變截面襯砌臺(tái)車(chē)在電氣化鐵路隧道襯砌施工中的應(yīng)用

徐子振

（中鐵十八局集團(tuán)國(guó)際工程有限公司 天津 300222）

變截面襯砌臺(tái)車(chē)在電氣化鐵路隧道襯砌施工中的應(yīng)用

徐子振

（中鐵十八局集團(tuán)國(guó)際工程有限公司 天津 300222）

結(jié)合新建某隧道，介紹變截面隧道襯砌的施工方法，介紹采用變截面襯砌臺(tái)車(chē)隧道施工的優(yōu)點(diǎn)，介紹變截面襯砌臺(tái)車(chē)的設(shè)計(jì)、施工使用方法。為同類(lèi)工程施工提供借鑒。

變截面 襯砌臺(tái)車(chē) 設(shè)計(jì) 隧道

列車(chē)牽引方式有蒸汽機(jī)車(chē)牽引、內(nèi)燃機(jī)車(chē)牽引和電力機(jī)車(chē)牽引三種，其中采用電力機(jī)車(chē)牽引的鐵路稱(chēng)為電氣化鐵路。電氣化鐵路具有馬力大、速度快、能耗低、效率高、運(yùn)輸成本低，為此成為我國(guó)鐵路牽引動(dòng)力的發(fā)展方向。由于電氣化鐵路的大規(guī)模應(yīng)用，下錨段的變截面給鐵路建設(shè)階段的隧道二次襯砌施工增添了大量困難。如果每處變截面制造一臺(tái)襯砌臺(tái)車(chē)將會(huì)增大施工成本，而變截面臺(tái)車(chē)恰恰滿足了這個(gè)需要。

1 工程概況

新建某隧道，全長(zhǎng)11 540 m，為單洞雙線隧道，線間距4.6 m，設(shè)計(jì)行車(chē)速度200 km/h，并預(yù)留進(jìn)一步提速條件。隧道出口段共有絕緣下錨段1處，其中絕緣下錨段錨段關(guān)節(jié)長(zhǎng)171 m，較正常斷面加寬30 cm，加高51 cm。

2 變截面臺(tái)車(chē)設(shè)計(jì)比選

變截面臺(tái)車(chē)與普通臺(tái)車(chē)在結(jié)構(gòu)方面都是由模板系統(tǒng)、支撐系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、行走系統(tǒng)組成。兩者不同之處在于模板系統(tǒng)、支撐系統(tǒng)及液壓系統(tǒng)不同。

常規(guī)變截面襯砌施工方案：

方案1：采用組合模板施工

組合模板即模板系統(tǒng)采用小塊模板組成通常模板長(zhǎng)度Ln由隧道變截面長(zhǎng)度L確定（L=Ln×n），模板寬度因考慮襯砌圓弧圓順不宜過(guò)寬通常小于50 cm，支撐系統(tǒng)通常采用鋼拱架結(jié)合簡(jiǎn)易支架，工作平臺(tái)采用腳手架或簡(jiǎn)易臺(tái)架。此方案具有一下特點(diǎn)：施工靈活不受空間限制；整套模板系統(tǒng)便于運(yùn)輸；模板系統(tǒng)組裝繁瑣施工周期長(zhǎng)；為防止跑模需嚴(yán)格控制混凝土澆筑速度；支撐系統(tǒng)占用空間大影響隧道內(nèi)物流組織，各工序施工干擾嚴(yán)重。

方案2：采用變截面臺(tái)車(chē)施工

變截面襯砌臺(tái)車(chē)加寬設(shè)計(jì)一般采用，更換頂模、頂模中間增加加寬板或者旋轉(zhuǎn)頂模臺(tái)車(chē)整體太高，其中更換頂摸費(fèi)用較高、旋轉(zhuǎn)頂模最經(jīng)濟(jì)但適合加寬值較小隧道、頂模中間增加加寬板方案經(jīng)濟(jì)適中適用于多種加寬值。變截面臺(tái)車(chē)施工具有一下特點(diǎn)：施工功效高；施工成本低；混凝土外觀質(zhì)量好；不會(huì)影響隧道內(nèi)物流組織，各工序干擾?。贿m用條件要求高，不適合隧道加寬值大及加寬斷長(zhǎng)度短的隧道。

以上兩種方法均不能直接滿足新建隧道襯砌施工需要，所以采用下錨段錨段關(guān)節(jié)襯砌臺(tái)車(chē)。

3 下錨段錨段關(guān)節(jié)襯砌臺(tái)車(chē)的設(shè)計(jì)與施工

3.1 下錨段襯砌襯砌臺(tái)車(chē)的設(shè)計(jì)

3.1.1 模板設(shè)計(jì)

模板主要由頂模、邊模組成。雙線鐵路隧道斷面設(shè)計(jì)由兩個(gè)半徑圓弧組成，其中頂部圓弧半徑 r1為變化值（正常段頂部半徑r1=641cm，絕緣下錨段錨段關(guān)節(jié)頂部半徑r1=658 cm），用來(lái)調(diào)節(jié)隧道加寬，另外邊墻半徑r2=641 cm為固定值。具體尺寸見(jiàn)表1，圖1所示。

表1 襯砌正常斷面與絕緣下錨段錨段關(guān)節(jié)段斷面尺寸表（cm）

圖1 隧道截面圖（mm）

為確保隧道襯砌凈空尺寸及便于施工，襯砌臺(tái)車(chē)施工時(shí)半徑通常放大5 cm，為此臺(tái)車(chē)設(shè)計(jì)半徑為646 cm，具體見(jiàn)圖2。為便于脫模頂模下邊緣應(yīng)高于門(mén)架，另考慮模板連接鉸耳受力合理（通常設(shè)計(jì)在正彎矩區(qū)），邊?；《圈膶?shí)=56°53′55″，頂?；《圈捻?51°?？紤]施工絕緣下錨段錨段關(guān)節(jié)襯砌時(shí)，需在拱頂增加模板，故頂模采用兩塊模板在拱頂利用螺栓連接。

3.1.2支撐系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在變截面臺(tái)車(chē)支撐系統(tǒng)中門(mén)架橫梁、平移立柱、拱部小立柱、支撐絲杠等需要調(diào)整。車(chē)選擇拱頂中間加寬，因此平移小車(chē)軌道需加寬；在拱頂中間加寬，加寬時(shí)平移小車(chē)兩側(cè)移動(dòng)，因此平移拉桿應(yīng)設(shè)為可調(diào)節(jié)的；兩端拱部小立柱應(yīng)設(shè)有油缸安裝絞耳，以便安裝油缸；支撐絲杠需考慮加寬，因此應(yīng)加長(zhǎng)設(shè)計(jì)。

圖2 襯砌臺(tái)車(chē)圖（mm）

3.1.3 液壓系統(tǒng)

絕緣下錨段錨段關(guān)節(jié)襯砌時(shí)施工，因拱頂加高51 cm，須將油缸揚(yáng)程加高或增加墊塊。

3.2 施工注意事項(xiàng)

普通臺(tái)車(chē)使用中的注意事項(xiàng)在變截面襯砌臺(tái)車(chē)使用中同樣應(yīng)引起重視，另外需應(yīng)對(duì)一下幾點(diǎn)高度重視。

3.2.1 隧道開(kāi)挖

采用此方法施工變截面襯砌，因頂模弧度與設(shè)計(jì)弧度不一致，必須在隧道掘進(jìn)時(shí)，相應(yīng)調(diào)整開(kāi)挖輪廓線，否則會(huì)造層襯砌厚度不足，影響工程質(zhì)量。

3.2.2 施工測(cè)量

采用此方法施工變截面襯砌，必須對(duì)拱頂標(biāo)高、連接絞耳處凈寬經(jīng)過(guò)計(jì)算。

3.2.3 控制施工速率及施工順序

因臺(tái)車(chē)油缸加高，混凝土灌注時(shí)，必須嚴(yán)格控制施工速率，確保對(duì)稱(chēng)灌注。

3.2.4 襯砌施工時(shí)，注意保護(hù)頂摸連接螺栓以便臺(tái)車(chē)加寬時(shí)拆卸。

變截面襯砌臺(tái)車(chē)施工時(shí)其他注意事項(xiàng)與正常臺(tái)車(chē)一樣

4 結(jié)語(yǔ)

隧道出口段1 171 m下錨段關(guān)節(jié)襯砌在采用了下錨段錨段關(guān)節(jié)變截面襯砌臺(tái)車(chē)施工，節(jié)約襯砌施工時(shí)間90 d以上， 大大提高了襯砌施工速率、確保了襯砌外觀質(zhì)量、同時(shí)降低了施工成本。

Application of Variable Cross-Section Lining Trolley in the Construction of Electrified Railways Tunnel Lining

XU Zi-zhen
（International Engineering Corporation Limited of China Railway 18th Bureau Group Co.， Ltd Tianjin 300222 China）

The construction method of variable cross-section tunnel lining is introduced combining with the construction of a new tunnel. The advantages， design and construction method of the variable cross-section lining trolley in tunnel construction are introduced， which can provide reference for similar constructions in the future.

variable cross-section lining trolley design tunnel

中國(guó)分類(lèi)號(hào)：U455.91A

1673-1816（2016）02-0065-03

2015-11-14

徐子振，男，工程師，研究方向土木工程、橋梁工程。