移动模板台车在下穿铁路隧道工程中的应用分析

黎元科

摘要：在铁路隧道工程施工建设中，利用整体移动模板台车组织现场施工具有人员工效高、安全性可靠、工程进度快、施工质量高的特点，在大型铁路编组场隧道工程中，其优点尤为突出。文章从施工流程、进度、安全和成本四个方面对整体移动台车在柳州市航二路延长线工程中的应用进行分析对比。结果表明：整体移动台车安装流程简易，其运用对优化方案、节支降耗、提高工程安全控制起到积极作用，具有一定的推广性。

关键词：铁路编组场;移动模板台车;隧道工程;安全性;安装流程

Abstract： The overall mobile trolley has the characteristics of low investment in the early stage， high efficiency， high safety， fast project progress and high construction quality in construction of railway tunnel engineering. The advantages are particularly prominent in the large-scale railway marshalling yard tunnel engineering. This paper analyzes and compares the application of the mobile trolley in the extension line project of hanger road in Liuzhou city from four aspects of construction process， progress， safety and cost. The results show that： the installation process of the overall mobile trolley is simple， and its application plays a positive role in optimizing the scheme， saving expenditure and reducing consumption， and improving the safety control of the project， which has a certain popularization.

0  引言

隨着国家轨道交通网的日渐完善，各线路交叉重叠，铁路下穿隧道工程已然成为铁路建设面临的严峻挑战之一。在铁路隧道工程施工建设中，传统满堂支架法前期投入成本高、材料周转利用率低、协同性差、安全管控难、工效低。整体移动模板台车在大型隧道工程中的运用相比传统满堂支架发优势明显。本文将结合柳州市航二路延长线工程中整体移动模板台车在下穿铁路隧道工程中的应用进行分析对比。

1  工程背景

1.1 工程概况

柳州市航二路延长线工程，西起柳工大道西侧规划道路路口，东至柳邕路与航二路相交路口，道路呈东西走向，框架采用2*12.5m连续钢筋混凝土框架结构，框架全宽27.7m，双向四车道。其中HYSG2标段拟建隧道长680.706m，其中214.98m下穿柳州南站编组场四场道岔咽喉区，涉及17组道岔和21股道。铁路编组场与拟建框架如图1，虚线方框为拟建的铁路段框架涵。

1.2 满堂支架在工程中存在问题

柳州南站是南宁局集团公司最大的列车编组站，站场规模布局为三级六场，在全国路网内属区域性编组站，经过黔桂铁路、湘桂铁路、焦柳铁路等铁路干线，每天完成编组列车超过13000辆，调车数量和调车密度很大。若在列车编组场采用传统满堂支架方式，主要存在三点问题：

1.2.1 施工安全问题

安全是铁路运输组织和施工组织的基本要求，既有线安全是邻近既有线施工的前提，在编组场轨道范围内组织框架涵施工需要兼顾多方面因素：一是基坑稳定不出现溜坍，保证线路几何尺寸稳定;二是施工人员高空作业，邻近既有线作业和窄小空间内与大型机械配合交叉作业的人身安全;三是模板支撑结构的稳定性和抗倾覆能力，并具备雨季带水施工作业能力;四是在线路下方狭小的空间内，投入大量人力在短时间内搭建以钢管和扣件为主材的满堂支架，浇筑下穿21股道，长215m的框架涵，在持续高强度作业且缺少大型机械配合吊装作业的情况下，很难同时兼顾工程进度、施工人身安全和行车安全。

1.2.2 施工工期问题

项目施工对柳州南站编组四场影响很大，特别是在铁路段框架涵施工中需要封锁线路，会降低整个编组场三分之一的调车能力。按照施工组织安排，现浇每节框架涵从浇筑底板到完成防水层的时间不能超过15天。在排除开挖、支护基坑所需时间及其他外在因素影响的条件下，每节长度为15m的标准框架涵从框架垫层到框架涵防水层的浇筑需要21天，因此完成铁路段15节框架涵浇筑共需要315天，即要完成铁路框架涵的浇筑就需要封锁线路接近一年。显然，传统满堂支架方案不可行，必须优化方案，提高施工效率，加快施工进度。

1.2.3 施工中复杂环境问题

对现场调查情况和地勘资料进行分析，存在诸多不利的施工环境因素，主要有：编组场内土质多为回填土，而非原状土，在开挖8m以下的孔桩就极易遇到流沙层、局部膨胀土等不良地质，特别在雨季基坑溜坍的风险大;满堂支架支撑体系带水作业能力较差，雨季施工中模板材料无法重复使用;搭建脚手架等高空作业危险系数高，如果边坡失稳，局部土石方滑落，还需花费大量人力清理弃土;模板的整体性和支撑性较差，浇筑时振动幅度大，混凝土的施工缝明显，影响浇筑质量。

综合上述问题，满堂支架方案不适用此工程，因此分析用整体移动模板台车施工法代替原方案。

2  整体移动模板台车施工法概况

2.1 移动模板台车设计

移动模版台车是以组合式钢结构门架支撑大型钢结构模版系统，电动机驱动行走机构带动台车行走，利用液压油缸和旋转千斤顶调整模版到位及脱模的隧道混凝土成型设备，现场临时搭建钢轨走形轨实现连续浇筑框架涵，循环完成立模、注浆、脱模和行走四个工作流程。根据隧道框架涵和建设需要，定制台车主要参数如下，整体移动模板台车如图2。

①台车长度15m;钢面板厚10mm;

②内净空尺寸;宽*高=7600*5020;

③液压系统流量：Q=16L/min;系统工作压力P=16L/min;

④液压油缸最大工作行程：竖向升降油缸Φ215/180*350mm，侧向边模油缸Φ100/50*430mm，水平平移油缸Φ100/45*200mm;

⑤走形轨中心距离8000±10mm。

2.2 施工工艺及安装流程

模板台车施工工艺和模板台车安装施工流程如图3和图4。

从施工流程来看，模板臺车施工流程简易，安全结构更可靠，提供了良好的施工环境，对比满堂支架法需要搭建脚手架、拼装模板、对接管架、扣紧扣件、定时检查等步骤，模板台车施工及模板台车安装流程较简单。模板台车就位后，顶板和边墙的内膜即加固好，且内部空间可避雨，从地面到边墙和顶板施工皆有扶梯，相较于满堂支架法大多时候露天作业，方便高空作业，移动台车对于施工的帮助是显而易见的。

3  综合效益对比分析

项目部经过分析，确认在编组场内现浇下穿铁路框架涵采用整体移动模板台车施工法替换满堂支架立模法，并在工程运用中从进度、安全和成本三个方面与满堂支架法进行对比分析，验证整体移动模板台车施工法的可行性和优越性。

3.1 进度分析

从框架涵垫层成型到框架顶板防水涂料铺装结束，对两个方案的进度对比分析。每节15m框架涵施工工期对比整理如表1。

3.2 安全分析

根据施工工艺特点，对两个方案进行安全风险识别和分析，整理风险研判表对比分析，如表2。

通过对比分析，使用模板台车施工法，减少了安全支护和模板工程量，施工简易且实用性强，给施工用电和堆放材料提供了便利，并且人员和材料的竖向移动拥有专用通道，支撑结构体系更稳定，安全风险和安全隐患源少，工程安全质量更可控。

3.3 成本分析

施工成本主要由人工费、材料费和机械费组成，两个施工方案现浇框架涵都要投入的钢筋、混凝土等材料不列入对比分析，移动台车费用根据实际情况以购置费列入，在一项工程里可以无限次重复使用，其他费用随工期和工程量增加租赁费用，以每节15m框架涵为单位，成本分析对比，如表3。

根据表格数据进行分析，假设做X节框架时的满堂支架法和整体移动模板台车法成本持平，则有：（16.74+12.4+1.4+2+8.37）X=（6.975+1.55+0.7+0.429+1.8）X+128.25+12，X=5.11，取整为6;由此可知，当浇筑框架涵超过6节（90m），移动模板支架法的成本低于满堂支架法。在本工程中下穿隧道框架涵达680m，故运用移动模板台车施工法，将大大降低成本投入。

4  小结

综合上述，整体移动模板台车施工法相对于满堂支架法来说，施工流程更简单，在保证施工质量的前提下，能大幅降低安全风险，缩减一半以上的工期，成本更可控，在工程实践中都得到了检验，因此该施工工艺在下穿铁路编组场框架涵隧道工程建设中具有良好的推广价值。

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