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1、长隧道二衬台车设计1 太行山太行山太行山太行山隧道全断面液压衬砌台车施工隧道全断面液压衬砌台车施工隧道全断面液压衬砌台车施工隧道全断面液压衬砌台车施工邱维军邱维军邱维军邱维军摘要摘要摘要摘要 太行山隧道全长 27700米，是石（家庄）太（原）客运专线中最长隧道，也 是亚洲 山岭第一长隧道。本文介绍了全断面液压衬砌台车在太行山隧道 1#、2#的 施工情况，对全 断面液压衬砌台车在长隧道衬砌存在的常见问题，如环接缝错台 和漏浆，混凝土表面存在 冷缝、颜色不一致等问题;从施工方法、施工工艺和措施 方面进行了剖析，并针对性地提 出改进措施，此外还进行了经济效益分析，可供 同类工程施工参考。 关键词关键
2、词关键词关键词 隧道 液压衬砌台车 施工工艺概述概述概述概述:太行山隧道1#、2#斜井承担正洞4600双延米，围岩90,为薄至中厚层泥质石 灰岩， 属?类围岩。由于该隧道断面比普通铁路隧道大，模筑混凝土衬砌质量要求 高，模筑混凝 土衬砌存在的常见外观质量问题如:环形接缝错台、漏浆;工作窗处 错台;冷缝多;混凝 土表面存在花斑、颜色不一致;渗漏水;矮边墙不顺直等表现尤 为突出，处理不好直接影 响隧道二衬外观质量。出现上述问题原因是多方面的， 但主要是衬砌台车刚度不足，施工 方法和工艺不当所致。经过施工中不断研究摸 索，以上问题在太行山隧道1#、2#施工中得 到了较好的解决。下面就全断面液压 台车
3、模筑衬砌施工技术和质量控制的一些做法作一介 绍，为今后类似工程施工提 供参考。1 衬砌台车的结构、制造、拼装调试及定位1.1 台车结构全断面液压衬砌钢模板台车是为不同隧道、涵洞等断面尺寸的混凝土衬砌而专 门设计 制造的非标产品。具有全液压立模、脱模功能，衬砌表面光洁度高，衬砌 速度快的特点。 其结构一般分为车体、模板、液压或丝杠支拆模系统，工厂制造 后运至现场拼装。其结构 简图见图1。2衬砌台车技术参数见下表。序号 项目 单位 参数 备注1 台车每模衬砌长度 M 122净空尺寸M 5X4.23 台车行走速度 M/min 8,124 单边脱模量 Mm 210 局部最小5 水平调整量 Mm 150
4、 单边6 系统压力 Kg/c? P=1607 液压泵流量 L/min 14.68 油缸最大行程 mm 4009 竖向行程 Mm 25010 侧向行程 mm 200（表一）全断面液压衬台车技术参数表1.1.1 车体车体采用桁架结构，纵梁采用40C槽钢相对拼焊而成，上下各2根;立柱采用 HK450型钢，间距为每3m设1根，并在立柱间设“米”字撑;横梁采用56C工字 钢，间距为每1.5 m设1根;其他辅助构件采用HKl60c型钢，采用上述结构可以较 好地满足刚度和稳定性要 求。1.1.2 模板及拼装3由于该隧道断面较大，实践证明钢板?8mm时其刚度不足，使用一段时间后，易 发生变形。鉴于此，模板宜采
5、用厚度为10mm宽150cm冷轧钢板。模板加工时卷制 半径应较隧道设 计净空断面半径大5cm，以抵消施工误差;模板底端应低于隧道侧 沟顶面510cm，以保证二衬与矮边墙接缝不外露。现场拼装完成并检查校正 后，对模板板块拼缝进行焊联并将焊 缝打磨平整，模板拼装完后形成三大块（拱部 一块，左右边墙各一块），大块模板可以有效 抑制翘曲变形。1.1.3 丝杠支拆模系统丝杠支拆模系统，杠体直径90mm，纵向间距150cm（与板块宽度相同），台车两 端侧向 调节丝杠每侧增设2根（图1）。1.1.4 工作窗设置工作窗尺寸为50X50cm，共设置6排22个。两侧起拱线以上1.5米部位各设 1排，每 排4个。起
6、拱线以下1 . 5米部位各设1排，每排3个。两侧边墙部位的 窗口各设1排，每排4个，高度为模板底边往上2.0m处为宜（考虑与矮边墙一块 施工）。1.1.5 台车长度确定台车实际长度以1210cm为宜，其有效长度1200cm，每环间搭接长度l0cm。实 践证明在直线隧道中长度最长可达到1500cm，台车模板与上一环混凝土表面的搭 接长度以 10-15cm 为宜，搭接长度过小，易将上一环搭接部位的混凝土顶裂;过大 则搭接处不易密贴，易造 成环形接缝处漏浆。1.2 台车拼装后的调试 台车车体桁架、模板局部变形、加工尺寸偏差等是造成衬砌错台等衬砌外观质量问题 的主要原因。台车拼装后调试对二衬混凝土外观
7、质量十分重要，调试过程 中应注意以下几 个方面:a（衬砌台车现场拼装完成后，必须在轨道上往返走行3-5次后，再次紧固螺 栓，并对部分连接部位加强焊接以提高其整体性。b （检查台车模板尺寸是否准确，其两端的结构尺寸相对偏差宜不大于3mm，否 则需进 行整修。c. 衬砌前对钢模板表面采用抛光机进行彻底打磨，清除锈斑，涂油防锈。d. 每施做衬砌500-800m，台车应全面校验一次，校验一般在隧道下锚洞进行。1.3 台车就位1.3.1 轨道布设轨道宜采用P38以上钢轨，短枕采用木枕，钢轨和短枕间使用轨垫板，轨道置 于已铺 底的混凝土地面上，以保证台车平稳。轨道中心线尽可能与隧道中心线重 合，偏差应控制
8、 在？lcm以内。1.3.2 台车准确定位台车定位采用五点定位法，即以衬砌圆心为原点建立平面坐标系，通过控制拱 部模板 中心点、拱部模板同墙部模板的两个铰接点、两墙部模板的底脚点来精确 控制台车就位。 台车走行至立模位置后，先利用竖向丝杠调整其标高，再利用横 向和侧向丝杠调整其平面 4位置，使模板中心线与隧道中心线重合，并用五点定 位法复测台车模板两端断面，拉线检 查中部模板是否翘曲或扭动，直至准确为 止。在曲线段施工时还应考虑内外弧长差引起的左右侧搭接长度的变化，调整过程 中尽量 保证弧线圆顺。为避免混凝土浇注过程中台车上浮（一般可达15mm左右），采用三个30t的千斤顶在 台车前端端部拱顶
9、增设支撑，以防台车上浮造成拱部错台。2.22.22.22.2全断面液压衬砌台车的使用全断面液压衬砌台车的使用全断面液压衬砌台车的使用 全断面液压衬砌台车的使用 全断面液压衬砌台车的工作过程按以下几步进行:2.2.12.2.12.2.12.2.1机型匹配机型匹配机型匹配机型匹配根据施工实际情况，我们选用以下机械设备:(1) 12米边顶拱全液压衬砌台车;(2) HBT60A液压砼输送泵2台(一台备用)；(3) JCGY6型砼搅拌运输车2辆；(4) JS1000砼搅拌机2台。在选择以上机械设备时，充分考虑了机械的匹配问题，并留有一定的安全储 备，确保衬砌台车在灌注一组砼时能连续施工。2.2.22.2
10、.22.2.22.2.2立模立模立模立模钢模板台车行走至衬砌位置后便可立模，立模前钢模板台车处于脱模状态。立 模按以下几步进行:调整台车对衬砌位置后，将所有卡轨器，基础千斤顶撑于钢轨 上并旋紧。 (1)调节水平千斤顶调整平移小车的位置，使钢模板台车模板中心线 与衬砌中心线对齐。(2) 操纵手动换向阀手柄，使竖向油缸上升。调整钢模板台车的模板使其达到 预定高度后，旋紧竖向千斤顶。(3) 操纵手动换向阀手柄，使侧向油缸撑出。粗调钢模板台车的侧模板至预定 位置。 (4)装好侧向千斤顶。(5) 关闭电机，来回摇动手动换向阀手柄，使侧向油缸卸压。调节侧向千斤 顶，使钢板台车侧模板达到灌注状态。(6) 启
11、动电机，保持油缸压力。(7) 装好撑地千顶、堵头板。2.2.2.2.2.2.2.2.3333 灌注混凝土灌注混凝土灌注混凝土灌注混凝土立模完成之后即可进行灌注混凝土。灌注混凝土之前，钢模板台车外表面需涂 抹脱模 剂，以减少脱模时的表面粘力。灌注混凝土输送口包括工作窗口和冲天刹 尖口。灌注混凝 土时，先从钢模板台车模板最下排工作窗口进行灌注混凝土，灌 注混凝土至混凝土快要平 齐工作窗口时，关闭工作窗，然后从第二排工作窗口进 行灌注混凝土，以此类推，最后通 过灌注混凝土冲天口封顶刹尖。在灌注混凝土工作过程中要注意以下几点:5(1)灌注混凝土时，混凝土最大下落度不能超过 3000mm。(2) 灌注混
12、凝土时，钢模板台车前后混凝土高差不超过600mm;左右混凝土高度 差要 求不超过 500mm。(3) 灌注混凝土到最后通过灌注混凝土口封顶的后期，必须使用低速档进行灌 注混凝 土，并时刻注意灌注混凝土口压力的变化，避免因混凝土注满后仍强行注 入而导致压力过 大使模板变形。2.2.32.2.32.2.32.2.3 脱模脱模脱模脱模 灌注混凝土完成之后，必须让混凝土达到一定强度后才能进行脱模。脱模按以 下几步进行:(1) 拆掉侧向千斤顶、撑地千斤顶和堵头板。(2) 操纵手动换向阀手柄，控制侧向油缸。使钢模板台车侧模板脱离衬砌面。油缸的 收缩行程为150mm,200mm。(3) 收起竖向千斤顶，检查
13、平移小车是否固定好。(4) 操纵手动换向阀手柄，控制竖向油缸。使钢模板台车顶模板脱离衬砌面。油缸收缩时，必须分次收缩，切忌一次性强制脱模。油缸收缩选为 250mm,300mm。 (5)收起基础千斤顶。2.2.42.2.42.2.4 2.2.4行走行走行走行走 钢模板台车脱模之后，松开卡轨器，启动行走电机，即可行走。钢模板台车行 走时要注意以下几点:(1)电机的行走速度不能超过12m/min，并要保证两个电机的同步。(2)钢模板 台车必须完全静止后，才能让行走电机换向行驶。反复循环立模、灌注混凝土、 脱模、行走这四个工作过程，就形成了钢模板台车的整个作业。其作业流程如下 (图三):3模筑混凝土关
14、键工艺控制 模筑混凝土关键工艺控制模筑混凝土关键工艺控制 模筑混凝土关键工艺控制3.1.1.1.1原材料及混凝土品质控制 原材料及混凝土品质控制原材料及混凝土品质控制 原材料及混凝土品质控制3333.1.1.1.1.1.1.1.1原材料原材料原材料原材料 原材料经检验合格后使用，特别是地材和特种材料更要把好检验关。碎石宜采 用反击破碎石，碎石生产过程中应严格控制筛孔尺寸，保证碎石的形状和级配。3333.1.2.1.2.1.2.1.2混凝土坍落度控制混凝土坍落度控制混凝土坍落度控制混凝土坍落度控制安装行走钢轨行走移位对位立模灌注砼砼养护 拆模 维护保养6混凝土坍落度一般选14-18cm,根据灌注
15、部位的不同，墙部混凝土坍落度宜小，拱部的宜偏大。在保证混凝土可泵性的情况下，宜尽量减小混凝土的坍落度，并提高混凝土的和易性、保水性，避免混凝土泌水。3333.1.3.1.3.1.3.1.3外掺剂外掺剂外掺剂外掺剂(（料料料料）的选用的选用的选用的选用适量掺加高效缓凝型减水剂，可以改善混凝土的和易性，增加其流动性;在衬 砌混凝土中可掺加粉煤灰有利于提高混凝土的和易性、保水性和密实度。3333.2.2 .2.2 混凝土灌注混凝土灌注混凝土灌注混凝土灌注3333.2.1.2.1.2.1.2.1灌注顺序灌注顺序灌注顺序灌注顺序混凝土采用分层、左右侧交替对称浇注，每层浇筑厚度不大于lm。两侧高差控 制在50cm 以内。浇注过程要连续，避免停歇造成“冷缝”，间歇时间超过 1.5h 则按施 工缝处理。3333.2.2.2.2.2.2.2.2两侧对称灌注更替时间控制 两侧对称灌注更替时间控制两侧对称灌注更替时间控制 两侧对称灌注
