大量人力清理棄土;模板的整體性和支撐性較差，澆筑時振動幅度大，混凝土的施工縫明顯，影響澆筑質(zhì)量。

綜合上述問題，滿堂支架方案不適用此工程，因此分析用整體移動模板臺車施工法代替原方案。

2? 整體移動模板臺車施工法概況

2.1 移動模板臺車設(shè)計

移動模版臺車是以組合式鋼結(jié)構(gòu)門架支撐大型鋼結(jié)構(gòu)模版系統(tǒng)，電動機驅(qū)動行走機構(gòu)帶動臺車行走，利用液壓油缸和旋轉(zhuǎn)千斤頂調(diào)整模版到位及脫模的隧道混凝土成型設(shè)備，現(xiàn)場臨時搭建鋼軌走形軌實現(xiàn)連續(xù)澆筑框架涵，循環(huán)完成立模、注漿、脫模和行走四個工作流程。根據(jù)隧道框架涵和建設(shè)需要，定制臺車主要參數(shù)如下，整體移動模板臺車如圖2。

①臺車長度15m;鋼面板厚10mm;

②內(nèi)凈空尺寸;寬*高=7600*5020;

③液壓系統(tǒng)流量：Q=16L/min;系統(tǒng)工作壓力P=16L/min;

④液壓油缸最大工作行程：豎向升降油缸Φ215/180*350mm，側(cè)向邊模油缸Φ100/50*430mm，水平平移油缸Φ100/45*200mm;

⑤走形軌中心距離8000±10mm。

2.2 施工工藝及安裝流程

模板臺車施工工藝和模板臺車安裝施工流程如圖3和圖4。

從施工流程來看，模板臺車施工流程簡易，安全結(jié)構(gòu)更可靠，提供了良好的施工環(huán)境，對比滿堂支架法需要搭建腳手架、拼裝模板、對接管架、扣緊扣件、定時檢查等步驟，模板臺車施工及模板臺車安裝流程較簡單。模板臺車就位后，頂板和邊墻的內(nèi)膜即加固好，且內(nèi)部空間可避雨，從地面到邊墻和頂板施工皆有扶梯，相較于滿堂支架法大多時候露天作業(yè)，方便高空作業(yè)，移動臺車對于施工的幫助是顯而易見的。

3? 綜合效益對比分析

項目部經(jīng)過分析，確認在編組場內(nèi)現(xiàn)澆下穿鐵路框架涵采用整體移動模板臺車施工法替換滿堂支架立模法，并在工程運用中從進度、安全和成本三個方面與滿堂支架法進行對比分析，驗證整體移動模板臺車施工法的可行性和優(yōu)越性。

3.1 進度分析

從框架涵墊層成型到框架頂板防水涂料鋪裝結(jié)束，對兩個方案的進度對比分析。每節(jié)15m框架涵施工工期對比整理如表1。

3.2 安全分析

根據(jù)施工工藝特點，對兩個方案進行安全風(fēng)險識別和分析，整理風(fēng)險研判表對比分析，如表2。

通過對比分析，使用模板臺車施工法，減少了安全支護和模板工程量，施工簡易且實用性強，給施工用電和堆放材料提供了便利，并且人員和材料的豎向移動擁有專用通道，支撐結(jié)構(gòu)體系更穩(wěn)定，安全風(fēng)險和安全隱患源少，工程安全質(zhì)量更可控。

3.3 成本分析

施工成本主要由人工費、材料費和機械費組成，兩個施工方案現(xiàn)澆框架涵都要投入的鋼筋、混凝土等材料不列入對比分析，移動臺車費用根據(jù)實際情況以購置費列入，在一項工程里可以無限次重復(fù)使用，其他費用隨工期和工程量增加租賃費用，以每節(jié)15m框架涵為單位，成本分析對比，如表3。

根據(jù)表格數(shù)據(jù)進行分析，假設(shè)做X節(jié)框架時的滿堂支架法和整體移動模板臺車法成本持平，則有：（16.74+12.4+1.4+2+8.37）X=（6.975+1.55+0.7+0.429+1.8）X+128.25+12，X=5.11，取整為6;由此可知，當澆筑框架涵超過6節(jié)（90m），移動模板支架法的成本低于滿堂支架法。在本工程中下穿隧道框架涵達680m，故運用移動模板臺車施工法，將大大降低成本投入。

4? 小結(jié)

綜合上述，整體移動模板臺車施工法相對于滿堂支架法來說，施工流程更簡單，在保證施工質(zhì)量的前提下，能大幅降低安全風(fēng)險，縮減一半以上的工期，成本更可控，在工程實踐中都得到了檢驗，因此該施工工藝在下穿鐵路編組場框架涵隧道工程建設(shè)中具有良好的推廣價值。

參考文獻：

[1]柴正富.新型無門架隧道模板臺車在高速鐵路中的應(yīng)用[J].山西建筑，2017（1）：164-166.

[2]牛新利.現(xiàn)澆鋼筋混凝土箱涵、箱通整體模板臺車施工法應(yīng)用[J].中國高新科技，2019（6）：69-71.

[3]仲甡，鄒志武，朱玉龍，李雄，高瑞.隧道仰拱施工移動臺車的設(shè)計及應(yīng)用[J].施工技術(shù)，2019（6）：860-862.