移動式簡易臺車在特小斷面隧洞施工中的應用

（中鐵十二局集團有限公司，山西 太原 030024）

1 工程概況

貴州夾巖水利樞紐及黔西北供水工程金沙分干渠標段位于貴州省畢節市金沙縣境內，總體為西北向東南方向展布，渠線總長35.033 km，落差47.468 m，綜合水力坡降1.32‰。該標段共布置隧洞9座，全長6.939 km，均為城門洞型，襯砌斷面尺寸由2 m×2.527 m（寬×高，下同）漸變至1.6 m×2.062 m。灣子隧洞全長528 m（其中Ⅲ類圍巖335 m，Ⅳ類圍巖54m，Ⅴ類圍巖139m），開挖斷面尺寸2.4m×2.76 m，襯砌斷面1.6 m×2.062 m，襯砌后斷面面積3.02 m2，屬特小斷面隧洞。Ⅳ、Ⅴ類圍巖采用C25鋼筋混凝土全斷面襯砌，厚度30 cm；Ⅲ類圍巖底板及邊墻采用C25鋼筋混凝土襯砌，厚度30 cm；拱頂采用系統錨桿+網噴作為永久支護。隧洞進出口段與倒虹管通過過渡段銜接，底板縱坡1‰。

2 隧洞混凝土襯砌施工

隧洞采用城門洞型，邊墻高度1.67 m，設計水位高度1.39 m，加大水位高度1.64 m。根據圍巖類別變化、溫度變化、混凝土干縮和膨脹等產生的應力對混凝土襯砌的不利影響，隧洞襯砌分倉原則為以6 m一倉，不足6 m處單獨作為一倉設置伸縮縫、安裝橡膠止水條。Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ類圍巖及溶洞段、漸變段單獨分倉，圍巖變化處設置伸縮縫、安裝橡膠止水帶。全斷面襯砌每延米方量2.36 m3，Ⅲ類圍巖襯砌每延米方量1.66 m3，洞內空間狹小，每倉方量小，現場采用由隧洞出口至進口的順序，按照伸縮縫逐段進行混凝土澆筑。先澆筑底板，底板澆筑完成并達到強度要求后再進行邊墻澆筑，最后進行拱頂澆筑?；炷潦┕げ捎脭嚢枵炯袛嚢瑁⌒凸捃囘\輸，地泵入模，人工振搗。

3 簡易襯砌臺車的應用

3.1 結構及原理

該工程采用的簡易臺車參照針梁式臺車設計建造［1］，由面板、支撐系統、升降系統和移動系統組成，臺車全長6 m，整體重量約4 t，造價約6萬元。臺車結構詳見圖1。

（1）底板及邊墻模板。采用標準平模進行拼裝，拱頂臺車全長6 m，采用5 mm鋼板、I12工字鋼、［10槽鋼、千斤頂、行走車輪加工而成。拱頂布設2個ф110鋼套筒，為澆筑混凝土沖天管。臺車凈高1.37 m，凈寬0.68 m，滿足施工人員通行要求。

（2）支撐系統。由I12工字鋼梯形焊接固定，間距1.5 m，頂模拱架采用雙排工字鋼縱向支撐。鋼模支撐系統采用可調節絲桿用于調整拱頂模板的定位、支撐和拆模工作。

圖1 灣子隧洞臺車結構示意（單位：cm）

（3）升降系統。采用4個32 t千斤頂同時升降，完成后即可對模板進行拆除，使其脫離混凝土模板表面。

（4）行走系統。在已澆筑的底板混凝土頂面靠近矮邊墻20 m處鋪設兩排［10槽鋼軌道，其上行走直徑30 cm嵌入式鋼制車輪，采用人工推移行走。臺車行走時，拆除兩側矮邊墻模板，松動可調節絲桿，降低千斤頂高度使其脫離拱頂模板。

3.2 安裝及運行

完成簡易臺車（見圖2）的加工和拼裝后，用平板車將其運至隧洞洞口，洞口鋪設槽鋼作為行車軌道，推進至隧洞內。

臺車就位前，底板必須超前3個沉降縫，邊墻必須超前兩個沉降縫，以保證隧洞臺車的順利就位及流水作業的正常展開。隧洞內臺車行走槽鋼兩側與矮邊墻之間采用5 cm×10 cm方木進行固定，確保臺車行走穩定，使臺車軸線與隧洞中心線重合，每次鋪設15 m槽鋼循環行走。

臺車行走至隧洞襯砌段后，進行就位。調整好臺車軸線，沿軸線方向在槽鋼上用木楔子固定，升降千斤頂使拱頂模板達到設計斷面，測量檢查定位偏差，確保其在允許范圍內；調節絲桿使兩側鋼模板緊貼邊墻混凝土面，鋼模與邊墻混凝土面粘貼1層雙面膠條，確保拱頂澆筑混凝土不漏漿。

臺車就位后，第一次澆筑拱頂模板。兩側堵頭采用竹膠板后背方木進行加固，不規則部分采用方木封堵，襯砌端頭設環形橡膠止水帶或橡膠止水條，后續澆筑僅需封堵一個端頭。

3.3 混凝土入倉和振搗

襯砌混凝土由JC-50型強制式攪拌機拌和，用定制的混凝土罐車裝運（2 m3/車），運送至現場后，由地泵入模，人工振搗。臺車澆筑混凝土分為底板矮邊墻澆筑、邊墻澆筑和頂拱澆筑3個部分。底板澆筑直接入倉，插入式振搗器振搗。邊墻澆筑由邊墻頂部接軟管入倉，左右側交錯均勻澆筑，兩側混凝土高差不大于0.5 m，插入式振搗器振搗。拱頂澆筑由泵管接入沖天管入料，沖天管管口到巖壁的距離應控制在20～30 cm；澆筑時觀察混凝土注入情況，澆滿時，立即停止泵送并封堵沖天管倉口，防止頂模局部受壓過大，造成模板變形?；炷寥雮}由下游向上游進行，混凝土初凝后、終凝前取出沖天管。沖天管結構見圖3。

圖2 灣子隧洞二襯臺車結構示意（單位：cm）

圖3 沖天管結構示意

3.4 脫模及養護

臺車脫模須待混凝土凝固并達到自穩強度后進行。脫模時，面板上應無粘貼混凝土跡象，露出的新鮮混凝土表面光潔，否則不可脫模。脫模后采用西卡養護劑進行養護，臺車每運行3次必須進行一次面板表面除垢、刷脫模劑工作。

采用HD-40地泵，每2 d澆筑一次底板、邊墻、拱頂，平均單口每月澆筑90 m襯砌。由于隧洞斷面小，每次澆筑混凝土方量小，地泵與混凝土倉位距離不易過長。

4 結語

結合灣子隧洞施工實例，對特小斷面隧洞襯砌施工效率進行了研究。由于隧洞斷面小，混凝土運輸重車必須倒車行駛，空車開出，平均每趟往返時間1 h，因此每倉拱頂襯砌時間超過2.5 h。為提高施工效率，采取調整配合比，添加緩凝劑延緩混凝土初凝時間，確保施工質量；合理安排工序，加強勞動力組織，加快臺車移動及各工序進度，提高襯砌循環率。提高混凝土運輸能力是襯砌快速施工的關鍵環節，合理資源配置和嚴格現場管理是保障，因此特小斷面隧洞（洞長小于1 000 m）采用從獨頭循環襯砌方法進行施工；長度大于1 000 m的隧洞，采用從中間向兩頭對稱循環襯砌方法進行施工，經濟合理、質量和進度均可得到保障。為取得良好的技術經濟效益，施工過程中應因地制宜、合理統籌安排、精心組織。該方法可供同類小斷面、特小斷面、長距離無支洞的隧洞襯砌參考應用。