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1、隧道衬砌台车施工过程中的设计探讨摘要：隧道衬砌台车是一种用于隧道混凝十的二次衬砌施工作业从而达到其所需要求的尺寸 和表血形状的隧道施工机械，采用隧道衬砌台车來进行二次衬砌施工已经成为了隧道工程的 一个发展方向。本文针对隧道衬砌台午的工作原理、技术耍求及其丿施工中的设计进行了浅耍 的分析和探讨。关键词：隧道；衬砌台车；设计一、引言隧道衬砌台车是一种用于隧道混凝土的二次衬砌施工作业从而达到其所需要求的尺寸和表 面形状的隧道施工机械，它采川钢材制造而成的，具有一定的形状、刚度和强度。而随着我 国经济的发展，为了高速度、高质量的开展我国铁路、公路及水利设施的建设，在我国许多 地区的丘陵和山脉等地貌条件
2、下，开凿质虽一流、数量众多的山岭隧道是其中不可或缺的一 项施工内容。而在隧道的施工过程中，隧道混凝土的二次衬砌是一个非常重耍的工序。随着 隧道工程建设中工期紧、质量要求高的大趋势，采川整体钢模衬砌台车來进行二次衬砌施工 己经成为了隧道工程的一个发展方向。隧道衬砌台车施工不仅可以有效提高隧道混凝土二次 衬砌的质量和效率，同吋还避免了隧道施工中的大量干扰因素，捉高了隧道工程的施工机械 化程度，并降低了人员的劳动强度。二、隧道衬砌台车的工作原理和技术要求1、隧道衬砌台车的工作原理同隧道衬砌理论中的内伦廓而相似，隧道衬砌台车的外伦廓而也是通过对模板两侧的开挖仓 血进行封堵，从而和与已开挖而一起形成了一
3、个封闭的环形仓，并通过混凝土的浇注而最终 达到隧道衬砌的冃的。而英中台车则主要通过实现立模、收模以及调整模板中心偏差等操作 步骤，并通过丝杠将架体和模板连成整体，从而最终满足混凝土浇注的耍求。2、隧道衬砌台车的技术要求首先，其钢模板的外烈尺寸必须达到隧道断而的标准和耍求，当隧道断面处的最大断面半径 不超过3m时，要求钢模板的形状谋差应小于10mm,而当隧道断面处的最人断而半径人于 3米时，钢模板的形状谋差应小于20mm；同时必须确保隧道小心线与钢模板小心重合，其 组装的初始误差不得超过50mm,否则无法通过钢模板的水平移动调整到位：另外，其顶模 必须能进行一定的调整，从而保证当台车的主台架无法
4、将纵向调整到位时，可以通过顶面的 调整來满足隧道的纵向坡度耍求。具次，钢模板的动作应当能够有效地完成锁定定位、支模、 脱模等工作，近年来设计的钢模板台乍的模板支模和脱模基木上都是采用液压驱动，而锁定 是通过机械装置来完成的；同时整体模板应留设灌注窗和作业窗以满足施工的盂要；期外, 钢模板台车各个部件的设计应当能够满足运输的条件。再次，钢模板台车的主台架内净空应 当能够保证英他施工机械的顺利通过，并保证能够满足其他机械在拖拉行驶过程中的要求, 以及台车自身通过岔道时的通行能力能够满足耍求。最后，门架行走轮的轴距和整体模板的 长度应对满足隧道转弯半径以及其他配套机械的施工组织需要，通常模板的长度在
5、6米12 米，而门架轴距应当小于整个模板氏度的1米左右；另外，在高瓦斯隧道的施工中，钢模板 台车的电气系统应当按照防爆规范进行设计和制作，并达到II级防爆等级从而保证其使用 安全。三、隧道衬砌台车施工过程中的设计1、模板系统的设计隧道衬砌台车的模板系统主要由侧模和顶模所组成。其小侧模通过侧向汕缸或者丝杆与支撑 系统的门架部分饺接，顶模通过螺栓打支撑系统的顶升油缸以上部分连接。模板系统的设计, 首先要确定侧模和顶模的饺接点，使其饺接点位置的确定能够保证台车冇足够的脱模空间， 而同时乂不能因为侧模太长而影响模板系统的整体刚度。通常的确定方法是采丿IJ当台车降低 100 -200 mm时，保证脱模空
6、间为50-100 mmo另外，不同断ifli的台车侧模其实是相同的， 因此设计多断面隧道的衬砌台车模板系统也只是需要考虑其顶模的通用性就可以了。综上所 述，通常可采用四种常用的隧道衬砌台车模板系统的顶模设计方案。笫一，在顶模变截血处 采用加宽块。即根据隧道的断而尺寸,选择其中最小的一个断面尺寸来作为设计的基准断面, 并将顶模分为两块设计，左右两块的人小相同，在施工最小断面处时可以肓接使用，而在其 他加宽的断面施工时，则将顶模从正中间分开，并同时将两侧的顶、侧模移动到相应的位宜, 通过在中间进行加宽块的安装，并通过加高犁、油缸或者两者结合的方式将模板升至设计的 要求高度。笫二，旋转顶模，并加装加
7、宽块。其台车最小断面时的设计和使用过程与方案2 相同，而在加宽断面的使用过程小，应将顶模从中间的连接处分开，同时顶模和侧模向外移 动到相应的位置，并将两个半块的顶模围绕较接销轴，向外旋转肓至其顶模的端点与设计的 轮廓线的相切，然后再进行所盂的加宽块、加高集等的安装。第三，旋转一部分顶模，并加 装加宽块。即根据隧道断面的尺寸，将其中最小的一个断面尺寸作为设计的基准断面，并将 顶模分为四块进行设计，其模板Z间采川螺栓连接，在最小断面的丿施工过程中可以直接使川, 而在其他断面的施工时，则将顶模从正中间分开，并同时将两侧的顶、侧模移动到相应的位 置，然后将一侧的模板向外旋转总至其顶模的端点与设计的轮廉
8、线相切，然后再进行所需的 加宽块的安装，同时通过加高築、油缸或者两者结介的方式将模板升至设计的要求高度。第 四，将不同断血处一侧的顶模模板全部更换。即在变截面处的顶模相切点部位采用螺栓连接, 从而使其在不同断血的使用过程中，逐步更换一侧的顶模模板，而侧模的位置则随之向内或 向外移动。采取此种方案时应当注意顶模与支撐系统中的上模梁的连接位置必须满足另一侧 的顶模尺寸要求，以便保证变断面时的可操作性。2、行走系统的设计隧道衬砌台车行走系统的设计，应考虑到临吋支墩支撑和行走的安全性，在台年停放安稳Z 后，应采用足够吨位的千斤顶顶在其行走横梁上，并保证受力点的布置均匀，在缓慢均匀地 顶起台车并达到了一
9、定的行程Z后，立刻将准备好的枕木铺垫在行走横梁的下面，确保铺设 稳定之示再缓慢地落下千斤顶，然示又在千斤顶下而铺垫上枕木排，并再次顶起台车，通过 反复的循环操作直至达到设计需要的高度，然后才能收回千斤顶，从而由铺垫的枕木墩來支 撑台车。在确认安全Z后，就可以进行台挙行走轮和与行走横梁螺栓的拆卸和安装工作，将 己经按照设计要求加工完毕的行走轮和行走支墩连接Z后，再采用螺栓连接安装在原冇的行 走支撑处，从而最终实现行走系统的转换。3、支撑系统的设计隧道衬砌台车支撑系统的作用主要是承受衬砌时的压力并支撑起整个模板系统，从而防止模 板向内收缩和变形。支撑系统主要包括平移机构、行走机构、丝杆、汕缸、拱部
10、横梁、拱部 小立柱、纵向联接件、八字支撑、立柱、门架横梁、上下纵梁等部件。对于隧道变截面处的 支撑系统设计，除了八字支撑、纵向联接件、上下纵梁等少数部件与一般的台车相同外，其 他的部件都要进行相应的调整。山于通常台车的轨距要求较大，为了便于丝杆和侧向油缸的 安装，立柱大都设计成H型，在小断面处侧向油缸和丝杆均可安装在中间竖板上，而在加 宽的部位由于侧向汕缸和丝杆的长度不够，所以靠模板一侧的立柱必须设计侑可调长短、可 拆装的支座，以此來满足不同的加宽要求。而在断血加宽时，山于模板要向外侧移动，所以 平移小车的轨道也比普通台车更长，另外，当台车耍求较大加宽时，平移小年就有可能超过 靠模板一侧的立柱
11、，因此其门架横梁也必须和应加长。又由于台车的加宽人都是设计在顶模 的小间，使得在加宽时两个平移小车Z间的距离其实是变化的，因此其平移拉杆的长度也必 须是可调整的，而由于在加宽过程中婆通过平移油缸来将模板分开，因此平移拉杆上还应当 设计油缸的安装销孔，如果设计中采用双油缸的话，平移拉杆就可以省掉。在拱部横梁的设 计中，要进行成段的设计，在长度的调节方面可以采用加长节丝杆的方式。在拱部小立柱的 设计中，应在两端拱部的小立柱上设计饺耳，以便加宽油缸的安装。在支撑丝杆的设计中， 应尽可能地使螺杆长度更长，当加宽的程度较人时，可以通过另配钢管和螺母来满足加长的 要求。参考文献：11张文辉.隧道衬砌全液压钢模台车施工技术J1.科技信息.2010(15). 李世强.全圆隧道模板衬砌台车浮力计算初探J.今H科苑.2008(14). 刘旭阳.隧道衬砌模板台车设计的探讨J.中国建筑金属结构.2007(12).4J徐爱英.牛旭.赵增燿.隧道衬砌台车有限元结构仿真及优化设计山塔里木大学学报. 2009(04).5李忠忱.霞浦隧道可变断血衬砌台车设计J铁道建筑技术.2009()6).
