自带整平功能自行式仰拱栈桥的研究与应用

摘要：隧道洞内混凝土仰拱填充面施工不同于路基上的混凝土路面施工，因它受到潮湿空气和狭窄空间限制，不能采用大型的混凝土摊铺机，多为人工采用小型机具进行整平和抹平，施工效率低，平整度效果差且横坡难以控制，本文介绍了一种新型自带整平功能的自行仰拱栈桥在隧道洞内施工的应用技术，供同类工程参考。

关键词：仰拱栈桥;整平机;隧道施工;仰拱填充

中图分类号：U448   文献标识码：A  文章编号：1671-2064（2019）16-0000-00

目前隧道施工过程中，自行式仰拱栈桥的使用使得仰拱和填充的施工更加规范，同时对于填充混凝土的施工要求也更高了，传统方法都是人工或采用一些简易工具完成仰拱填充混凝土的摊铺、整平。隧道仰拱填充混凝土的施工过程中，由于混凝土罐车只能在隧道中部的栈桥上出料，因此需要人工将中部的混凝土搬运到左右两侧，并人工进行振捣，最后再人工进行抹面收浆。隧道内部的操作环境十分恶劣，会危害操作人员的身体健康，同时施工效率也非常低，工程进度慢。由此我们公司与中交一公局新疆G575项目联合研发了自带整平功能自行式仰拱栈桥，有效地解决了仰拱填充常规施工方法存在的难度问题。

1工程概况

东天山特长隧道是G575线巴里坤至哈密公路PPP建设项目重点工程，是打造“丝绸之路经济带”上 的战略支撑点，点位于松树塘滑雪场西侧，采用分离式双向四车道 一级公路标准，设计速度80km/h，左洞起点桩号ZK8+809，终点桩号ZK13+840，全长5031m，右洞起点桩号K8+783，终点桩号K13+885，全长5102m，进口段穿越三个断层破碎带（F1、F2、F3）。

2 原理、特点及适用范围

2.1原理

通过桥面混凝土振捣整平设备改进用于仰拱填充混凝土表面收浆整平、振捣，通过改造将XDSZ-100型全自动整平机安装在YQS6自行式液压仰拱栈桥主梁底部，并配备0.4KW振动电机3台、1.0KW行走电机2台，总功率为3.2KW;由远程遥控控制熨平板上下、前后移动，其上下最大距离为12cm，前后最长距离为2400cm。见图1。

2.2设备改造

在仰拱栈桥底部焊接两根20b工字钢，作为全自动整平机的行走轨道;将全自动整平机放置在工字钢轨道上，配备3.2KW的电动机，在仰拱栈桥填充混凝土并进行下部振捣后，通过远程遥控整平机、熨平板进行混凝土表面的振捣、整平;整平机上面安装一套熨平板，在施工前按照设计高程及橫、纵坡使熨平板高度沿拉好的钢丝往前行走，可把多余的混凝土推到前面，以便更好的清理，混凝土表面整平达到规范化施工要求。

2.3液压栈桥相关参数

液压栈桥采用五新公司专利产品主梁中承式是YQS6自行液压栈桥，栈桥总长41m，栈桥下方具有两个12m作业区域。液压栈桥为液压马达驱动，实芯胶轮行走，液压和电气控制实现自动行走移动，具有自动前进、后退、左右横移动，前后左右左右四个支点单独液压控制高低。液压栈桥主要由前桥、后桥、主桥桥身、自动走行装置、升降机构、液压自动平衡系统和电气控制系统等部件组成。该液压栈桥基本参数：长×宽×高为41×6×2m;设计通过载荷60t;过车宽度3.5m;走行速度6m/min;整机功率20kw;驱动机构液压马达。

2.4 整平机相关参数

整平机由整平板、振动器、升降部分、操作控制部分等组成，走行速度为3-10m/min，整机重量550kg，整机功率为3.2kw，控制方式采用远程遥控。

2.5 XDSZ-100型全自动整平机的特点

该机主要用于隧道仰拱水泥混凝土的混凝土表面的提浆整平，具有作业效率高，施工工艺简单，提浆整平效果好等优点。该机具有以下特点：

（1）操作简单。本机由一人操作，通过遥控控制机器的运转和停止，操作极为简便。

（2）平整度。整平机上面装有一套整平板，在施工时整平板高度沿拉好的钢丝往前行走，可把多余的混凝土推到前面，以便更好的清理，混凝土表面整平达到施工标准。

2.6 XDSZ-100型全自动整平机优点

2.6.1 减少人工投入，缩短整平时间

（1）常规仰拱收面采用人工配合电动抹平机进行，12m仰拱需配备3台电动抹平机（3人操作），2人（仰拱栈桥下方采人工整平）用时约2.5h，用电量为16.5度。

（2）采用全自动整平机，12m仰拱需配备1台XDSZ-100型全自动整平机（1人操作），用时约0.4h（25分钟），用电量为1.3度。

2.6.2 平整度效果

（1）根据实测数据统计电动抹平机抹平后平整度一般为8mm-10mm。

（2）根据实测数据统计全自动整平机平整度一般为2mm-3mm。

2.6.3 收面全面性

（1）采用电动抹平机整平时存在漏抹现象。仰拱浇筑完成后仰拱顶面距栈桥约0.5m，电动抹平机高度为0.98m，栈桥下方混凝土整平采用人工抹平。

（2）采用全自动整平机整平整平时无死角，且抹平效果好。全自动整平机采用遥控控制熨平板上下移动，具有足够的操作空间。

2.7经济效益分析

2.7.1单循环仰拱填充施工费用对比

（1）常规仰拱填充收面采用人工配合电动抹平机进行，单循环仰拱填充（12m）需配备3台电动抹平机（3人操作），2人仰拱栈桥下方整平，用时约2.5h，用电量为16.5度。

（2）采用全自动平衡振捣梁，单循环仰拱填充（12m）需配备1台设备（1人操作），用时约0.4h（约25分钟），用电量为1.3度。

单循环（12m）施工费用对比如表1所示。

通过实际核算单循环（12m）可节省费用为393.3元。

2.7.2仰拱填充施工總费用对比

全自动整平机造价低，基本无易损配件，维修保养简单，改装成套设备为4.5万元，隧道仰拱施工段总计2641m，施工总费用对比如表2所示。

采用平衡振捣梁配合仰拱栈桥施工工法后，减少人工投入，由一人操作，通过遥控控制机器的运转和停止，操作极为简便，缩短整平时间，降低施工造价，每循环（12米）可节约成本约3673.6元，共实施2641m，共可节约成本5526元，带来了良好的经济社会效益，具有很高的推广价值。

2.8 适用范围

全自动整平机主要用于隧道仰拱混凝土整平，可以在隧道仰拱栈桥下面的狭小空间内进行整平作业，工作效率高、施工工艺简单，提浆整平效果好。

3 结语

自带整平功能自行式仰拱栈桥的成功应用解决了东天山特长隧道仰拱混凝土整平效果及速率，大大少了机械、人员的投入，提高了工作效率、保证了施工质量，此创新工艺工装在隧道施工中具有极大的推广使用意义。

参考文献

[1] 刘瑞波.自行式仰拱栈桥在隧道施工中的应用[J].科技致富向导，2012（11）：409，392.

[2] 盛重权，张江涛.隧道仰拱机械设备配套快速施工技术[J].施工技术，2013（S2）：217-219.

[3] 庞林军.混凝土整平机在铁路工程隧道施工中的应用[J].云南水力发电，2013（2）：144-146，163.

收稿日期：2019-07-04

作者简介：王亚波（1985—），男，汉族，湖南宁乡人，本科，工程师，研究方向：隧道施工工装设备。