明挖隧道模板台车的现状、发展及展望

梁博博

（中铁广州局三公司新白广城际铁路项目部，广东 肇庆526020）

1 引言

在浇筑隧道衬砌混凝土中，模板台车是必不可少的施工设备，加上其他机械的辅助作用，能极大地减少劳动力的投入，进行隧道衬砌施工时还能提高机械化效率，缩短施工工期。模板台车不仅操作方便且成本低，而且其机构还可靠、隧道成型面好等。因此，模板台车在国防军工、市政、水利水电以及铁路、公路等施工中被广泛应用。

根据不同的隧道工程，衬砌台车又划分成全圆穿行式、全圆针梁式、渐变面式、直墙变截面边顶拱式、边顶拱式等。根据不同的用户需求，能够进行机动选择形式,如简易式组合模板、机械式钢模板、全液压拖动式、全液压自行式等，根据隧道的长短以及施工的工期，台车长度可选择12m、10.5m、9m、7.5m、6m 等长度。

2 隧道模板台车现状

国外大型隧道施工基本上采用模板台车完成。非常著名的案例是曼格拉隧道工程，采用两套9m 隧道台车，最高月完成170.4m。另外，苏联的英古里电站引水隧道工程采用模板台车，底部反拱砼浇筑月完成300m。

改革开发后，中国才陆续将模板台车引进国内。日本是在1983年的大瑶山隧道工程中引入的模板台车，台车模板断面达105 平方米。另外，鲁布格水电工程首次使用了针梁台车，这种台车在当时是首次使用。之后，针梁台车得到了极大推广。北京地铁复八线采用了穿行式分体模板台车，使得浇筑质量大大提高。可以说模板台车是隧道工程不可或缺的组成部分。模板台车广泛应用于水利隧道，铁路隧道，公路隧道等暗挖隧道。而地铁车站，地铁区间等明挖隧道施工主要使用盘口脚手架和竹胶板、三角模板施工，三公司新白广项目现根据施工的实际需要,首次将一种全液压自行式、电液驱动的模板台车应用于明挖隧道工程。

3 明挖隧道施工工法

先全部挖除车站主体，再对车站主体进行施工的一种方法称为明挖车站施工法，该种方法能有效缩短工期，还能加快速度，且作业面极广。相比暗挖法，明挖施工技术的优点更多，在保证地铁工程质量的提前下，还能有效节约造价成本，加快施工进程，在服务上也更全面，能配备地下商场、休息场所、换乘站以及娱乐场所等设施。不仅如此，明挖施工技术法操作也比暗挖法更简单，可见，修建地铁工程的第一选择方法应为明挖施工技术法。明挖车站施工法虽然优点众多，但也依旧存在着一些制约因素，例如，其必须在足够大的施工场地中进行施工，可见，建设城市车站时选择明挖车站施工法也会有诸多困难。

在地铁明挖车站施工方法中有如下几种：悬臂支护法开挖，放坡开挖法，围护结构加支撑明挖法，其中围护结构加支撑明挖法使用最为普遍。围护结构加支撑明挖法主要是应用于当基坑深度较大时，会受到较大的土体侧压力，为了保证土体的稳定性，通常采用地下连续墙结构围护，然后再通过加强支撑围护的方式提高其稳定性。在使用模板台车时，可达到整体浇筑的效果，对需要进行钢支撑倒撑的区间、车站采用分节式台车模板的方案，先浇筑侧墙至台撑位置，等侧墙凝固形成稳定结构后拆除台撑再浇筑上半部分。

4 明挖隧道模板台车构成及使用

4.1 明挖隧道模板台车构成

图1为浇筑地铁区间侧墙的地铁台车结构示意简图。

图1 台车结构示意图

①模板总成。模板由侧模构成台车侧墙横断面，模板总长为12m，每块1.5m，共8 块。由面板、法兰、加强筋板等组成。侧模纵长方向的侧模通梁由槽钢对焊而成，要维持侧模整体刚度，需要通过连接丝杆和门架进行；另外，侧模下方的对地丝杆对小动模底部有防止跑模的作用。

FA16-T支持作为AG使用，可以通过IP承载网络，以SIP协议接入IMS或NGN网络，或者以H.248协议与媒体网关控制器MGC对接。在这两种情况下AG分别称之为SIPAG和H.248AG。

②门架总成。在整个台车中，门架为主要的承重构件，通过销轴或螺栓将纵梁、立柱以及横梁进行连接而成。

③主行走机构。台车行走机构是各由两个主动和从动行走机构组成。门架的纵梁是和行走机构相连，电动机的功率2×7.5kW，电机转速为970r/min。

④丝杆支撑系统。丝杆支撑系统共有以下几种，侧模丝杆、对地丝杆、对轨丝杆、纵梁连接丝杆。丝杆支撑系统的作用主要是支撑模板与门架，保持整个台车的稳定性。

⑤电气液压系统。电气系统的主要功能是控制行走电机的正反方向、启动和停止运行，能够给液压系统带来动力，行走机构功能具有控制正反方向和保护过载的作用。

4.2 明挖隧道模板台车使用

台车的使用主要分成四个阶段，即行走、立模、浇注以及脱模。

4.2.1 台车行走与就位

安装台车完毕后，需对各部结构的到位情况进行检测，然后进行初步调试，要求各螺旋千斤顶动作可靠，各基本尺寸达到要求。

确定台车工作位置的轨面标高正确后，保证轨道相对隧道中心线对称，轨面平整。

准备工作完成后，启动液压系统，操作多路换向阀，让侧向油缸收回，使下模总成收回。

收回竖向油缸，使上模总成下降，在油缸动作前，要缩回相应托架支撑千斤。

操作台车行走电器按钮，使台车在电机牵引下自动行走到工作位置。

台车就位后，锁定行走轮，旋出基脚千斤撑紧钢轨，防止台车移动。

4.2.2 台车立模

在台车立模工作过程中，合上模板台车的电源开关，按下油泵电机启动按钮，让液压站工作，配合测量人员，操作多路换向阀手柄，通过调整，使模板外形达到施工要求。

操作多路换向阀手柄，使平移油缸工作，左右调节，使模板外形中心线与隧道中线调节重合。

操作多路换向阀手柄，让竖向油缸工作，升降调节，使上模总成外形达到施工要求。

操作多路换向阀手柄，让侧向油缸工作，伸缩调节，使下模总成外形达到施工要求。

台车模板外形达到混凝土施工要求后，应将托架支撑千斤撑紧托架纵梁，将侧向千斤旋出，撑紧千斤纵连撑管，此时上下模板总成结合密贴。

4.2.3 台车的浇筑与脱模

在台车脱模工作过程中，要充分注意混凝土达到所规定的时间方可脱模。先撤除台车前后周边有关的模板，然后启动液压站工作。收回侧向千斤顶，操作换向阀手柄，缩回侧向油缸，收回下模板总成，使其离开混凝土。控制竖向油缸，使钢模板台车侧模板离开衬砌面。脱下上模板总成，使其离开混凝土。在油泵电机停止后，清洗台车，除掉模板表面上粘接的混凝土。反复循环立模、浇筑、脱模、行走这四个工作过程，就形成了钢模板台车的整个作业。

5 明挖隧道模板台车现状及发展

目前，国内大部分明挖隧道施工主要使用盘口脚手架和竹胶板、三角模板，因为脚手架搭设可以任意调整模板的角度和位置，适应性强[1]。但是采用上述方法的弊端也是非常明显的，竹胶板使用次数少，浇筑几次砼后就需要重新制作，并且每一砼都需要重新搭设脚手架，对工期要求紧的工程，这种方法是无法满足使用要求的，因此，明挖隧道模板台车在慢慢地占据市场。

近几年，修建地铁成为大城市的旋律，特别是沿海城市。这些地铁隧道工程也催生了大量模板台车的应用。广州地铁，广佛环城际铁路，广南铁路等项目都陆续使用模板台车。可以说，以后的明挖隧道会越来越多地使用模板台车。

6 明挖隧道模板台车展望

第一，明挖隧道模板台车通用化。制定台车的设计标准，实现台车绝大部分部件的标准化，通用化。这样一个工程结束后，就可以稍加改造或者不需改造就可以直接到下一个工地继续使用。

第二，计算机辅助，实现浇筑过程智能化。在浇筑过程中通过技术手段时时监控混凝土浇筑质量，当发现浇筑质量不符合要求时，可以通过计算机辅助技术匹配相应的措施进行调整，从而达到工程实际要求。

第三，无人化操作。通过视频监控技术及无线遥控技术，实现台车浇筑过程无人化操作，人员远离隧道浇筑现场，减少人员伤亡事故。

7 结语

明挖隧道使用模板台车可以大大节省时间、人力、物力，加快施工进度，整体性好，稳定性强，但明挖隧道模板台车整体式模需要研制一种结构简单,性能可靠,操作快捷,重量轻,成本低,适用于各种断面的多功能模板台车，提高经济效益和社会效益。在模板台车占据明挖隧道市场份额越来越大的背景下，市场的需求也会不断推动模板台车朝着通用化，智能化，无人化等方向发展。