可拆拼式大變徑襯砌臺車施工技術(shù)研究

摘? 要：本文針對可拆拼式襯砌施工臺車進行研究，通過可拆拼式模板組合、可拆拼式門架組合、可拆拼式縱梁、小立柱支撐、可伸縮式上下層臺梁、可調(diào)節(jié)式支撐絲杠、可調(diào)節(jié)式油缸組合等部件構(gòu)成，通過拆拼模板、門架、縱梁，調(diào)整絲杠支撐、油缸行程及角度等方法改變臺車模板輪廓，從而適用于大變徑隧道多種斷面二襯施工。變截面襯砌施工臺車，臺車轉(zhuǎn)換步驟少、時間短、可重復(fù)利用，臺車整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，輪廓可靈活調(diào)整，確保了整個工序轉(zhuǎn)換過程安全可靠，順利高效完成了大變徑隧道的襯砌臺車轉(zhuǎn)換施工。

關(guān)鍵詞：可拆拼式襯砌臺車;變截面隧道

引言

隨著國家鐵路網(wǎng)建設(shè)規(guī)模的擴大，質(zhì)量的提升，多線隧道、線路并行合修隧道越來越多，在大斷面隧道施工中，面對襯砌斷面突變的情況，如何成功完成臺車體系轉(zhuǎn)換，確保隧道施工安全質(zhì)量及安全步距，是變截面隧道施工的難點之一[1-10]。隧道存在多種加寬斷面時，既要滿足施工需求、保證襯砌質(zhì)量，又要節(jié)省成本、減少人力、提高施工效率，對襯砌臺車提出了更高的要求。襯砌臺車的設(shè)計直接影響著隧道的質(zhì)量、成本及進度。本文針對變截面隧道的襯砌臺車轉(zhuǎn)換施工進行了詳細分析，其關(guān)鍵技術(shù)供類似工程參考。

1.工程概況

新建興國至泉州鐵路寧化至泉州段七里徑隧道位于三明市清流縣龍津鎮(zhèn)境內(nèi)，隧道全長1242m，最大埋深101m。出口段為大跨段，襯砌內(nèi)凈寬共有17.6m、13.6m、11.8m三種斷面類型，整個施工過程襯砌臺車需轉(zhuǎn)換4次，如圖1所示，若采用傳統(tǒng)的襯砌臺車轉(zhuǎn)換方式，則臺車轉(zhuǎn)換時間較長，轉(zhuǎn)換過程繁瑣，同時不同斷面的臺車也將無法重復(fù)利用。

鑒于此，進行技術(shù)攻關(guān)和創(chuàng)新，開展了可拆拼式大變徑襯砌臺車關(guān)鍵技術(shù)的研究，該技術(shù)在進行大變徑隧道襯砌臺車轉(zhuǎn)換施工中效果明顯，技術(shù)先進、經(jīng)濟合理，具有明顯的經(jīng)濟、社會效益。

2.施工工藝流程

17.6m斷面襯砌臺車變換13.6m斷面襯砌臺車施工工藝流程詳見圖2，13.6m斷面襯砌臺車變換11.8m斷面襯砌臺車施工工藝流程詳見圖3。

3.施工操作要點

3.1襯砌臺車結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)

（1）模板部分

1）在17.6m斷面中拱頂模板設(shè)計單側(cè)L=1647mm（環(huán)向）×2000mm（縱向）×3件法蘭斷開面板連體+單側(cè)L=2324mm（環(huán)向）×2000mm（縱向）+中部L=2117mm（環(huán)向）×2000mm（縱向）的模板組合，法蘭斷開處由連接板連接，在變換斷面時小模板，在每組模板設(shè)計單元下設(shè)計兩種支撐，即小立柱硬性連接以及可升降旋轉(zhuǎn)鉸接連接。

2）為了后面的斷面輪廓好調(diào)整，法蘭斷開面板整體連接，需要的時候挑松螺栓來調(diào)整臺車輪廓與隧道輪廓相吻合。

（2）上部臺架部分

1）為了滿足各個斷面輪廓的要求，上層臺梁及下層臺梁設(shè)計成可升縮形式，臺梁上設(shè)有定位銷孔，能滿足各個斷面的使用。

2）臺梁上設(shè)有小立柱支撐，小立柱支撐分兩節(jié)，下部為固定式，上部為可拆卸，在不同的斷面更換不同的上部支撐。

3）上層臺梁與下層臺梁中部設(shè)有縱向通梁，用來支撐旋轉(zhuǎn)絲杠及連接上部臺架，在下層臺梁與模板采用鉸接方式連接，在上下臺梁的兩側(cè)設(shè)有兩根縱向連接梁，縱向連接梁四個角下設(shè)有升降工作油缸。

（3）門架部分

1）門架分為主體門架以及副門架，主體門架為整體框架不變，副門架設(shè)計為可拆卸式，在小斷面中可拆去副門架。

2）在門架上部，油缸底座設(shè)計為滑輪式，配帶平移梁體與絲杠座連接成整體，需要調(diào)整中線時可利用油缸底座旁的平移油缸進行調(diào)節(jié)。

（4）支撐絲杠部分

邊模絲杠設(shè)計成中部可拆卸加裝加長件式，兩端螺桿可調(diào)節(jié)范圍為0mm～150mm，拱頂旋轉(zhuǎn)油缸縱向設(shè)有支撐調(diào)節(jié)絲杠。

（5）液壓部分

拱頂部分設(shè)計單邊縱向2排8件旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)油缸，升降油缸共6件，平移油缸共4件，邊模調(diào)節(jié)油缸共4件，一套油缸共計22件。

3.2頂模組合及支撐結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)

臺車頂模分為3種形式，分別為加寬頂模、普通頂模及側(cè)頂模拼裝組合，臺車頂模支撐系統(tǒng)由縱梁及小立柱支撐構(gòu)成，頂模結(jié)構(gòu)可根據(jù)斷面形式進行組合。

1）17.6m斷面頂模組合及支撐結(jié)構(gòu)

在進行17.6m斷面二襯施工中，臺車頂模使用加寬頂模+縱梁+小立柱支撐的結(jié)構(gòu)形式，最大程度的擴大頂模直徑。

其中加寬模板由兩塊單側(cè)L=2324mm（環(huán)向）×2000mm（縱向）模板和一塊中部L=2117mm（環(huán)向）×2000mm（縱向）的模板組成，模板之間采用法蘭斷開面板連接;縱梁由三根高度2198mm的型鋼組成，小立柱支撐由2根高度611mm的硬性支撐組成。

2）13.6m斷面頂模組合及支撐結(jié)構(gòu)

在進行13.6m斷面二襯施工中，臺車頂模使用普通頂模+縱梁+小立柱支撐，以縮小頂模直徑。

其中普通模板由一塊中部L=2117mm（環(huán)向）×2000mm（縱向）的模板組成;縱梁由一根高度1324mm的型鋼組成，小立柱支撐由2根高度611mm的硬性支撐組成。

3）11.8m斷面頂模組合及支撐結(jié)構(gòu)

在進行11.8m斷面二襯施工中，臺車頂模使用側(cè)頂模拼裝組合+小立柱支撐，以進一步縮小頂模直徑。

其中側(cè)頂模拼裝組合由兩塊單側(cè)L=1647mm（環(huán)向）×2000mm（縱向）的模板拼裝組合而成;小立柱支撐由2根高度611mm的硬性支撐組成。

3.3 側(cè)模支撐結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)

1）17.6m斷面?zhèn)饶Ｖ谓Y(jié)構(gòu)

在進行17.6m斷面二襯施工中，臺車側(cè)模支撐結(jié)構(gòu)使用主門架+副門架+連接絲杠的支撐系統(tǒng)，以擴大側(cè)模直徑。

其中主門架為寬度8000mm的型鋼結(jié)構(gòu)門架，副門架與主門架剛性連接，主、副門架連接后，門架結(jié)構(gòu)寬度可達12650mm，14根連接絲杠一端與側(cè)模連接，一端與副門架連接。

2）13.6m、11.8m斷面?zhèn)饶Ｖ谓Y(jié)構(gòu)

在進行13.6m、11.8m斷面二襯施工中，先拆卸副門架，然后使用主門架+連接絲杠的支撐系統(tǒng)，以縮小側(cè)模直徑。

其中主門架為寬度8000mm的型鋼結(jié)構(gòu)門架，14根連接絲杠一端與側(cè)模連接，一端與主門架連接。

4結(jié)論

（1）采用一種新型的可拆拼式襯砌施工臺車，由可拆拼式模板組合、可拆拼式門架組合、可拆拼式縱梁、小立柱支撐、可伸縮式上下層臺梁、可調(diào)節(jié)式支撐絲杠、可調(diào)節(jié)式油缸組合等部件構(gòu)成，通過拆拼模板、門架、縱梁，調(diào)整絲杠支撐、油缸行程及角度等方法改變臺車模板輪廓，從而適用于大變徑隧道多種斷面二襯施工。

（2）通過加寬頂模+縱梁+小立柱支撐結(jié)構(gòu)形式，加寬頂模結(jié)構(gòu)，通過主門架+副門架+連接絲杠支撐結(jié)構(gòu)形式，加寬側(cè)模結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)襯砌臺車模板整體加寬，適用于17.6m斷面形式;通過普通頂模+縱梁+小立柱支撐結(jié)構(gòu)形式，縮小頂模結(jié)構(gòu)，通過主門架+連接絲杠支撐結(jié)構(gòu)形式，縮小側(cè)模結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)襯砌臺車模板整體縮小，適用于13.6m斷面形式;通過側(cè)頂模拼裝組合+小立柱支撐結(jié)構(gòu)形式，進一步縮小頂模結(jié)構(gòu)，通過主門架+連接絲杠支撐結(jié)構(gòu)形式，進一步縮小側(cè)模結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)襯砌臺車模板整體進一步縮小，適用于11.8m斷面形式。

（3）在進行臺車轉(zhuǎn)換時，將上一種斷面形式的模板拆卸并懸靠在襯砌面上，再進行頂模、側(cè)頂模、縱梁、副門架等其他構(gòu)件的拆拼，最后利用可調(diào)式油缸、可調(diào)式絲杠支撐等構(gòu)件重新調(diào)整模板，從而完成臺車轉(zhuǎn)換。

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作者簡介：

姓名：杜英杰

性別：男

出生年：1985-11

學(xué)歷：本科

職務(wù)：中鐵三局集團川藏鐵路項目經(jīng)理部副經(jīng)理

職稱：高級工程師

研究方向或主要從事的工作：隧道與地下工程