莫家鵬
廣東潮汕環線高速公路有限公司
摘 要：針對傳統襯砌台車存在的缺點，提出了一種隧道二襯步進行走式襯砌台車。得到結論：采用液壓行走移動襯砌台車的思路設計模闆台車，實作無軌運作，可依靠台車自身重力增加着地面積，使整個台車在襯砌澆築過程和移動過程都有較好的穩定性；減少了傳統台車為增加穩定性而增加的限制部件，也可在滿足強度和剛度要求下減小斷面尺寸，襯砌台車變得空靈、輕巧。
關鍵詞：隧道二襯;步進行走式;襯砌台車;
作者簡介：莫家鵬（1986—），男，湖南永州人，工程師。;
引言
襯砌台車作為公路隧道二襯施工時最常用的裝置，存在一定的缺點，主要表現：（1）結構龐大笨重，使用時費工費時；（2）容易出現故障，且維修成本高；（3）适用範圍窄，施工精度低等[1,2,3,4]。隧道二襯步進行走式襯砌台車使用液壓構件實作無軌移動隧道襯砌台車，有效解決了目前正常隧道襯砌台車使用軌道機械傳動行走小半徑轉彎困難，大坡度行進刹車危險無法應付縱向坡度較大的隧道施工，平移調節幅度小，微調難以控制移動就位時間長，傳動系統對台車整體結構設計影響較大，結構體系複雜龐大、笨重，且台車移動都在預鋪的鋼軌上，每移動一個循環都要從後面拆除一個循環的鋼軌鋪到前面，費工、耗時，勞動強度大等缺點。同時液壓行走減少了正常軌道式台車移動時産生的機械傳動噪聲，有效改善了工作環境[5]。同正常軌道式台車相比節省人工、材料及工期，具有安全可靠，經濟性高等優點，施工品質和工期均能得到充分保證，極大友善了工法的推廣，具有廣泛的應用前景。
1 隧道二襯步進行走式襯砌台車原理
液壓動力技術因具有動力強、變速快、結構好等優點，廣泛應用在工程中。該技術能實作快速正反向移動，布置靈活，可适應總體結構布置，容易實作自動化操作，簡便省力。隧道二襯步進行走式襯砌台車，采用液壓行走移動襯砌台車的思路設計模闆台車，使用液壓構件實作無軌移動隧道襯砌台車，實作隧道襯砌台車無軌運作。
隧道二襯步進行走式襯砌台車，在台車主架構底部增加四部液壓構件，實作台車橫向移動，适應隧道曲線線性。在主架構底部縱梁增設移動縱梁和液壓構件，實作台車縱向移動。
2 工藝流程
2.1 施工準備
(1）初支及滲水處理。檢驗初期噴射混凝土品質。對初噴面局部滲水采用注漿堵水或埋設排水管直接排水到邊，初期支護應平整，無空鼓、裂縫、松酥，表面應平順。當表面矢高/弦長>1/6時，應對不平處用噴射混凝土找平。（2）切除錨杆及鋼筋網端頭。對于初噴面外漏鋼筋頭或錨杆端頭進行切除，防止劃破防水闆，造成襯砌漏水；基面處理超前防水闆兩個循環。（3）鋪設緩沖層土工布。在防水闆布置之前，應首先将緩沖層固定在隧道初支層表面。（4）鋪設防水闆。采用專門的台架進行防水闆鋪設，一般來說，防水闆的寬度取2 400 cm，采用無釘鋪設。從拱頂向兩側鋪設，利用固定緩沖層的圓墊圈用背帶固定防水闆。（5）測量放樣。使用全站儀放樣隧道中線，確定襯砌台車就位對中。
2.2 台車縱向移動
主架構底部縱梁增設移動縱梁和液壓構件，實作台車縱向移動。
2.3 台車橫向移動
液壓行走隧道襯砌模闆台車，在台車主架構底部增加四部液壓構件，實作台車橫向移動，适應隧道曲線線性。中線水準檢查合格後鎖定模闆支承系統，安裝堵頭闆，完成立模工序。
2.4 澆築二襯混凝土
澆築二襯混凝土過程中，一般是通過模闆兩側的天窗進行對稱分層澆築，兩側澆築高差不能超過100 cm。搗固利用振搗棒和模闆上的附着式振動器搗固，混凝土澆築完成後按規定進行混凝土養生工作。
3 襯砌台車的設計
采用液壓行走移動襯砌台車的思路設計模闆台車，實作無軌運作，可依靠台車自身重力、增加着地面積使整個台車在襯砌澆築過程和移動過程都有較好的穩定性。同時減少傳統台車為增加穩定性而增加的限制部件，也可在滿足強度和剛度要求下減小斷面尺寸，襯砌台車變得空靈、輕巧。隧道二襯步進行走式襯砌台車結構見圖1、圖2。
圖1 主視結構 下載下傳原圖
圖2 主油缸與連接配接杆位置關系 下載下傳原圖
圖中各編号标記内容：1—底梁；1-1—上蓋闆；1-2—下蓋闆；1-3—立闆；1-4—加強機構；2-立柱；3—滑動支座；3-1—側闆；3-2—支撐闆；3-3—内翻邊；4—連接配接杆；5—主油缸；6—銷軸；7—底座；8—升降油缸；9—升降杆；10—橫移滑座；10-1—通孔；11—橫移油缸；12—升降油缸固定座。
在設計下模闆時，一定要充分考慮襯砌混凝土的厚度、骨料的粗細、鋼筋尺寸以及澆築的速度等，通過下模拱腳頂地絲杆千斤作為輔助支撐進行加強，減小側向壓力對主架構作用。
4 工程應用及優點分析
4.1 工程應用
某高速路基ZBLJ4分部起訖樁号為K30+850—K37+050，全長6.2 km，包括隧道4座，累計左線總長5 971 m，右線總長5 930 m，合計單洞總長11 901 m，施工時間為2016年9月。該項目全部隧道共計10台二襯台車均采用步進行走式襯砌台車，完全取代了軌道機械傳動行走台車。該台車輕便，每台節約鋼材約9 t，且定位簡單，能快速調整到襯砌幾何位置，台車就位效率提高數倍，勞動強度降低2/3，每一襯砌循環可節省勞動力30%，減少台車就位時間1/3，進度加快，縮短工期15%左右。襯砌澆築過程和移動過程都比軌道機械傳動行走台車有更好的穩定性，提高了襯砌施工的安全性。有效降低了機械運轉産生噪音，改善工作環境。隧道二襯步走式襯砌台車施工工法經濟效益見表1。
表1 經濟效益對比/萬元 下載下傳原圖
項目采用隧道二襯步走式襯砌台車施工工法後，産生了顯著的經濟效益和社會效益，通過計算對比，節約成本約362萬元。
4.2 優點分析
隧道二襯步進行走式襯砌台車施工工法優點：（1）減少正常軌道式機械行走台車為增加穩定性而增加的限制部件，可在滿足強度和剛度要求下減小斷面尺寸，使襯砌台車變得空靈、輕巧。（2）不需要額外增加枕木和軌道等物資投入。（3）在使用台車時，不需要額外投入人力資源協同鋪設枕木軌道，省工省時。（4）采用液壓步進行走，較正常電機式行走動力裝置維護成本低。（5）可以小半徑轉彎，台車模闆平移調節幅度大，可滿足轉變曲率較大的隧道施工使用。（6）可以安全穩定的進行縱向坡度較大的隧道二襯施工。（7）可以輕松實作微調就位，移動就位時間短，有效縮短施工工期，節約成本。（8）在有坡度的隧道中施工時，采用該方法可以使台車整體一直處于水準狀态，比正常軌道式機械行走台車具有更好的整體平穩性。（9）依靠台車自身重力、增加着地面積使整個台車在襯砌澆築過程和移動過程都比正常軌道式機械行走台車具有更好的穩定性。（10）液壓行走減少了正常軌道式機械行走台車移動時産生的機械傳動噪聲，有效改善了工作環境。
5 結語
基于傳統襯砌台車存在的缺點，對其進行改進，提出了一種隧道二襯步進行走式襯砌台車，該襯砌台車采用液壓行走移動襯砌台車的思路設計模闆台車，使用液壓構件實作無軌移動隧道襯砌台車，實作隧道襯砌台車無軌運作，可依靠台車自身重力、增加着地面積，使整個台車在襯砌澆築過程和移動過程都有較好的穩定性。同時減少傳統台車為增加穩定性而增加的限制部件，也可在滿足強度和剛度要求下減小斷面尺寸，襯砌台車變得空靈、輕巧。
參考文獻
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