变截面衬砌台车在电气化铁路隧道衬砌施工中的应用

徐子振

（中铁十八局集团国际工程有限公司 天津 300222）

变截面衬砌台车在电气化铁路隧道衬砌施工中的应用

徐子振

（中铁十八局集团国际工程有限公司 天津 300222）

结合新建某隧道，介绍变截面隧道衬砌的施工方法，介绍采用变截面衬砌台车隧道施工的优点，介绍变截面衬砌台车的设计、施工使用方法。为同类工程施工提供借鉴。

变截面 衬砌台车 设计 隧道

列车牵引方式有蒸汽机车牵引、内燃机车牵引和电力机车牵引三种，其中采用电力机车牵引的铁路称为电气化铁路。电气化铁路具有马力大、速度快、能耗低、效率高、运输成本低，为此成为我国铁路牵引动力的发展方向。由于电气化铁路的大规模应用，下锚段的变截面给铁路建设阶段的隧道二次衬砌施工增添了大量困难。如果每处变截面制造一台衬砌台车将会增大施工成本，而变截面台车恰恰满足了这个需要。

1 工程概况

新建某隧道，全长11 540 m，为单洞双线隧道，线间距4.6 m，设计行车速度200 km/h，并预留进一步提速条件。隧道出口段共有绝缘下锚段1处，其中绝缘下锚段锚段关节长171 m，较正常断面加宽30 cm，加高51 cm。

2 变截面台车设计比选

变截面台车与普通台车在结构方面都是由模板系统、支撑系统、液压系统、电控系统、行走系统组成。两者不同之处在于模板系统、支撑系统及液压系统不同。

常规变截面衬砌施工方案：

方案1：采用组合模板施工

组合模板即模板系统采用小块模板组成通常模板长度Ln由隧道变截面长度L确定（L=Ln×n），模板宽度因考虑衬砌圆弧圆顺不宜过宽通常小于50 cm，支撑系统通常采用钢拱架结合简易支架，工作平台采用脚手架或简易台架。此方案具有一下特点：施工灵活不受空间限制；整套模板系统便于运输；模板系统组装繁琐施工周期长；为防止跑模需严格控制混凝土浇筑速度；支撑系统占用空间大影响隧道内物流组织，各工序施工干扰严重。

方案2：采用变截面台车施工

变截面衬砌台车加宽设计一般采用，更换顶模、顶模中间增加加宽板或者旋转顶模台车整体太高，其中更换顶摸费用较高、旋转顶模最经济但适合加宽值较小隧道、顶模中间增加加宽板方案经济适中适用于多种加宽值。变截面台车施工具有一下特点：施工功效高；施工成本低；混凝土外观质量好；不会影响隧道内物流组织，各工序干扰小；适用条件要求高，不适合隧道加宽值大及加宽断长度短的隧道。

以上两种方法均不能直接满足新建隧道衬砌施工需要，所以采用下锚段锚段关节衬砌台车。

3 下锚段锚段关节衬砌台车的设计与施工

3.1 下锚段衬砌衬砌台车的设计

3.1.1 模板设计

模板主要由顶模、边模组成。双线铁路隧道断面设计由两个半径圆弧组成，其中顶部圆弧半径 r1为变化值（正常段顶部半径r1=641cm，绝缘下锚段锚段关节顶部半径r1=658 cm），用来调节隧道加宽，另外边墙半径r2=641 cm为固定值。具体尺寸见表1，图1所示。

表1 衬砌正常断面与绝缘下锚段锚段关节段断面尺寸表（cm）

图1 隧道截面图（mm）

为确保隧道衬砌净空尺寸及便于施工，衬砌台车施工时半径通常放大5 cm，为此台车设计半径为646 cm，具体见图2。为便于脱模顶模下边缘应高于门架，另考虑模板连接铰耳受力合理（通常设计在正弯矩区），边模弧度δ实=56°53′55″，顶模弧度δ顶=51°。考虑施工绝缘下锚段锚段关节衬砌时，需在拱顶增加模板，故顶模采用两块模板在拱顶利用螺栓连接。

3.1.2支撑系统设计

在变截面台车支撑系统中门架横梁、平移立柱、拱部小立柱、支撑丝杠等需要调整。车选择拱顶中间加宽，因此平移小车轨道需加宽；在拱顶中间加宽，加宽时平移小车两侧移动，因此平移拉杆应设为可调节的；两端拱部小立柱应设有油缸安装绞耳，以便安装油缸；支撑丝杠需考虑加宽，因此应加长设计。

图2 衬砌台车图（mm）

3.1.3 液压系统

绝缘下锚段锚段关节衬砌时施工，因拱顶加高51 cm，须将油缸扬程加高或增加垫块。

3.2 施工注意事项

普通台车使用中的注意事项在变截面衬砌台车使用中同样应引起重视，另外需应对一下几点高度重视。

3.2.1 隧道开挖

采用此方法施工变截面衬砌，因顶模弧度与设计弧度不一致，必须在隧道掘进时，相应调整开挖轮廓线，否则会造层衬砌厚度不足，影响工程质量。

3.2.2 施工测量

采用此方法施工变截面衬砌，必须对拱顶标高、连接绞耳处净宽经过计算。

3.2.3 控制施工速率及施工顺序

因台车油缸加高，混凝土灌注时，必须严格控制施工速率，确保对称灌注。

3.2.4 衬砌施工时，注意保护顶摸连接螺栓以便台车加宽时拆卸。

变截面衬砌台车施工时其他注意事项与正常台车一样

4 结语

隧道出口段1 171 m下锚段关节衬砌在采用了下锚段锚段关节变截面衬砌台车施工，节约衬砌施工时间90 d以上， 大大提高了衬砌施工速率、确保了衬砌外观质量、同时降低了施工成本。

Application of Variable Cross-Section Lining Trolley in the Construction of Electrified Railways Tunnel Lining

XU Zi-zhen
（International Engineering Corporation Limited of China Railway 18th Bureau Group Co.， Ltd Tianjin 300222 China）

The construction method of variable cross-section tunnel lining is introduced combining with the construction of a new tunnel. The advantages， design and construction method of the variable cross-section lining trolley in tunnel construction are introduced， which can provide reference for similar constructions in the future.

variable cross-section lining trolley design tunnel

中国分类号：U455.91A

1673-1816（2016）02-0065-03

2015-11-14

徐子振，男，工程师，研究方向土木工程、桥梁工程。