自行式砼襯砌鋼模臺車在隧道工程中的應用

莊嚴

自行式砼襯砌鋼模臺車系統是一種能夠自行行走、自帶模板的施工機械，在施工中利用臺車大剛度臺架承重并采用液壓千斤頂對模板進行支撐，實現隧道二襯砼現場澆筑。本文闡述了采用自行式砼襯砌鋼模臺車施工隧道二襯砼的具體施工過程。

一、自行式砼襯砌鋼模臺車組成

（一）鋼模臺車總體構造

（二）臺車架

臺車架是自行式砼襯砌鋼模臺車的主承力結構，在施工中需承受隧道二襯砼部分自重及砼澆筑時產生的側向壓力，因此要求臺車架具有較大的強度及剛度。臺車架由多片（一般6片，每片間距約2.4m）門式構件，通過頂部、側向連接構件及底部縱梁連接成整體，由臺車架前、后各兩個支腿支撐于地面。

（三）模板及模板支撐系統

自行式砼襯砌鋼模臺車模板及支撐系統由固定式模板及支撐（頂模部分）和活動式模板及支撐（側模部分）兩部分組成。固定式模板及支撐設置于門式臺架橫梁上方，施工隧道拱頂二襯砼，砼自重產生的垂直重力通過模板下方支撐立柱傳遞至門式臺架橫梁;活動式模板及支撐設置于門式臺架兩側，施工隧道側墻二襯砼，側墻二襯砼澆筑時產生的側向水平壓力通過模板后方的千斤頂傳遞至門式臺架立柱。

（四）液壓系統

自行式砼襯砌鋼模臺車液壓系統的功用是方便、快捷的完成支、收模，即頂模升降和支撐側模。液壓系統由一個液壓站、四個臺車升降主缸、四個輔助行走缸、四個水平位置調整缸、兩組側缸和液壓控制系統組成。四個臺車升降主缸分別位于臺車四角，用于臺車整體升降，實現頂模立模、脫模功能;四個輔助行走缸分別布置于臺車架兩側縱梁，與臺車升降主缸配合，通過臺車交替升降，實現臺車、走行軌道交替前移;四個水平位置調整缸分別位于臺車四角支撐鋼凳，當臺車走行就位后，通過其水平伸縮，達到調整臺車平面位置功能;兩組側缸布置于臺車兩側，一端與側模連接，一端與臺車架立柱固定，通過其收縮，達到側模支撐及脫模功能。

（五）走行裝置

行走裝置包括兩條走行軌道、四個走行支腿及走行輪、驅動機構等。

二、自行式砼襯砌鋼模臺車施工隧道二襯砼施工工藝

（一）施工工藝流程

（二）鋼模臺車拼裝

—拼裝場地平整

鋼模臺車拼裝場地選取應考慮臺車拼裝完后的進洞便利，同時考慮應可能減少土石方開挖、回填工作量，達到減少成本目的。平整后的場地應有足夠的面積和一定的承載力，同時場地四周要做好排水措施。

—臺車架安裝

根據鋼模臺車尺寸，在場地標出臺車四角位置。首先擺放臺車四角支撐鋼凳及兩側走行軌道并進行抄平;在支撐鋼凳上安裝臺車四角升降主缸底支撐立柱和在走行軌道上擺放臺車走行支腿（帶走行輪）后，將臺車兩側底部縱梁分別套進支撐立柱及走行支腿;依次安裝臺車門式構件（門式構件由兩側立柱和橫梁構成，單個門式構件先在場地拼裝成整體）并將門式構件連接成整體。

—模板及模板支撐系統安裝

鋼模臺車模板及支撐系統由固定式模板及支撐（頂模部分）和活動式模板及支撐（側模部分）兩部分組成。先安裝頂模部分，再安裝側模部分。頂模部分安裝時，先安裝門式臺架橫梁上方縱、橫梁模板托架，再安裝頂模立柱，最后安裝頂模面板;側模在鋼模臺車兩側，根據隧道斷面尺寸，一般左、右各兩片，每片側模預先在場地拼裝成整體，側模和頂模及側模與側模連接采用銷接，以便連接處可以適當的轉動。

—液壓系統安裝

液壓系統包括一個液壓站，臺車升降、調整及側模支撐千斤頂，液壓控制裝置及油路組成。先進行臺車升降、調整及側模支撐千斤頂安裝，然后安裝液壓站及液壓控制裝置，最后連接油管。

—平臺及欄桿安裝

—鋼模臺車調試

—鋼模臺車驗收

（三）自行式砼襯砌鋼模臺車行走、就位及支模

鋼模臺車拼裝完成并驗收完畢后，自行移動至隧道二襯砼澆筑部位。鋼模臺車走行時，輔助走行缸頂升，將走行支腿及走行輪坐落至走行軌道，繼續頂升油缸，最終將整個臺車通過走行支腿及走行輪坐落于走行軌道;開動走行驅動機構，臺車通過走行支腿及走行輪沿走行軌道移動，至臺車走行軌道末端停止;輔助走行缸回缸的同時，臺車升降主缸頂升，使走行支腿及走行輪脫離走行軌道;開動走行軌道驅動機構，使走行軌道前移;重復上述行走步驟，直至臺車移動至二襯砼澆筑位置。

通過水平位置調整缸，使鋼模臺車精確就位。通過臺車升降主缸，將臺車頂模頂升至設計標高;通過兩組臺車側缸，將臺車側模頂至設計位置，安裝二襯堵頭模板，臺車支模完成。

（四）二襯砼澆筑及脫模

二襯砼澆筑前，通過輔助走行缸將走行支腿帶走行輪落至走行軌道，同時旋轉臺架縱梁底部絲杠，將絲杠旋至地面支撐墊板，增加臺車著地點，以分散二襯砼在澆筑時的自重力。

二襯砼采用混凝土泵輸送至位于臺架頂層平臺的砼分流裝置，通過砼溜槽將砼對稱引流至臺車側模澆筑窗口，澆筑窗口根據隧道斷面尺寸分多層布置，由低到高依次對稱分層澆筑，每層澆筑快結束時，關閉該層澆筑窗口，移至上層澆筑窗口繼續澆筑，直至砼澆筑至拱頂處。澆筑拱頂砼時，撤除砼分流裝置和溜槽，直接將砼輸送泵管連接于設置于拱頂模板的砼輸入管，將砼壓送至拱頂，當拱頂模板內充滿砼后，保持一定的泵壓并維持一段時間后關閉砼輸入管閥門方可撤除砼泵管，待拱頂砼初凝后，拆除固定于模板的砼輸入泵并進行清理，以備后用。砼采用附著式振搗器進行砼振搗，澆筑窗口附件可以輔以振搗棒振搗。

二襯砼凝固并達到一定強度后，進行鋼模臺車脫模。首先通過兩組側缸收縮，完成臺車側模脫模;然后旋轉臺架縱梁底部絲杠，解除絲杠豎向支撐;最后通過臺車升降主缸及走行輔助缸收縮，完成臺車頂模脫模。

（五）按上述步驟進行下一節二襯砼施工，直至隧道二襯砼澆筑完成。

三、自行式砼襯砌鋼模臺車施工隧道二襯砼注意事項

1、為防止砼流動引發鋼模臺車向前位移導致臺車脫模事故，二襯砼澆筑時，臺車模板內前、后砼面高度差不應超過0.6m。

2、為防止砼左、右側壓力不平衡引發臺車左、右位移，砼澆筑時左、右混凝土面高度差不應超過0.5m;

3、為防止二襯在砼澆筑過程中模板側壓力過大，一般情況下，混凝土初凝時間5小時內的，混凝土垂直澆筑速度小于1.5m/h;混凝土初凝時間6小時內，混凝土垂直澆筑速度小于1.2m/h。

4、澆筑混凝土至最后封頂的后期，必須使用低速，由里至外換注漿口進行混凝土澆筑，并時刻注意混凝土泵送壓力的變化，避免混凝土住滿后仍強行泵送從而導致壓力過大使模板變形。

四、結語

綜上所述，通過結合隧道二襯砼施工中采用自行式砼襯砌鋼模臺車工程經驗，從自行式砼襯砌鋼模臺車拼裝、就位、砼澆筑、脫模、行走等方面來系統探討了自行式砼襯砌鋼模臺車法的關鍵工藝，采用采用自行式砼襯砌鋼模臺車施工隧道二襯砼，無需現澆砼施工常用的支架、模板搭設、安裝及拆除等安全風險較大的作業，提高了施工安全性;且在二襯砼施工的同時，人員、車輛能夠在鋼模臺車底正常、安全通過，不影響隧道其他工序正常施工，保證了隧道施工進度。從隧道二襯砼施工應用結果表明，自行式砼襯砌鋼模臺車法可有效的提高施工效率，在節省施工成本的同時提高了施工安全和質量，發揮了其在隧道二襯砼施工中的優越性。