新型无门架隧道模板台车在高速铁路中的应用

柴 正 富

(中铁隧道集团四处有限公司，广西 南宁 530003)

新型无门架隧道模板台车在高速铁路中的应用

柴 正 富

(中铁隧道集团四处有限公司，广西 南宁 530003)

介绍了新型无门架隧道模板台车的特点与工作原理，结合工程实例，从模板台车设计、变断面操作、台车行走、加固、脱模等方面，阐述了该台车的施工技术要点，并总结了施工中的注意事项，指出采用无门架新型隧道模板台车具有衬砌工艺简单、操作方便、定位速度快等优点，保证了隧道工程的施工质量。

隧道，台车，衬砌施工，混凝土

0 引言

近几十年来，门架式衬砌台车一直担负着我国隧道衬砌施工任务，在施工实践中经过不断改进，虽克服了诸多缺陷，但门架式衬砌台车因设计制造及使用空间的局限性，一些问题一直延续至今，如台车自身结构复杂性、变断面衬砌不适宜性、过台车段通风阻力大等问题一直未得到有效解决。无门架新型隧道模板台车能有效解决上述问题，还增加了许多主要功能和辅助功能。如自动控制模板在衬砌过程中的位移变形和自动清理、配管等。无门架新型隧道模板台车不仅能够实现全液压立模、脱模、自动行走功能，而且还能满足衬砌表面光洁度高，衬砌工艺简单，操作方便，定位速度快，改善了隧道通风等特点。

1 工程概况

新建云桂铁路云南段站前工程Ⅰ标富宁隧道位于云南省文山州富宁县境内，全长13 625 m。地质结构复杂，不良地质主要有断层破碎带，危岩落石，岩溶、软岩变形问题和地温等，为全线Ⅰ级高风险隧道，施工技术和组织难度较大，风险高，被列为全线重难点控制工程，为确保施工安全，施工步距控制较严，二衬与掌子面的距离被规定为安全指标。

2 台车的主要特点

1)无门架新型隧道模板台车，其设计结构新颖，现代化程度高，增大了有效净空面积，减小了隧道排风阻力，确保洞内文明施工，对高风险隧道，业主要求二衬与掌子面距离较近的隧道适应性较强，有效解决了洞内出碴作业空间和作业车辆通行速度，大大提高了洞内机械的工作效率。

2)新型台车结构稳定，操作方便，整体刚度大，结构变形小，稳定性可靠。衬砌施工过程中台车定位速度快，接管、浇筑、振捣容易，不易跑模，能提高衬砌混凝土的内在和外观质量，能实现二衬零错台。

3)该台车循环作业时间短，能较大提升衬砌施工能力,有效控制施工步距，文明环保，洞内通视效果好，施工安全性提高。

3 台车工作原理

无门架新型隧道衬砌模板台车，整套模板系统通过8个小臂与底部平台的滑动机构连接，滑动机构通过底部平台侧面的4个油缸实现边模的开合，从而实现立模与收模；该模板台车微调性能好，下部安装有模板台车自动报警装置，通过一套位移传感器控制模板衬砌过程中的位移，可使错台减小，衬砌表面平整度提高；增加了伸缩底模，可使底模与仰拱紧密接触，实现了衬砌不跑模；台车内净空增加，减少了风阻，改善了大直径通风管的穿越条件；底部平台上方为车辆行走平台，台车作业时，支撑在地面，供车辆行走，可有效保护仰拱混凝土；台车移动时，4个举升油缸将底部平台升起，一并行走。

4 施工工艺流程及操作要点

4.1 施工工艺流程

无门架新型隧道模板台车衬砌施工工艺流程图如图1所示。

4.2 操作要点

4.2.1 模板台车设计、加工、组装

无门架新型隧道模板台车，由台车模板总成、底部平台、液压系统、电机控制系统组成，其主要结构见图2。

台车组装时，以前进方向模板为首榀模板，先安装第3榀模板。

整体往洞内运输顺序为：基础底架→横移架→第3榀下模板及花架支撑→第4榀下模板及花架支撑→第5榀下模板，待上述安装完毕后再运输第4榀上模板进行安装，然后依次对第6，7，8榀下模板及其上模板进行运输安装。待此侧安装完毕后，将其余模板运至另一侧进行反向安装。

4.2.2 变断面操作

1)变断面方式——弧长变换方式。

当断面改变时，设计衬砌面的弧长也会改变。 模板总成制造好后弧长是不变的，在以往的常规隧道变断面衬砌采用梅花瓣模板方式时，通过加减底模或改变门架的方式来解决模板弧长与断面加大或缩小后的弧长不相等问题。无门架新型隧道模板台车采用加减底模方式，将边模与底模的接缝布置在水沟盖板底部标高线以下，底模通过改变伸缩底模与边墙基础搭接来解决周长改变问题(如图3所示)。通过这种设计解决了不拆装结构而又能进行断面变换问题。

2)断面变换操作。

当需要适应加宽断面时，去除固定连接杆三角座上螺栓，伸出上展开油缸，待油缸支撑到位，旋转三角座，使之另一面螺栓孔与下模板上螺栓孔对齐，栓接完毕，则上下模板发生适当旋转位移，即可适应加宽断面状态。调整完毕后，上、下模板仍为一整刚体，此时立、收模操作方式与标准断面时相同。

4.2.3 台车行走前准备

1)台车行走前要检查地螺杆是否旋起，防止损坏螺杆及台车。

2)台车行走底模和边模应处于收回状态，防止台车行走时与其他物体发生干涉；横移油缸应处于中间状态，使横移架处于中间可调整位置。

3)台车行走前要清理仰拱地面，防止台车到位后出现栈桥无法与地面有效接触、损坏栈桥的现象发生。

4)台车行走应清除台车周围的物品，防止行走时刮伤模板表面和碰撞台车。

5)台车行走应整理好台车的电缆线。

6)台车行走前要铺放好导轨，枕木铺设完成后，导轨的铺设要严格按隧道中线对称，防止中线偏移过大，而使横移架难以满足台车中线的调整需要。

4.2.4 台车行走

在台车行走的过程中要密切观察台车是否与其他物体发生碰撞，电缆线拖动是否顺利，导轨是否发生倾斜，以防止事故发生。一旦有问题出现，要立即停车，将问题排除后再进行行走。如果导轨倾斜严重，要将台车退回，将导轨摆正后再移动台车，以防止导轨翻转的情况发生。

4.2.5 台车就位前的准备

在台车就位前要清除台车表面粘附的混凝土块，并均匀涂上脱模剂，以防止影响脱模及衬砌的表面质量。

4.2.6 台车就位

就位时先就位台车的后端面，再就位台车的前端面，两个端面的就位方法相同，以后端面为例。

首先要将模板的中线与隧道的中线对齐。均匀升起4个升降油缸，将台车升起使模板的最高点与上环衬砌的最高点相距大约5 cm，然后通过横移油缸调整模板台车，使模板台车的中线与隧道中线对齐，其次将边模展开。将中心线对齐后，伸出边模油缸，将两侧边模推到距离上次衬砌面大约7 cm的地方，根据观察搭接模与衬砌间的缝隙，对模板进行进一步的调整，消除模板与衬砌间的缝隙。最后展开底模，将伸缩底模拉出即完成就位。

测量组配合衬砌班组进行模板台车就位，其中线、标高、断面尺寸和净空大小必须符合设计图纸要求。

4.2.7 加固台车

为保证台车在浇筑混凝土时油缸基本不受力，就位完成后要对台车进行加固。

将底部螺杆向下旋紧，保证底部螺杆与地面有效接触。

安装边模丝杆，将边模固定，然后安装底模丝杆。安装完成后，要多次反复旋紧各丝杆，以保证每个丝杆都要旋紧。

4.2.8 浇筑混凝土

拱墙二次衬砌采用无门架新型隧道模板台车、混凝土搅拌运输车运输、泵送混凝土灌注，振捣器捣固，堵头模板采用木模。灌注混凝土时两侧要尽量均匀灌注，振动棒振捣。当混凝土高度达到第一个作业窗的位置时，开启辅助振动器，振动器要间断开启，且每次开启时间不宜过长，应控制在30 s以内。当混凝土注入高度达到边模与顶模铰接位置时，振动器开启时间可根据需要适当延长。

4.2.9 脱模

脱模时要先拆除边模丝杆及底模丝杆，然后将升降油缸的螺杆旋下，将顶部的抗浮螺杆旋下。之后收起底模，将边模收回，缓慢降下升降油缸进行脱模，当脱模完成后，将底部螺杆旋起，并将横移架移动到中间位置，为下次就位做准备。

4.2.10 注意事项

1)在就位过程中，操作油缸时一定要使同类油缸均匀伸缩，如果油缸伸缩差别太大，则可能导致油缸产生严重的径向变形，而使油缸无法正常伸出。

2)在加固台车过程中，要保证每个丝杆都是向外顶紧，而不是向内拉紧，否则可能出现模板变形的现象。旋紧顶部的抗浮螺杆，将螺杆顶到洞顶，以防止在灌注时台车产生上浮。

5 施工资源配置

根据施工现场工程量和施工环境情况，劳动力组织如表1所示。

表1 劳动力组织配置表

机械设备配置表见表2。

表2 机具设备配置表

6 施工控制要点

1)工程质量控制标准。

无门架新型隧道模板台车施工质量执行TZ 214—2005客运专线铁路隧道工程施工指南以及《客运专线铁路隧道工程施工质量验收标准》铁建设[2005]160号的标准。

2)质量保证措施。

堵头模板安装必须稳固牢靠，接缝严密，不得漏浆，操作油缸时一定要使同类油缸均匀伸缩，防止油缸产生较严重的径向变形，堵头模板安装时，先用钢钎将伸缩底模固定好，各伸缩底模间的缝隙要用适当的木块填堵，确保不出现较大的错台而影响衬砌外观质量。混凝土浇筑时，泵送混凝土入仓自下而上，分层对称浇筑，防止偏压使模板变形。当混凝土浇筑达到第一个作业窗口位置时，间断开启辅助振动器，每次开启的时间不宜过长，控制在30 s以内。在混凝土浇筑时，若出现台车位移控制传感器自动报警，应立即停止浇筑混凝土，检查台车中的丝杆是否拧紧，加固措施是否到位。

3)组装及台车工作前注意事项。

组装模板及走道板时，一定要锁紧所有螺栓，支好撑杆，挂好链条等再进行，以确保安全无误。

台车工作前，应做好台车的检查和接地工作，检查电源相序和漏电保护装置，避免台车漏电和电机反转造成逆向行驶。检查钢轨间距必须符合要求，夹板和枕木应完好。台车前进方向无危石和障碍物，机械制动系统完好，在确认各部完好无误时，再鸣号前进。

4)台车行走注意事项。

台车行走时，应有专人指挥，台车前后左右顶部要设防护岗。

操作人员要听从指挥，严守岗位。台车的起吊机具必须遵从规定不得任意更换，并有专人负责操作。起吊前必须对各部认真检查，起吊时机具下严禁站人，起吊作业中如需拆装支撑杆、链条、螺栓等，一定要确认起吊机具已起作用后方可作业。台车立模时，必须先将机械制动，作好防护，确保无闲杂人员进入工作区。操作时要精神集中，认真细致。

7 结语

通过无门架新型隧道模板台车的应用充分证明：台车就位速度快，相邻两组衬砌间的错台大大减小，衬砌表面光洁度高，循环作业时间缩短，提高了衬砌的施工能力，保证了隧道的施工步距，大大降低了安全隐患，提高了工程质量。

1)针对新建云桂铁路富宁隧道出口，采用无门架新型隧道模板台车施作二次衬砌施工，面对衬砌断面大，衬砌困难，无门架新型隧道模板台车经受住了严酷的考验，未出现过二次衬砌施工质量问题及模板台车安全事故。

2)采用无门架新型隧道模板台车施工衬砌，比普通模板台车施工人员、机具设备投入相对较少，提高了经济效益。

3)采用无门架新型隧道模板台车施工，通风断面大，节约了掌子面通风、排烟时间，提高了施工效率。

[1] 王梦恕.隧道与地下工程技术及其发展[M].北京：北京交通大学出版社，2004.

[2] 王梦恕.客运专线隧道设计的基本原则[J].隧道建设，2006(1)：1.

[3] 王梦恕.铁路隧道建设理念和设计原则[J].中国工程科学，2009(12)：4-8.

[4] 我国双连拱隧道建设概况及日本某隧道无中墙施工技术介绍[A].中铁隧道集团2005年学术论文交流集[C].2005.

The application of new non portal tunnel formwork trolley in high speed railway

Chai Zhengfu

(TheFourthDepartmentLimitedCompany,ChinaRailwayTunnelGroup,Nanning530003,China)

This paper introduced the characteristics and working principle of new non portal tunnel formwork trolley, combining with the engineering example, from the formwork trolley design, variable cross section operation, trolley running, reinforcement, ejection and other aspects, elaborated the construction technology key points of the trolley, and summarized the matters needing attention in construction, pointed out using new non portal tunnel formwork trolley had simple lining process, convenient operation, fast positioning and other advantages, ensure the construction quality of tunnel engineering.

tunnel, trolley, lining construction, concrete

1009-6825(2017)02-0164-03

2016-11-07

柴正富(1975- )，男，高级工程师

U455.91

A