移动式简易台车在特小断面隧洞施工中的应用

（中铁十二局集团有限公司，山西 太原 030024）

1 工程概况

贵州夹岩水利枢纽及黔西北供水工程金沙分干渠标段位于贵州省毕节市金沙县境内，总体为西北向东南方向展布，渠线总长35.033 km，落差47.468 m，综合水力坡降1.32‰。该标段共布置隧洞9座，全长6.939 km，均为城门洞型，衬砌断面尺寸由2 m×2.527 m（宽×高，下同）渐变至1.6 m×2.062 m。湾子隧洞全长528 m（其中Ⅲ类围岩335 m，Ⅳ类围岩54m，Ⅴ类围岩139m），开挖断面尺寸2.4m×2.76 m，衬砌断面1.6 m×2.062 m，衬砌后断面面积3.02 m2，属特小断面隧洞。Ⅳ、Ⅴ类围岩采用C25钢筋混凝土全断面衬砌，厚度30 cm；Ⅲ类围岩底板及边墙采用C25钢筋混凝土衬砌，厚度30 cm；拱顶采用系统锚杆+网喷作为永久支护。隧洞进出口段与倒虹管通过过渡段衔接，底板纵坡1‰。

2 隧洞混凝土衬砌施工

隧洞采用城门洞型，边墙高度1.67 m，设计水位高度1.39 m，加大水位高度1.64 m。根据围岩类别变化、温度变化、混凝土干缩和膨胀等产生的应力对混凝土衬砌的不利影响，隧洞衬砌分仓原则为以6 m一仓，不足6 m处单独作为一仓设置伸缩缝、安装橡胶止水条。Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类围岩及溶洞段、渐变段单独分仓，围岩变化处设置伸缩缝、安装橡胶止水带。全断面衬砌每延米方量2.36 m3，Ⅲ类围岩衬砌每延米方量1.66 m3，洞内空间狭小，每仓方量小，现场采用由隧洞出口至进口的顺序，按照伸缩缝逐段进行混凝土浇筑。先浇筑底板，底板浇筑完成并达到强度要求后再进行边墙浇筑，最后进行拱顶浇筑。混凝土施工采用搅拌站集中搅拌，小型罐车运输，地泵入模，人工振捣。

3 简易衬砌台车的应用

3.1 结构及原理

该工程采用的简易台车参照针梁式台车设计建造［1］，由面板、支撑系统、升降系统和移动系统组成，台车全长6 m，整体重量约4 t，造价约6万元。台车结构详见图1。

（1）底板及边墙模板。采用标准平模进行拼装，拱顶台车全长6 m，采用5 mm钢板、I12工字钢、［10槽钢、千斤顶、行走车轮加工而成。拱顶布设2个ф110钢套筒，为浇筑混凝土冲天管。台车净高1.37 m，净宽0.68 m，满足施工人员通行要求。

（2）支撑系统。由I12工字钢梯形焊接固定，间距1.5 m，顶模拱架采用双排工字钢纵向支撑。钢模支撑系统采用可调节丝杆用于调整拱顶模板的定位、支撑和拆模工作。

图1 湾子隧洞台车结构示意（单位：cm）

（3）升降系统。采用4个32 t千斤顶同时升降，完成后即可对模板进行拆除，使其脱离混凝土模板表面。

（4）行走系统。在已浇筑的底板混凝土顶面靠近矮边墙20 m处铺设两排［10槽钢轨道，其上行走直径30 cm嵌入式钢制车轮，采用人工推移行走。台车行走时，拆除两侧矮边墙模板，松动可调节丝杆，降低千斤顶高度使其脱离拱顶模板。

3.2 安装及运行

完成简易台车（见图2）的加工和拼装后，用平板车将其运至隧洞洞口，洞口铺设槽钢作为行车轨道，推进至隧洞内。

台车就位前，底板必须超前3个沉降缝，边墙必须超前两个沉降缝，以保证隧洞台车的顺利就位及流水作业的正常展开。隧洞内台车行走槽钢两侧与矮边墙之间采用5 cm×10 cm方木进行固定，确保台车行走稳定，使台车轴线与隧洞中心线重合，每次铺设15 m槽钢循环行走。

台车行走至隧洞衬砌段后，进行就位。调整好台车轴线，沿轴线方向在槽钢上用木楔子固定，升降千斤顶使拱顶模板达到设计断面，测量检查定位偏差，确保其在允许范围内；调节丝杆使两侧钢模板紧贴边墙混凝土面，钢模与边墙混凝土面粘贴1层双面胶条，确保拱顶浇筑混凝土不漏浆。

台车就位后，第一次浇筑拱顶模板。两侧堵头采用竹胶板后背方木进行加固，不规则部分采用方木封堵，衬砌端头设环形橡胶止水带或橡胶止水条，后续浇筑仅需封堵一个端头。

3.3 混凝土入仓和振捣

衬砌混凝土由JC-50型强制式搅拌机拌和，用定制的混凝土罐车装运（2 m3/车），运送至现场后，由地泵入模，人工振捣。台车浇筑混凝土分为底板矮边墙浇筑、边墙浇筑和顶拱浇筑3个部分。底板浇筑直接入仓，插入式振捣器振捣。边墙浇筑由边墙顶部接软管入仓，左右侧交错均匀浇筑，两侧混凝土高差不大于0.5 m，插入式振捣器振捣。拱顶浇筑由泵管接入冲天管入料，冲天管管口到岩壁的距离应控制在20～30 cm；浇筑时观察混凝土注入情况，浇满时，立即停止泵送并封堵冲天管仓口，防止顶模局部受压过大，造成模板变形。混凝土入仓由下游向上游进行，混凝土初凝后、终凝前取出冲天管。冲天管结构见图3。

图2 湾子隧洞二衬台车结构示意（单位：cm）

图3 冲天管结构示意

3.4 脱模及养护

台车脱模须待混凝土凝固并达到自稳强度后进行。脱模时，面板上应无粘贴混凝土迹象，露出的新鲜混凝土表面光洁，否则不可脱模。脱模后采用西卡养护剂进行养护，台车每运行3次必须进行一次面板表面除垢、刷脱模剂工作。

采用HD-40地泵，每2 d浇筑一次底板、边墙、拱顶，平均单口每月浇筑90 m衬砌。由于隧洞断面小，每次浇筑混凝土方量小，地泵与混凝土仓位距离不易过长。

4 结语

结合湾子隧洞施工实例，对特小断面隧洞衬砌施工效率进行了研究。由于隧洞断面小，混凝土运输重车必须倒车行驶，空车开出，平均每趟往返时间1 h，因此每仓拱顶衬砌时间超过2.5 h。为提高施工效率，采取调整配合比，添加缓凝剂延缓混凝土初凝时间，确保施工质量；合理安排工序，加强劳动力组织，加快台车移动及各工序进度，提高衬砌循环率。提高混凝土运输能力是衬砌快速施工的关键环节，合理资源配置和严格现场管理是保障，因此特小断面隧洞（洞长小于1 000 m）采用从独头循环衬砌方法进行施工；长度大于1 000 m的隧洞，采用从中间向两头对称循环衬砌方法进行施工，经济合理、质量和进度均可得到保障。为取得良好的技术经济效益，施工过程中应因地制宜、合理统筹安排、精心组织。该方法可供同类小断面、特小断面、长距离无支洞的隧洞衬砌参考应用。