隧道模板台车衬砌施工工法
隧道模板台车衬砌施工工法
中铁20局渝怀铁路工程指挥部
一、前言
随着隧道施工机械化程度的不断提高，隧道衬砌施工方法日趋先进，施工质量也在不断提高。特别是模板台车和混凝土输送泵配套使用，极大提高了隧道衬砌质量和速度，做到了内实外美，基本上克服了渗漏水质量通病。该方法越来越广泛地被施工单位所采用。本工法是根据我局几年来使用模板台车的经验总结编写而成。
二、工法特点
1、衬砌质量高。
泵送混凝土解决了小模板衬砌人工上料顶部不易密实的问题，不仅达到了内实外美的质量效果，而且基本杜绝了隧道衬砌渗漏水现象。
2、施工速度快
由于施工机械化程度高，从混凝土生产、运输、上料到模板就位、脱模均为机械化一条线流水作业，提高了施工速度和工作效率。
3、劳力投入少。
由于施工机械化程度高，使用方便，降低了劳动强度，减少了劳力投入。
三、适用范围
本工法广泛适用于铁路隧道及公路隧道衬砌。
四、衬砌台车的构造原理Array衬砌台车是由模板、台车架、模板支撑
调整机构（含液压系统）、行走机构、电气
控制系统等五大部分组成。见衬砌台车结构
示意图。
1、模板是根据施工衬砌面轮廓加工而
成，由顶模和侧模组成。顶模和侧模之间采
用铰接，相同模板之间采用螺栓联结。两侧
模板根据需要可调换成直墙模板或曲墙模
板，在顶模中部通过安装不同宽度的加宽
块，可以做到一个台车用于不同加宽断面的
衬砌。侧模上开工作窗口，用于混凝土浇注
和捣固。
2、台车架用于支撑和固定模板，承受
传递衬砌时混凝土的重量。
3、模板支撑调整机构用于操作模板立模、定位、固定、脱模等，并将混凝土重量传递给台车架和地面。一般由液压控制系统通过油缸的伸缩达到模板的立模定位及收模的作用，用千斤顶丝杠支撑固定模板。
4、行走机构使台车沿铺设的钢轨行驶到所需衬砌的位置。
5、电器控制系统用于行走电机、油泵电机、台车照明部分的电气操作控制和保护。台车通过立模、混凝土浇注、脱模、行走这四个工作过程，即可完成台车衬砌的整个作业。
五、工艺流程：
工艺流程见图1
图2 模板台车衬砌工艺流程图
六、关键技术：
1、对台车的技术要求：
（1）加工台车时，衬砌断面轮廓按隧道设计断面尺寸扩大50㎜。
（2）台车一次衬砌长度可采用9m或12m长度。
（3）台车的构件尺寸要考虑运输和安装时的，一般不超过6m。
（4）面板采用Q235钢板，厚度为8㎜、宽度以2m为宜，表面平整，接缝平顺，缝隙不大于1㎜。
（5）台车架整体刚度大，弹性变形不超过50㎜，台车门架净空宽×高≥3100×3800㎜，以使运输车辆顺利通过。车架拱部要有足够的空间通过通风管。
（6）铁路隧道台车侧模底边在内轨顶面以下350㎜。
2、矮边墙施工：
（1）边墙控制标高对于曲墙和直墙分别为内轨顶面以下250㎜（拐点处）和320㎜处，矮边墙顶部向围岩方向按15%的坡度下降以防渗漏水。
（2）直墙矮边墙搭接面为台车定位密封面，平整度要高。在曲线地段，矮边墙根据
每次衬砌的长度和位置做成折线。在曲墙部分，要严格控制矮边墙施工标高误差。
3、台车拼装调试与模板表面处理：
（1）台车拼装分洞内和洞外两种拼装，在没有吊车或洞外无场地的情况下可在洞内拼装。
（2）洞内拼装所需人员及设备：装载机1台，2～5t手拉葫芦3台，电焊机2台，人员12人，其中指挥1人、机械工4人、电工1人、普工6人。
4、台车拼装顺序：
台车拼装按以下程序进行：
拼装结束后，用手持角磨机对模板表面除锈找平，对无法调整的模板接缝处的小凸台用手持砂轮机磨平，用加垫子或抹腻子等办法消除缝隙。
5、台车就位立模：
（1）启动台车行走马达，将台车运行到衬砌位置，操作基础千斤顶撑于钢轨上并旋紧。
（2）操纵液压换向阀手柄，使水平油缸平移，使台车模板中心线与衬砌中心线一致。
（3）操作竖向油缸上升，使台车模板达到预定高度，然后旋转顶部竖向千斤顶使其定位。
（4）操作液压换向阀使侧向油缸撑出，粗调台车侧向模板至预定位置。
（5）装好侧向支撑千斤顶丝杠。
（6）关掉油泵电机，来回摇动手动换向阀手柄，使侧向油缸卸压，调整侧向支撑千斤顶丝杠，使台车侧向模板达到浇注状态。
（7）装好撑地千斤顶丝杠，安装固定端头模板。
（8）安装抗上浮装置（必要时）。
6、混凝土浇注：
（1）浇注时先从侧模下排工作窗口进行，混凝土浇注高度前后相差不超过60㎝、左右高差不超过50㎝。
（2）混凝土封顶时，要使用混凝土输送泵低速档进行灌注，时刻注意压力的变化，避免混凝土注满后强行注入导致压力过大而使模板变形。
7、脱模：
（1）拆掉侧向千斤顶丝杠、撑地千斤顶丝杠和端头模板。
（2）启动油泵操作换向阀，回收侧向油缸，使台车侧向模板脱离衬砌面。
（3）回收竖向千斤顶。
（4）操作换向阀回收竖向油缸，使台车顶模脱离衬砌面。回收油缸时，必须分次收缩，切忌一次性强制脱模。
（5）收起基础千斤顶。
8、使用后的调整：
一个工作循环后要检查各部位螺栓、销子的松紧状况，对各种联结件重新检查紧固，按期保养设备。
9、电力线选择：
混凝土输送泵是隧道内用电负荷最大的设备，一定要按功率大小和隧道长度选择足够的导线截面，保证混凝土泵工作电压正常。
七、机具设备
机具设备见下表
机具设备表表1
设备配套时注意事项：
1、混凝土搅拌站选用二台卧式搅拌机与一台一拖二式配料机组合成简易搅拌站，经济实用、安装方便，推荐采用。安装时，搅拌站出料高度大于混凝土输送车的上料高度，一般在3.8m左右。
2、选用低压闸板阀式混凝土输送泵，规格选用30～60m3/h均可，但应首选电压适应波动范围
大、体积小的混凝土输送泵。
3、装载机选用侧卸式，便于和洞内出碴装载机调配使用。
4、混凝土输送车在有轨出碴时，选用轨行式混凝土输送车配电机车拖行。注意混凝土输送车出料高度要大于混凝土泵料斗高度。
八、劳动组织
劳动组织见表2。
劳动组织表2
九、质量控制
1、防止接缝漏浆：
（1）在模板与已完衬砌混凝土面及模板与矮边墙搭接处粘贴双面密封胶带。
（2）严格控制直墙段矮边墙搭接面的平直度及曲墙段矮边墙的高度误差。
（3）经常对台车模板的变形进行校正，保持台车模板前后两头形状和曲率相同。
（4）台车模板与已衬砌段的搭接长度以5～10cm为宜。
2、防止跑模：
（1）特别关注台车两侧对地的斜撑丝杠，保证有足够的撑力和对地固定牢靠。
（2）计算好每次衬砌的长度，尽量使每次的衬砌长度与台车的长度接近。
（3）因台车模板两侧对地斜撑力等因素的作用，在混凝土浇注到2～4m高度时，台车易出现“上浮”现象，造成对地斜撑松动而跑模，要注意安装使用抗浮装置。
3、保证混凝土衬砌顶部密实：
（1）封顶时，混凝土要有合适的塌落度。
（2）封顶后期，用混凝土泵低速档工作，并随时注意混凝土泵输送压力的变化。混凝土输送管要连接在台车顶部靠近已衬砌端的灌注口，使接缝处混凝土密实。
（3）安装端头模板时，在顶部予留排气孔，以利浇注混凝土时排气和观察灌注是否饱满。
4、提高混凝土表面光洁度：
（1）使用前对台车模板表面要认真进行打磨处理，使用后对粘模的混凝土及时清除。
（2）刷涂脱模剂要固定专人负责，刷涂要均匀，防止多涂漏涂。
（3）经常调整、紧固模板连结螺栓，检查台车是否变形，避免模板接缝出现错台。
（4）严格执行混凝土配合比，按规定添加混凝土辅料。
十、安全措施
1、工作人员必须带好安全帽和防尘口罩。
2、机械人员经考核合格后方可上岗，机械操作员要认真执行机械设备安全操作规程。
3、严禁在台车通行空间内放置材料工具侵占通行空间，台车上层工作面放置物品要牢靠，防止坠落。
4、经过台车的车辆严禁超宽超高，运行速度不超过5km/h。
十一、效益分析
1、该工法施工速度快，一般一个洞口配一台12m台车即可，与小模板衬砌相比，缩短衬砌时间60%以上，提高了经济效益。
2、衬砌质量高，为工程创优奠定了基础，产生明显社会效益。
3、人员投入少，由于机械化程度高，减少了劳力投入。
十二、工程实例
1、1996年3月～1999年5月，该工法在广渝高速公路华蓥山隧道使用。
2、1999年1月～2000年8月，该工法在内昆铁路朱嘎隧道使用。
3、1999年10月～2001年10月，该工法在云南大宝高速公路大箐隧道、万宝山隧道使用。
4、2001年8月～2002年12月，渝怀铁路白沙沱3号隧道、白沙沱4号隧道、枳城隧道、白马1号隧道、白马2号隧道均使用该工法。使用12m台车衬砌，每循环混凝土浇注时间10h左右，脱模时间14h，衬砌速度最高记录为262m/月。
以上隧道衬砌质量良好，均被建设单位评为优质样板工程，其中华蓥山隧道被评为部优工程。
执笔：左兴旺田荣卫永毅
说明；此工法获集团公司2002年度局级工法。
