竖向高度连续渐变型断面隧道二衬台车施工技术

宁 波，张洪耀，范晨辉，高 涵，李 杨，卜永红

（1.中铁七局集团西安铁路工程有限公司，陕西 西安 710003；2.长安大学 建筑工程学院，陕西 西安 710061)

1 工程概况

西安地铁5 号线一期工程TJSG-12 标段区间隧道采用浅埋暗挖法施工，工程及水文地质条件比较复杂，有两条活动性较弱的地裂缝穿过该区间隧道。同时，该区间隧道所处路段地表建筑、交通及地下管线非常复杂。在该断面，隧道宽度6·8m，高 度6·52m(A 型)/6·65m(B 型)，隧 道埋深约13·38m，隧道初期支护为网喷250mm 厚C25 早强混凝土，二次衬砌为350mm 厚C35 模筑钢筋混凝土。隧道暗挖前采用超前注浆小导管辅助支护，分布在拱部150°范围，管长3·0m，直径42mm，环距0·3m，纵距1·5m。因DN2400雨水管道侵入隧道范围较大，已影响隧道限界，设计变更采用隧道线路调整方案下穿管线，以满足隧道通行要求。因此，左线234·523m、右线205·853m 长范围已完成初期支护隧道须向下扩挖0～2·515m，进行长距离调坡换拱施工。

调坡换拱段隧道竖向高度逐渐增大，属于非标准断面。以往对非标准断面隧道进行二次衬砌作业，通常采用小模板施工，但存在施工速度慢，容易出现混凝土浇筑不密实、隧道渗漏等问题。而台车衬砌混凝土浇筑密实，杜绝了隧道渗漏水现象，机械化施工，流水作业，提高了施工速度和工作效率，减少了劳动力，节省了经济投入。另外，衬砌台车经过刚度和稳定性的科学验算，满足施工安全要求。

2 液压台车改造技术

全断面钢模板液压衬砌台车，是以电动机驱动行走机构实现自身行走，利用液压油缸和机械千斤顶调整模板安装及脱模的隧道混凝土成形装备。它具有工艺先进、成本较低、结构可靠、操作方便、衬砌速度快、隧道成形面好等优点。衬砌台车由顶模板总成、侧模板、联系纵梁、液压油缸和机械千斤顶、门架总成、主从行走机构及门架支承千斤顶等组成。常用衬砌台车一般按隧道标准断面加工，结构如图1(a)所示。改造后的衬砌台车结构如图1(b)所示。

两者的区别为：门架、侧模板根据需要进行加高、加宽。长距离竖向高度连续渐变型断面隧道二衬台车通过改造现有标准断面液压台车，将模板高度配置、门架高度配置与顶模竖向油缸高度调节等相结合，实现符合长距离竖向高度连续渐变型断面隧道二次衬砌的模板支护。

3 台车二次衬砌施工技术

竖向高度连续渐变型断面隧道二衬台车通过在标准断面隧道二衬台车旧行车梁下增设新行车梁和若干立柱加高节、短节纵梁、纵向斜撑和连接横梁，台车模板间增设侧墙模板等实现。结合图1，竖向高度连续渐变型断面隧道台车二次衬砌施工方法和施工步骤如下。

图1 液压台车改造结构示意图

1)依次完成竖向高度连续渐变型断面隧道初期支护调坡换拱作业、防水层施工、二衬钢筋绑扎、二衬仰拱施工，根据隧道变更后的设计断面与台车的衬砌长度计算出各施工段与隧道原标准断面的高度差、各施工段台车两端的模板增配高度、门架增配高度及顶升千斤顶调整高度，如表1 所示（表中台车长度为9m，衬砌长度为8·9m)。

2)按隧道竖向高度从小到大的顺序，在隧道二衬仰拱上按计算高度铺设枕木与钢轨，将按标准断面组装好的二衬台车推至第一个施工段里程。当台车顶升千斤顶顶升高度（按台车两端隧道断面竖向高度差计算)使第二侧模板升高后与二衬仰拱搭接长度满足要求（如大于100mm) 时，仅通过调节顶升千斤顶高度（例如高度调节范围为±100mm)即可实现二衬模板竖向高度变化，模板无需加高，如表1 中1#、2#施工段。

3)当隧道断面竖向高度增加使第二侧模板与二衬仰拱搭接长度不满足要求或无搭接时，须增设立柱加高节增加台车门架高度，并进行模板装配加高，如表1 中3#～12#施工段。具体施工过程如下：①当台车门架及模板增高幅度不大时，只需加装立柱加高节增加台车高度。立柱加高节装配施工时，用限位器固定台车；用若干手动油压千斤顶将台车纵向一侧旧行走梁两端抬起，在台车原行走梁两端与小车铰接处、旧行车梁中间立柱正下方与支腿丝杠接触处按计算装配不同高度立柱加高节，用螺栓连接固定，用于台车两端高度差补偿和台车施工水平度调整。完成后再将台车另一侧门架加高；②当门架立柱加高节配置高度大于新行车梁高度时，用若干手动液压千斤顶将旧行车梁抬起，装入新行车梁来加高门架，并在新旧行车梁间各立柱下方按计算装入相同高度立柱加高节，在台车新行车梁两端与小车铰接处、新行车梁中间立柱下方与支腿丝杠处按计算高度装配不同高度立柱加高节，用螺栓连接固定，用于台车两端高度差补偿和台车施工水平度调整。到一定高度后，用连接横梁将同一平面最下层立柱加高节固定连接，再用短节纵梁及纵向斜撑将立柱加高节沿纵向固定连接，增强门架整体强度与刚度。立柱加高节外侧固定支座连接侧向千斤顶，用于增设侧墙模板的固定调整，依次完成台车两侧门架高度配置。

表1 台车二次衬砌配置计算表

4)台车模板装配施工时，松开第一侧模板与第二侧模板的连接螺栓，用顶升千斤顶将台车拱顶模板与第一侧模板顶起抬高，根据台车门架高度调整和第二侧模板下边缘与仰拱的搭接长度，在第一侧模板与第二侧模板间配置一定高度侧墙模板。侧墙模板由矩形模板单独组装或与直角梯形模板两者组装，台车两侧同时进行模板加高施工。回落顶升千斤顶，安装模板间紧固连接螺栓，完成该施工段模板配置。

5) 进行模板整体打磨并涂刷脱模剂，根据顶升千斤顶的计算微调高度，利用台车顶升千斤顶、平移油缸、侧向千斤顶将模板支撑到位，进行密封面处理，利用斜撑丝杠、支腿丝杠等将台车模板进行定位加固，完成端模板及止水条安装后，浇筑混凝土。

6)完成一个施工段的台车二衬施工，当混凝土达到强度要求后，将台车顶升千斤顶、平移油缸、侧向千斤顶及其他支撑收回，完成混凝土的脱模与养护。将台车推至下一个施工段里程，按台车配置计算表1 进行台车油缸、立柱、模板调整与装配，检查合格后，进行该施工段的二次衬砌施工。

7)重复以上步骤，直至完成整个设计变更段隧道的二次衬砌施工。

4 结语

隧道液压台车二次衬砌由于机械化施工，流水作业，提高了施工速度和工作效率，减少了劳动力，节省了经济投入，经济效益与社会效益显著。西安地铁5 号线一期工程已于2020 年11 月竣工，工程中将标准断面隧道所用二衬液压台车进行改造，通过合理的模板高度配置、门架高度配置与油缸高度调节等，实现了符合长距离竖向高度连续渐变型断面隧道二次衬砌的模板支护与混凝土浇筑施工，该工程中的台车改造和台车二衬施工技术具有较高的创新性，可供同类工程参考。