隧道自行式液压仰拱台车施工技术魏泽欢

隧道自行式液压仰拱台车施工技术魏泽欢

魏泽欢

（中铁四局集团第五工程有限公司江西九江332000）

【摘要】文章首先简述了传统隧道仰拱施工工艺存在的弊端，介绍隧道自行式液压仰拱台车施工技术的特点，结合所依托项目具体介绍隧道自行式液压仰拱台车施工技术的要点，并且就隧道自行式液压仰拱台车的先进性及可行性进行了探讨总结。

【关键词】隧道；仰拱；施工技术；台车；自行式；液压

【中图分类号】U455【文献标识码】A【文章编号】1002-8544（2017）20-0158-02

1.前言

在高速铁路隧道施工中，仰拱对隧道工程的安全性、耐久性及防水性有重要作用，是隧道衬砌施工中的一项重要结构。目前，国内隧道仰拱施工方法均采用小块钢模或弧形钢模人工加固，仰拱与矮边墙分次浇筑施工的方法，施工效率较低且工序较多。如何提高仰拱施工效率，实现仰拱与矮边墙一次浇筑成型，正是目前隧道施工亟待解决的一项技术研究课题。

2.依托项目工程概况

广清城际轨道交通站前工程GQZH-1标正线全长23.91km，设计速度200km/h，管段内共有三座隧道，分别为银盏1#隧道、银盏2#隧道、银盏3#隧道，总长5743m，II、III级围岩占隧道总长的75%左右。隧道自行式液压仰拱台车于2014年7月由项目自主研发成功，研发成功后，首先从银盏3#隧道出口段进行试点，通过试验总结，印证了隧道自行式液压仰拱台车可以大幅提高仰拱施工效率、显著提升仰拱施工质量的设计初衷，同时也修正了使用过程中存在的疏漏。

3.传统施工工艺存在的弊端

（1）仰拱模板安装拆除困难。施工中模板拼装、校正困难,不易操作,工人劳动强度大,质量不易保证,且进度较慢。

（2）在施工中仰拱与边墙基础分开施工，增加一道施工工序，也增加了一道纵向施工缝，降低了仰拱结构强度和防水性能。

（3）施工周期长，制约隧道综合进度指标。以III级围岩为例，掌子面开挖指标为120m/月，仰拱为90m/月，为保证隧道施工安全，应控制仰拱开挖速度，以保证仰拱距掌子面的安全距离，直接降低了隧道的综合进度指标。

4.采用隧道自行式液压仰拱台车施工的特点

（1）隧道仰拱采用自行式液压仰拱台车施工，实现了机械化作业，操作简单，降低了工人劳动强度，施工效率是传统工艺的3.6倍，大幅提高工作效率。可有效缓解因仰拱步距超标而暂缓掌子面掘进的情况，降低隧道施工安全风险。

（2）研发的矮边墙纵向钢边止水带固定工装与自行式液压仰拱台车弧形模板顶部固定连接，达到了矮边墙纵向钢边止水带线型顺直、无褶皱、破损及位置准确的预期效果，加强矮边墙防施工缝防水性能。

（3）隧道自行式液压仰拱台车的设计和使用，实现了仰拱衬砌与矮边墙同步施工，提高了仰拱及衬砌结构的整体性，降低了工作量、提高了仰拱混凝土的外观质量及仰拱施工进度，进而提高了隧道施工的整体施工进度指标。

5.隧道自行式液压仰拱台车施工技术要点

5.1隧道自行式液压仰拱台车施工流程详见下图

图1自行式液压仰拱台车施工流程图

5.2主要施工要点

（1）施工准备

自行式液压仰拱台车进场并验收合格，隧底开挖初期支护按照设计已施工完毕。

（2）测量放线

采用全站仪和水准仪利用洞内布置的导线网定出仰拱边线和中心线及标高，以中线和设计边线定出仰拱轮廓线，以利于下步仰拱钢筋的定位。

（3）绑扎仰拱钢筋（有筋段）

仰拱钢筋按仰拱底层钢筋位置进行划线绑扎，钢筋连接采用冷挤压套筒工艺。

（4）自行式液压仰拱台车及仰拱钢端模安装就位

①仰拱初支混凝土施工完成后，先测量放样，确定仰拱端头位置、矮边墙内侧边线位置及矮边墙混凝土顶面标高，安装仰拱端头模板及止水带并加固。

②根据测量放样点位，在配重系统的稳定下，启动行走系统，缓慢将台车向前推动，直至移到设计位置，在曲线段落，通过调节走行轨道的偏向调整台车行走方向。

图2隧道自行式液压仰拱台车

③台车移到设计位置后启动可调节支撑系统，根据设计标高位置调整标高，确保前后在同一标高，位置复核无误后，对自行式液压仰拱台车及仰拱钢端模连接位置采用U型卡具进行连接加固。

④台车主体固定完成后，开始通过八组液压油缸的动态伸缩，不断调节，将仰拱圆弧模板顶推到正确的空间位置上，再调节六根螺杆对主梁进行加固，防止模板随意摆动；为防止混凝土灌注过程中，混凝土冲击作用导致弧形模板晃动，在弧形模板处每隔2m安装一处撑脚，加固就位。

图3自行式液压仰拱台车结构示意侧视图（单幅，未示配重块）

（5）矮边墙纵向钢边止水带安装

使用矮边墙纵向钢边止水带固定工装安装矮边墙纵向钢边止水带，纵向钢边止水带固定工装在地面拼装，由作业工人抬放至仰拱台车上，再次进行测量复核弧形模板位置，准确无误后进入下道施工程序。

（6）仰拱混凝土浇筑

①报检合格后进行仰拱混凝土浇筑，混凝土塌落度控制在120～140mm，适当控制浇筑速度，浇筑至矮边墙位置时暂停约0.5h后再浇筑矮边墙混凝土，矮边墙混凝土浇筑完成后在初凝前埋设连接钢筋；

②混凝土初凝后，拆除模板撑脚，待混凝土强度满足要求后，松动所有可调节螺杆，再次启动液压控制油顶，顶升自动调节模板系统，使圆弧模与混凝土面分离，确保模板最低点位置在仰拱填充面以上。

（7）仰拱台车过孔

从仰拱端头位置退回1m安装加固仰拱填充层钢端模，进行仰拱填充层混凝土浇筑，待其混凝土强度满足要求后拆除仰拱填充端模，进入下一循环施工。

6.隧道自行式液压仰拱台车使用后效果显著

（1）通过劳务成本方面与提高掌子面掘进速度降低施工成本方面进行分析，采用自行式液压仰拱台车施工，每一循环可节约2050元（每循环长度为10.5m），降低工时4.5h。从成本及进度两个方面分析，自行式液压仰拱台车在降低施工成本的同时，也减小安全步距对隧道施工进度影响的压力，优势十分明显。

（2）通过试点总结，发现采用自行式液压仰拱台车施工隧道仰拱已达到研发预期，仰拱衬砌与矮边墙同步施工，初支混凝土、仰拱混凝土和仰拱填充层真正实现了三个结构层的分层施工，提高隧道仰拱的施工质量。

7.结束语

隧道自行式液压仰拱台车已在中铁四局全面推广使用，取得了显著的经济及社会效益，在提高隧道仰拱施工质量的同时，也提高了隧道施工的整体进度指标。在研发使用过程中共形成“一种自行式隧道仰拱施工台车”、“一种隧道衬砌环向中埋式止水带固定装置”和“一种隧道仰拱施工工装”三项国家发明专利，以及一项省级施工工法，科技成果明显，促进了国内隧道的施工技术。

参考文献

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[2]柳其圣.液压仰拱台车在铁路隧道施工中的应用分析[J].铁道建筑技术，2016，04（1）:115-118.

[3]贺文波.整体式弧形模板台车在隧道仰拱快速施工中的应用[J].桥梁与隧道工程，2016（25）:82-83.