分體式臺(tái)車在城際鐵路明挖隧道中的應(yīng)用

曾 見(jiàn)

(中鐵二十二局集團(tuán)有限公司 北京 100043)

1 引言

目前國(guó)內(nèi)隧道襯砌模板常用的類型有:整體移動(dòng)式模板臺(tái)車、拼裝式拱架模板、分體固定式模板臺(tái)車。整體移動(dòng)式襯砌臺(tái)車，主要在全斷面一次開(kāi)挖成型、大斷面開(kāi)挖成型的隧道襯砌中應(yīng)用[1－2]，但其尺寸大小較固定，可調(diào)整范圍小，影響適用性。拼裝式拱架模板適用于隧道襯砌順作或逆作，但拼裝和拆模工序消耗大量工時(shí)。分體固定式模板臺(tái)車既提高了走行機(jī)構(gòu)的利用率，又可以多段初砌同時(shí)施行。

2 工程概況

新建城際鐵路聯(lián)絡(luò)線一期工程站前3標(biāo)項(xiàng)目經(jīng)理部第二作業(yè)隊(duì)承擔(dān)著本標(biāo)段榆安1號(hào)隧道的施工任務(wù)。榆安1號(hào)隧道(DK35＋770～DK37＋250)，全長(zhǎng)1 480 m。均采用基坑明挖施作，放坡＋鉆孔灌注樁圍護(hù)＋鋼支撐支護(hù)型式。采用拱形明洞襯砌結(jié)構(gòu)，拱形明洞襯砌結(jié)構(gòu)采用分體式臺(tái)車施工，下錨段、洞室采用現(xiàn)澆模板支架法施工。隧道沿線地下水埋深變化較大，水位埋深11.8～22.1 m(高程0.32～9.53 m)，水位季節(jié)性變幅3～5 m。管段內(nèi)有4.2 m、4.4 m、4.6 m三種線間距隧道形式。其中DK35＋770～DK36＋180為4.2 m線間距范圍，DK36＋180～DK36＋547為4.4 m線間距范圍，DK36＋547～DK37＋250為4.6 m線間距范圍。根據(jù)不同線間距形式及施工距離要求，采用4套分體式臺(tái)車進(jìn)行施工，其中鋼筋防水板臺(tái)車4臺(tái)，側(cè)墻臺(tái)車4臺(tái)(見(jiàn)圖1)、拱頂臺(tái)車4臺(tái)(見(jiàn)圖2)，以達(dá)到施工安全、質(zhì)量及進(jìn)度要求。

圖1 側(cè)墻臺(tái)車示意

圖2 拱頂臺(tái)車示意

3 主要施工工序

3.1 臺(tái)車組裝

臺(tái)車安裝主要流程:按臺(tái)車設(shè)計(jì)圖要求，檢查地面平整度、坡度(2%)是否滿足規(guī)范要求，并按要求鋪好枕木[3]→鋼軌選用P43 kg/m型，高140 mm，支承枕木選用200 mm型，軌道用道釘固定→根椐臺(tái)車長(zhǎng)度反行走輪放置于鋼軌上→設(shè)置底縱梁，同時(shí)拉好對(duì)角線，并固定平穩(wěn)→將門(mén)架橫梁與立柱、斜撐連接之后固定在底縱梁上，然后安裝縱向連接梁、角鋼拉桿→安裝平移裝置及升降油缸，安裝上縱梁與上部模梁(上部臺(tái)架安裝完畢，應(yīng)檢查對(duì)角線，再安裝小立柱)。

以拱頂臺(tái)車模板為例:按模板編號(hào)，從中間往兩邊裝，注意為防止臺(tái)車傾斜，左右頂模同步進(jìn)行，然后調(diào)平模板(邊模:根據(jù)模板上的編號(hào)與頂模連接好，調(diào)平上緊螺栓，再安裝邊模連接梁)→將泵站放置上部臺(tái)架上，按油缸位置將相應(yīng)長(zhǎng)度油泵與油缸連接→安裝工作平臺(tái)、樓梯→調(diào)平升降油缸，根據(jù)臺(tái)車半徑，將邊模撐開(kāi)直至圖紙要求的寬度，然后找到臺(tái)車模板中線，根據(jù)使用要求，檢查半徑是否符合使用要求，若有所差異，安裝人員應(yīng)作相應(yīng)調(diào)整，再將邊模與頂模連接地方處理平整，合格后方可使用→襯砌施工前對(duì)鋼模板表面進(jìn)行全面打磨，清除銹跡污漬，并涂防銹油。

3.2 側(cè)墻施工

側(cè)墻防水板、仰拱施工縫鑿毛施工并驗(yàn)收完成后，綁扎側(cè)墻鋼筋，待鋼筋、止水帶等檢查項(xiàng)目驗(yàn)收合格后，走行側(cè)墻臺(tái)車(見(jiàn)圖3)，采用五點(diǎn)定位法進(jìn)行臺(tái)車模板測(cè)量定位，五點(diǎn)具體如下:隧道中心點(diǎn)、頂模和側(cè)模的兩個(gè)連接點(diǎn)、側(cè)模兩個(gè)底腳點(diǎn)。曲線隧道通過(guò)調(diào)整左右側(cè)模板搭接長(zhǎng)度，來(lái)實(shí)現(xiàn)隧道內(nèi)外弧長(zhǎng)差變化，使弧線圓順，并減少接縫錯(cuò)臺(tái)。確認(rèn)測(cè)量放樣無(wú)誤后，方可安裝襯砌端頭模板。因模板高度可能會(huì)影響振搗質(zhì)量，特在側(cè)墻頂部設(shè)置預(yù)留通道，振搗工人可以進(jìn)入模板內(nèi)部進(jìn)行振搗，進(jìn)而保證混凝土澆筑質(zhì)量。強(qiáng)度達(dá)到規(guī)范要求拆除端頭模板，施作施工縫或變形縫防水，松動(dòng)臺(tái)車模板，覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)，混凝土強(qiáng)度達(dá)到10 MPa后采用機(jī)械鑿毛，鑿毛面積不小于75%。下一板依次循環(huán)推進(jìn)。

圖3 側(cè)墻臺(tái)車

3.3 拱頂施工

拱頂臺(tái)車(見(jiàn)圖4)模板與側(cè)墻臺(tái)車模板施工步驟相反，拱頂臺(tái)車模板先行定位，定位方式仍為五點(diǎn)定位法。定位完成后安裝預(yù)埋槽道，預(yù)埋槽道與臺(tái)車模板上預(yù)留口采用T型螺栓連接。依照設(shè)計(jì)圖紙綁扎鋼筋，安裝拱頂蓋模，拱頂蓋模拱腰位置設(shè)置振搗窗。澆筑完成后及時(shí)覆蓋塑料薄膜保濕養(yǎng)護(hù)。待拱頂混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范要求后，松動(dòng)拱頂臺(tái)車模板，向下一板走行，打磨、涂刷脫模劑[4－5]。下一板依次循環(huán)推進(jìn)。

圖4 拱頂臺(tái)車

3.4 防水施工

由于分體式臺(tái)車較整體臺(tái)車施工增多了2道縱向施工縫，增加了滲漏風(fēng)險(xiǎn)，因此防水措施亦更加嚴(yán)格。施工縫采用噴涂水泥基滲透結(jié)晶＋鋼板止水帶＋可維護(hù)注漿盲管＋遇水膨脹止水條＋雙面自粘ECB防水板加強(qiáng)層＋單面自粘ECB防水板，多層防水措施，保證施工縫不滲漏。本工程在施工過(guò)程中為確保襯砌混凝土防水質(zhì)量，對(duì)防水板粘貼和止水帶安裝進(jìn)行了工藝改進(jìn)。一是改進(jìn)防水板鋪掛工藝，原設(shè)計(jì)為在鋪設(shè)土工布和單面自粘防水板后打設(shè)水泥釘固定防水板，之后在單面自粘防水板打設(shè)水泥釘位置設(shè)置自粘防水板補(bǔ)強(qiáng)，如補(bǔ)強(qiáng)自粘防水板施工質(zhì)量不良，可能造成滲漏水[6]；優(yōu)化后在土工布上打設(shè)水泥釘，固定之后粘貼雙面自粘防水板，最后粘貼單面自粘防水板，減少了水泥釘穿刺防水板工序，進(jìn)一步減少了滲漏風(fēng)險(xiǎn)。二是在鋼邊止水帶位置設(shè)置U型異形拉筋，固定鍍鋅鋼板和止水帶，使止水帶居中布置，防止因?yàn)闈仓炷?、振搗等施工造成止水帶位移、變形、松動(dòng)，有效保證了止水帶施工質(zhì)量。如圖5～圖7所示。

圖5 原設(shè)計(jì)防水板固定措施

圖6 優(yōu)化后防水板固定措施

圖7 異形拉筋固定止水鋼板和止水帶

4 操作控制要點(diǎn)

4.1 施工前準(zhǔn)備

4.1.1 內(nèi)業(yè)方面

施工前工程技術(shù)負(fù)責(zé)人詳細(xì)了解整個(gè)施工方法和步驟，根據(jù)施工內(nèi)容編制施工方案并報(bào)送業(yè)主及監(jiān)理單位審批，方案審批通過(guò)后，項(xiàng)目總工程師、工程部長(zhǎng)及安質(zhì)部長(zhǎng)根據(jù)施工方案內(nèi)容和相關(guān)規(guī)范對(duì)施工人員進(jìn)行交底和培訓(xùn)。并針對(duì)三級(jí)交底做出指導(dǎo)訂正。

4.1.2 人員方面

根據(jù)不同的施工作業(yè)面提前規(guī)劃布局，合理安排勞務(wù)人員及施工管理人員。

4.1.3 機(jī)械方面

根據(jù)不同施工任務(wù)合理安排施工機(jī)械，提前規(guī)劃、提前安排，保證施工過(guò)程中機(jī)械的功效最高。

4.2 施工過(guò)程操作控制要點(diǎn)

4.2.1 臺(tái)車及混凝土施工控制要點(diǎn)

臺(tái)車定位后的穩(wěn)定是保證隧道結(jié)構(gòu)尺寸及外觀質(zhì)量的控制要點(diǎn)之一。首先對(duì)臺(tái)車軌道進(jìn)行固定，道釘、壓板等措施保證軌道不會(huì)受外力而變形。其次在臺(tái)車走行輪兩側(cè)安裝防滑鐵鞋，使臺(tái)車不會(huì)產(chǎn)生溜車現(xiàn)象。最后對(duì)千斤頂、絲杠進(jìn)行檢查，保證混凝土澆筑過(guò)程中形變不超限。

側(cè)墻混凝土澆筑時(shí)，針對(duì)臺(tái)車模板高度較高，振搗不易操作問(wèn)題，在側(cè)墻鋼筋頂端設(shè)置預(yù)留通道，振搗工可下到模板內(nèi)進(jìn)行混凝土振搗。振搗棒的作業(yè)間距不得超過(guò)作用半徑的1.5倍[7－8]，插入下層混凝土深度控制在5～10 cm，混凝土振搗采用快插慢拔法，確保振搗密實(shí)，不漏振、欠振、過(guò)振，振點(diǎn)應(yīng)在作業(yè)范圍內(nèi)均勻布置，振搗時(shí)加強(qiáng)管理不應(yīng)觸碰模板、鋼筋、各類預(yù)埋件等部位。頂板混凝土在終凝前，應(yīng)對(duì)表面進(jìn)行抹平、壓光，防止混凝土表面開(kāi)裂。

4.2.2 防水工程施作

隧道施工最重要的環(huán)節(jié)就是防水板、止水帶、施工縫、變形縫等細(xì)節(jié)的施作，施作質(zhì)量直接影響后續(xù)通車之后的行車安全。防水板鋪設(shè)，對(duì)搭接位置、搭接長(zhǎng)度、焊接質(zhì)量等可能影響防水板施工質(zhì)量的因素進(jìn)行嚴(yán)格控制?；嬉鬅o(wú)尖銳、突出及錯(cuò)臺(tái)，保證防水板不被刺破、撕裂等漏水情況的產(chǎn)生。接縫位置采用爬焊機(jī)焊接及熱熔焊接的處理方式，從源頭堵住水的滲漏。

4.3 物資設(shè)備配備

分體式臺(tái)車模板施工物資設(shè)備見(jiàn)表1。

表1 物資設(shè)備使用情況

5 質(zhì)量、安全及環(huán)水保保證措施

5.1 質(zhì)量保證措施

在工程施工過(guò)程中，嚴(yán)格執(zhí)行質(zhì)量控制“三檢”制度(自檢、互檢、交接檢)，編制高于現(xiàn)行施工檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量控制手冊(cè)，對(duì)照控制手冊(cè)對(duì)工程質(zhì)量進(jìn)行全面自檢，對(duì)自檢發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題、隱患，及時(shí)進(jìn)行整改，班組間進(jìn)行互相檢查，上下道工序間進(jìn)行交接檢查。對(duì)隧道分體式臺(tái)車施工工序編制作業(yè)指導(dǎo)書(shū)，加大管理力度，切實(shí)按照作業(yè)指導(dǎo)書(shū)開(kāi)展施工作業(yè)。同時(shí)襯砌施工中所有質(zhì)量控制要點(diǎn)進(jìn)行技術(shù)員和質(zhì)檢員旁站監(jiān)督[9]。

5.2 安全保證措施

臺(tái)車臨邊施工人員必須佩戴安全帽，系安全繩。對(duì)所有襯砌班組進(jìn)行安全教育培訓(xùn)，掌握臺(tái)車操作規(guī)程，并做好記錄。做好安全技術(shù)交底工作，班前教育講話工作，定崗、定責(zé)，明確責(zé)任人。

針對(duì)北京季節(jié)性氣候安全風(fēng)險(xiǎn)，根據(jù)地方政府及安全操作規(guī)程要求，在保證安全生產(chǎn)的前提下，組織進(jìn)行安全吊裝起重等工作。

對(duì)臺(tái)車上的電路、油路進(jìn)行定期排查，由專業(yè)人員持證上崗，做到非專業(yè)人員禁止操作。

做好臺(tái)車臨邊防護(hù)措施，最大程度地降低風(fēng)險(xiǎn)，配齊消防器材。

5.3 環(huán)水保措施

固體廢棄物的管理措施如下:

(1)合理選定堆放場(chǎng)位置，對(duì)臺(tái)車施工產(chǎn)生的建筑垃圾分類處理，覆蓋降塵。

(2)對(duì)臺(tái)車使用的液壓油、齒輪油、黃油等油料廢棄物集中回收處理，避免污染土壤水源。

(3)混凝土養(yǎng)護(hù)、臺(tái)車沖洗用水設(shè)置臨時(shí)供水排水措施，避免造成水體污染[10]。

6 實(shí)施效果

本工程自采用分體式襯砌臺(tái)車以來(lái)，在工期、質(zhì)量、安全、成本方面均取得較好效果。

6.1 工期方面

采用分體臺(tái)車施工隧道襯砌，拱頂臺(tái)車為承重模板，拆模強(qiáng)度要求高，邊墻為非承重模板，拆模強(qiáng)度要求低，分開(kāi)澆筑，有效提高了臺(tái)車?yán)寐?。將邊墻與拱頂襯砌分開(kāi)澆筑形成流水作業(yè)，加快施工進(jìn)度，極大地縮短工期，本工程累積節(jié)省工期約180 d。

6.2 質(zhì)量方面

采用分體式臺(tái)車施工襯砌主體，有效地保證了混凝土澆筑過(guò)程中的振搗，以及防水施工的操作，保證隧道襯砌混凝土質(zhì)量和防水施工質(zhì)量，目前隧道主體已施工完畢，經(jīng)多次檢測(cè)，本隧道混凝土無(wú)不密實(shí)及滲漏水現(xiàn)象。

6.3 安全方面

在本工程深基坑開(kāi)挖后，采用分體式臺(tái)車澆筑隧道襯砌主體，形成施工流水作業(yè)，提高了隧道封閉成環(huán)的速度，減少了基坑暴露時(shí)間，有效保證了深基坑安全[11－12]。目前隧道主體已完成，洞頂已回填完畢，未發(fā)生任何生產(chǎn)安全事故。

6.4 成本方面

采用分體式臺(tái)車施工襯砌主體，有效縮短施工工期約180 d，節(jié)約人工成本費(fèi)用約167萬(wàn)元；而且有效提高了襯砌混凝土施工質(zhì)量，節(jié)約了后期隧道質(zhì)量缺陷整治費(fèi)用。

7 結(jié)束語(yǔ)

分體式臺(tái)車施工逐步在明挖隧道施工中展現(xiàn)優(yōu)勢(shì)，隨著近幾年城市用地緊張，越來(lái)越多的建設(shè)方采用性價(jià)比更高的明挖隧道進(jìn)行城市軌道施工。雖然該工藝仍存在臺(tái)車數(shù)量較多，體型較大，費(fèi)用較高等缺點(diǎn)，但臺(tái)車很好地滿足了分次拆除基坑支撐的設(shè)計(jì)要求，利用拱頂臺(tái)車自帶倒撐，側(cè)墻施工完畢后能有效對(duì)基坑側(cè)壁起到支撐作用，保證了拆撐后的基坑安全；分體式臺(tái)車可多段襯砌同時(shí)施工，形成流水作業(yè)，保證了工期進(jìn)度；同時(shí)節(jié)省了工程成本，提高了工程施工質(zhì)量。本施工工藝在明挖工程施工中具有一定的指導(dǎo)意義。