隧道變斷面二襯臺車改造及安裝技術(shù)分析

曹 林，高 參

（中交隧道工程局有限公司，北京 100102）

1 研究背景

伴隨著城市軌道交通發(fā)展速度的不斷加快，給隧道施工變形控制和功能帶來了巨大的挑戰(zhàn)，設(shè)計(jì)中將會陸續(xù)出現(xiàn)各種滿足不同使用功能的復(fù)雜大跨度地下結(jié)構(gòu)形式，這種復(fù)雜大跨度隧道多處于城市富水軟弱地層中，隧道斷面形式眾多。隧道施工時需要在不同斷面形式之間轉(zhuǎn)換施工，施工風(fēng)險(xiǎn)高，施工控制難度大。如何將二襯臺車進(jìn)行改造并應(yīng)用于變斷面隧道施工中，是這類城市地鐵隧道施工的一大難題。

蔣嘉[1]深入研究了隧道臺車改造問題，隧道標(biāo)準(zhǔn)斷面內(nèi)輪廓尺寸與緊急停車帶內(nèi)輪廓尺寸存在一定的偏差，緊急停車帶整體襯砌澆筑施工無法借助隧道標(biāo)準(zhǔn)斷面襯砌臺車得以實(shí)現(xiàn)，需要采取積極措施改造隧道標(biāo)準(zhǔn)斷面襯砌臺車，使其適用于隧道緊急停車帶的內(nèi)襯安裝。白瑞生[2]、鐘杰和李建軍[3]也全面分析了隧道緊急停車帶二次襯砌臺車的改造方案，對不同改造方案的具體情況進(jìn)行詳細(xì)論述。劉光波[4]以金臺鐵路石錦隧道工程為例，通過對鋼模板的設(shè)計(jì)，將基準(zhǔn)斷面臺車改裝成加寬斷面與一般錨段斷面臺車，將隧道斷面與模板之間的偏差和施工成本投入控制在最小的范圍之內(nèi)，使二次襯砌質(zhì)量得以顯著的提高。張柯[5]以某公路隧道工程為例進(jìn)行分析，對襯砌臺車結(jié)構(gòu)施工技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行詳細(xì)的分析，其最終獲得的效果非常理想。

對于隧道變斷面后二襯臺車的應(yīng)用，前人做了一定的研究，但隧道斷面形式眾多，需要深層次的研究不同斷面的隧道二襯臺車改造方案和安裝技術(shù)。本文根據(jù)貴陽地鐵2 號線5 標(biāo)金誠區(qū)間暗挖隧道地質(zhì)、斷面轉(zhuǎn)換情況，將二襯臺車進(jìn)行改造并應(yīng)用于施工中，保證斷面轉(zhuǎn)換后，二襯臺車的順利安裝。

2 工程概況

將1 號線聯(lián)絡(luò)線設(shè)置在誠信路站與金朱西路站區(qū)間的右線位置，雙線隧道區(qū)域?yàn)閅DK15+936～YDK15+851，區(qū)間全線斷面類型有單洞雙線大斷面、射流風(fēng)機(jī)加寬段斷面、單洞單線標(biāo)準(zhǔn)斷面及暗挖矩形段共四種形式8 種馬蹄形結(jié)構(gòu)斷面，主要的施工方法為礦山法，施工時經(jīng)常遇到的問題為二襯臺車轉(zhuǎn)換。在本項(xiàng)目中，針對現(xiàn)有二襯臺車進(jìn)行改造和安裝，使其適用于不同斷面隧道的二次襯砌施工成為關(guān)鍵。

該區(qū)間隧道工程施工現(xiàn)場比較窄，地質(zhì)條件和四周環(huán)境非常復(fù)雜，且斷面變化明顯，施工區(qū)間的建筑物非常多，且無臨時存渣場地，具有地質(zhì)條件差、施工難度大、施工干擾大、安全風(fēng)險(xiǎn)高、工期緊、施工組織與文明施工要求高等特點(diǎn)。

在隧道施工的過程中，遵循的主要原則為仰拱超前、拱墻整體襯砌的策略。初期支護(hù)結(jié)束以后，完成開挖面施工，開始仰拱施工，接著使用多功能作業(yè)平臺來鋪設(shè)防水板，防水板鋪設(shè)采取人工作業(yè)的方式，最后捆扎鋼筋。二次襯砌使用的主要設(shè)備為液壓整體式襯砌臺車，一次性完成拱墻整體澆筑，最后完成整體道床施工。

3 襯臺車的改造

第一套襯砌模板臺車的功能標(biāo)準(zhǔn)和斷面尺寸由現(xiàn)場負(fù)責(zé)提供，聘請專業(yè)的廠家加工制作，運(yùn)送到施工現(xiàn)場完成組裝施工。為輪廓半徑加大5cm 設(shè)計(jì)的全液壓立模收模，電機(jī)行走的隧道二次襯砌鋼模板臺車。臺車以A 型斷面為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。通過油缸加高座調(diào)節(jié)為B 型及L 型斷面使用。臺車設(shè)計(jì)使用φ125mm 輸送泵管泵送模式；臺車設(shè)作窗口24 個；在軌面標(biāo)高下5.6mm 位置處設(shè)置非減震段臺車行走面，矮邊墻高度設(shè)置為3m，矮邊墻與邊模板搭接寬度為1m。模板面板厚度設(shè)置為5mm；模板法蘭厚度設(shè)置為8mm，筋板厚度設(shè)置為5mm，連接孔為長孔模式，單邊做9m 長。

表1 臺車允許偏差值

第二套襯砌模板臺車的功能標(biāo)準(zhǔn)和斷面尺寸由現(xiàn)場負(fù)責(zé)提供，并運(yùn)送到施工現(xiàn)場完成組裝施工。該臺車是參照標(biāo)準(zhǔn)D5 斷面圖設(shè)計(jì)的隧道二次襯砌鋼模板臺車。臺車在D5 基礎(chǔ)上加大50mm 設(shè)計(jì)，可變化為C5 斷面輪廓。臺車設(shè)計(jì)使用φ125mm 輸送泵管泵送模式、全液壓立模收模、液壓推動行走的鋼模板臺車；臺車行走面在設(shè)計(jì)軌道線下850mm，軌距6.2m，門架下最大凈空高4.878m，；臺車模板總長9m，模板面板為10mm。頂升缸伸出的長度位置為3m，邊模油缸伸出的長度設(shè)置為2m，左右平移油缸的最大伸縮長度設(shè)置為1.5m。臺車在變換襯砌斷面時：在提升一側(cè)邊模時，要緊隨副門架水平之后，及時調(diào)節(jié)上部臺架橫梁長度，并借助調(diào)節(jié)可調(diào)模板弧度和上部臺架立柱高度得以完成。D5型模板通過D5 斷面變化為C5 斷面，通過油缸頂出加長模板，同時副門架水平伸出3042mm，連接相應(yīng)連接件；使用夾板變換調(diào)節(jié)弧度，調(diào)節(jié)后輪廓理論上最大誤差為2cm 以內(nèi)。

在設(shè)計(jì)第三套襯砌模板臺車時，主要是以G5 減振段襯砌斷面圖為基礎(chǔ)。輪廓放大50mm 設(shè)計(jì)的全液壓立模收模、無軌式液壓行走的隧道二次襯砌鋼模板臺車；臺車設(shè)計(jì)使用φ125mm 輸送泵管泵送模式；將臺車的長度設(shè)置為9m，模板面板的厚度設(shè)置為10mm；臺車邊模起點(diǎn)位于仰拱填充面以上500mm，與矮邊墻搭接100mm；在軌頂面標(biāo)高下8.5m 位置處設(shè)置臺車行走面。模板面板為4mm；框架法蘭厚8mm，寬50mm；縱向加強(qiáng)肋為∟50×50×5，橫肋為4mm 鋼板；模板單件長度為1500mm，單邊加工長度為1.5m×20m=30m。

4 臺車安裝技術(shù)要求

立模（臺車就位）：根據(jù)放線位置，移動臺車就位。臺車到達(dá)指定位置以后，嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定對臺車的穩(wěn)定性、坡度、方向、尺寸、標(biāo)高和位置進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，將拱部注漿管、界面劑和接頭止水帶放置在指定位置，擋頭模板安裝好以后，驗(yàn)收隱蔽工程，監(jiān)理人員驗(yàn)收合格后，方可對邊拱混凝土予以澆筑施工。

（1）臺車達(dá)到指定位置以前，認(rèn)真檢查模板臺車所有部件的牢固程度，確保模板的剛度和強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，模板臺車拼裝完成后，認(rèn)真檢查結(jié)構(gòu)凈空尺寸，達(dá)到驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)后，投入使用。

（2）打磨光滑臺車模板，使臺車的表面光滑、平整，脫模劑使用色拉油來充當(dāng)，均勻地將色拉油涂抹在模板上，不可以出現(xiàn)聚集或者是流油的情況。

（3）在安裝臺車底部鋼軌的過程中，要嚴(yán)格按照以下標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行：鋼軌安裝后的剛度要滿足設(shè)計(jì)的要求，也就是鋼軌在承受自身重量和混凝土澆筑施工產(chǎn)生的動荷載時，防止出現(xiàn)下沉情況。

（4）包含鋼筋的拱墻混凝土在澆筑施工時，將與保護(hù)層厚度相同標(biāo)號的砂漿墊塊放置在鋼筋上，使鋼筋保護(hù)層與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相同。

（5）測量組的放樣點(diǎn)位是臺車就位的具體位置，安裝臺車時，確保其牢固、結(jié)實(shí)，接縫處不可以出現(xiàn)漏漿的情況，清理干凈混凝土與模板接觸面上的雜質(zhì)，同時將隔離劑涂刷均勻。

（6）臺車運(yùn)送到指定位置以后，認(rèn)真檢車，其各項(xiàng)指標(biāo)的偏差要滿足表1 中的標(biāo)準(zhǔn)。

（7）所有檢查工作全部完成以后，安裝擋頭模板和止水條、中埋式橡膠止水帶、背貼式橡膠止水帶等預(yù)埋件。使用U 形鋼筋盤條在擋頭模板上固定止水帶，使用鋼筋再固定一次，確保萬無一失。預(yù)留安裝槽來實(shí)現(xiàn)帶有注漿的管膨脹止水條的有效安裝。將注漿孔安裝在模板最高點(diǎn)位置處，同時也起到排氣孔的作用。注漿孔設(shè)置間距5～10m，使用定型木板連接止水帶和擋頭模板，使用不等寬度模板連接支護(hù)面與止水帶。

5 結(jié)語

本文以貴陽地鐵2 號線5 標(biāo)金誠區(qū)間暗挖隧道工程為依托，對隧道變斷面的二襯臺車改造及安裝技術(shù)進(jìn)行研究，并成功應(yīng)用于實(shí)際工程，得到如下結(jié)論：

在隧道斷面轉(zhuǎn)換施工中，通過對不同斷面的臺車進(jìn)行改造，有效解決隧道二襯臺車的適用性問題。

通過制定臺車安裝施工專項(xiàng)技術(shù)要求，在隧道二次襯砌施工中，較好地完成發(fā)揮改造的臺車功能，同時也為隧道建設(shè)節(jié)省造價、縮短工期。