公路隧道二襯步進(jìn)行走式襯砌臺車施工

莫家鵬

（廣東潮汕環(huán)線高速公路有限公司，廣東 潮汕 515000）

引言

襯砌臺車作為公路隧道二襯施工時(shí)最常用的設(shè)備，存在一定的缺點(diǎn)，主要表現(xiàn)：（1）結(jié)構(gòu)龐大笨重，使用時(shí)費(fèi)工費(fèi)時(shí)；（2）容易出現(xiàn)故障，且維修成本高；（3）適用范圍窄，施工精度低等［1-4］。隧道二襯步進(jìn)行走式襯砌臺車使用液壓構(gòu)件實(shí)現(xiàn)無軌移動(dòng)隧道襯砌臺車，有效解決了目前常規(guī)隧道襯砌臺車使用軌道機(jī)械傳動(dòng)行走小半徑轉(zhuǎn)彎困難，大坡度行進(jìn)剎車危險(xiǎn)無法應(yīng)付縱向坡度較大的隧道施工，平移調(diào)節(jié)幅度小，微調(diào)難以控制移動(dòng)就位時(shí)間長，傳動(dòng)系統(tǒng)對臺車整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)影響較大，結(jié)構(gòu)體系復(fù)雜龐大、笨重，且臺車移動(dòng)都在預(yù)鋪的鋼軌上，每移動(dòng)一個(gè)循環(huán)都要從后面拆除一個(gè)循環(huán)的鋼軌鋪到前面，費(fèi)工、耗時(shí)，勞動(dòng)強(qiáng)度大等缺點(diǎn)。同時(shí)液壓行走減少了常規(guī)軌道式臺車移動(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［5-6］。同常規(guī)軌道式臺車相比節(jié)省人工、材料及工期，具有安全可靠，經(jīng)濟(jì)性高等優(yōu)點(diǎn)，施工質(zhì)量和工期均能得到充分保證，極大方便了工法的推廣，具有廣泛的應(yīng)用前景。

1 隧道二襯步進(jìn)行走式襯砌臺車原理

液壓動(dòng)力技術(shù)因具有動(dòng)力強(qiáng)、變速快、結(jié)構(gòu)好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用在工程中。該技術(shù)能實(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，簡便省力。隧道二襯步進(jìn)行走式襯砌臺車，采用液壓行走移動(dòng)襯砌臺車的思路設(shè)計(jì)模板臺車，使用液壓構(gòu)件實(shí)現(xiàn)無軌移動(dòng)隧道襯砌臺車，實(shí)現(xiàn)隧道襯砌臺車無軌運(yùn)行。

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(shí)現(xiàn)臺車橫向移動(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)臺車縱向移動(dòng)。

2 工藝流程

2.1 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(shí)，應(yīng)對不平處用噴射混凝土找平。（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(gè)循環(huán)。（3）鋪設(shè)緩沖層土工布。在防水板布置之前，應(yīng)首先將緩沖層固定在隧道初支層表面。（4）鋪設(shè)防水板。采用專門的臺架進(jìn)行防水板鋪設(shè)，一般來說，防水板的寬度取2 400 cm，采用無釘鋪設(shè)。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。（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。

2.2 臺車縱向移動(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)臺車縱向移動(dòng)。

2.3 臺車橫向移動(dòng)

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(shí)現(xiàn)臺車橫向移動(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。

2.4 澆筑二襯混凝土

澆筑二襯混凝土過程中，一般是通過模板兩側(cè)的天窗進(jìn)行對稱分層澆筑，兩側(cè)澆筑高差不能超過100 cm。搗固利用振搗棒和模板上的附著式振動(dòng)器搗固，混凝土澆筑完成后按規(guī)定進(jìn)行混凝土養(yǎng)生工作。

3 襯砌臺車的設(shè)計(jì)

采用液壓行走移動(dòng)襯砌臺車的思路設(shè)計(jì)模板臺車，實(shí)現(xiàn)無軌運(yùn)行，可依靠臺車自身重力、增加著地面積使整個(gè)臺車在襯砌澆筑過程和移動(dòng)過程都有較好的穩(wěn)定性。同時(shí)減少傳統(tǒng)臺車為增加穩(wěn)定性而增加的約束部件，也可在滿足強(qiáng)度和剛度要求下減小斷面尺寸，襯砌臺車變得空靈、輕巧。隧道二襯步進(jìn)行走式襯砌臺車結(jié)構(gòu)見圖1、圖2。

圖1 主視結(jié)構(gòu)

圖2 主油缸與連接桿位置關(guān)系

在設(shè)計(jì)下模板時(shí)，一定要充分考慮襯砌混凝土的厚度、骨料的粗細(xì)、鋼筋尺寸以及澆筑的速度等，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。

4 工程應(yīng)用及優(yōu)點(diǎn)分析

4.1 工程應(yīng)用

某高速路基ZBLJ4 分部起訖樁號為K30+850—K37+050，全長6.2 km，包括隧道4 座，累計(jì)左線總長5 971 m，右線總長5 930 m，合計(jì)單洞總長11 901 m，施工時(shí)間為2016 年9 月。該項(xiàng)目全部隧道共計(jì)10臺二襯臺車均采用步進(jìn)行走式襯砌臺車，完全取代了軌道機(jī)械傳動(dòng)行走臺車。該臺車輕便，每臺節(jié)約鋼材約9 t，且定位簡單，能快速調(diào)整到襯砌幾何位置，臺車就位效率提高數(shù)倍，勞動(dòng)強(qiáng)度降低2/3，每一襯砌循環(huán)可節(jié)省勞動(dòng)力30%，減少臺車就位時(shí)間1/3，進(jìn)度加快，縮短工期15%左右。襯砌澆筑過程和移動(dòng)過程都比軌道機(jī)械傳動(dòng)行走臺車有更好的穩(wěn)定性，提高了襯砌施工的安全性。有效降低了機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生噪音，改善工作環(huán)境。隧道二襯步走式襯砌臺車施工工法經(jīng)濟(jì)效益見表1。

表1 經(jīng)濟(jì)效益對比/萬元

項(xiàng)目采用隧道二襯步走式襯砌臺車施工工法后，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，通過計(jì)算對比，節(jié)約成本約362 萬元。

4.2 優(yōu)點(diǎn)分析

隧道二襯步進(jìn)行走式襯砌臺車施工工法優(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）在使用臺車時(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(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時(shí)，采用該方法可以使臺車整體一直處于水平狀態(tài)，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(gè)臺車在襯砌澆筑過程和移動(dòng)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(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。

5 結(jié)語

基于傳統(tǒng)襯砌臺車存在的缺點(diǎn)，對其進(jìn)行改進(jìn)，提出了一種隧道二襯步進(jìn)行走式襯砌臺車，該襯砌臺車采用液壓行走移動(dòng)襯砌臺車的思路設(shè)計(jì)模板臺車，使用液壓構(gòu)件實(shí)現(xiàn)無軌移動(dòng)隧道襯砌臺車，實(shí)現(xiàn)隧道襯砌臺車無軌運(yùn)行，可依靠臺車自身重力、增加著地面積，使整個(gè)臺車在襯砌澆筑過程和移動(dòng)過程都有較好的穩(wěn)定性。同時(shí)減少傳統(tǒng)臺車為增加穩(wěn)定性而增加的約束部件，也可在滿足強(qiáng)度和剛度要求下減小斷面尺寸，襯砌臺車變得空靈、輕巧。