新型旋轉式模板臺車在超大角度變線或交叉線路隧道的施工技術運用

李林，蔣忠全，彭勇輝，楊先彬，王海智

（中鐵隧道集團三處有限公司，廣東 深圳 518000）

目前，隧道的線路為直線或緩和曲線，剛性的混凝土二襯模板臺車通過分段、錯臺搭接增加短接小模板等方式都能滿足隧道施工的要求。但是，在一種較大角度變線甚至達到90°的超大角度轉彎線路，以及兩條交叉不同大小斷面的線路施工時，剛性的模板臺車就無法進行連續施工，只能在隧道內進行拆卸、重新組裝來滿足其要求。隧道內空間狹小，大型運輸設備來回穿梭，各種工作交叉干擾，無法使用大型的吊裝設備，只能人工借助小型機具的進行，工作效率低下，安全性風險高，操作難度大，管理難度大，影響施工工作的連續性，與現代化的管理理念嚴重不相符。

1 工程概況

天琴計劃是某大學發起的開展我國空間引力波探測的科研計劃，唐家灣大南山應急避險工程是為該計劃建設實驗室和配套設施。本項目位于某市城區北面，本項目包括隧洞主體和連接線道路。隧洞主體為“中”字形結構，設一個主出入口與一個次出入口，總面積約24030m2。連接隧洞出入口與校區現狀路的通道，共有兩條連接線。其中主出入口連接線起點接校園翰林路，終點至隧洞主出入口，道路全長47m。次出入口連接線起點接校園天琴路，終點至隧洞次出入口，道路全長152m，總長約199m。隧道建筑限界：主要是用作實驗室，實驗室凈高：8.0m，凈寬度6.0m；物質運輸通道凈高：5.0m；凈寬B=10.6m。

2 新旋轉式模板臺車特點

（1）采用新型旋轉式混凝土二襯模板臺車能在隧道內360°旋轉。（2）采用新型旋轉式混凝土二襯模板臺車，能適應變化的隧道斷面，門架由主、副門架組成，副門架可拆卸。（3）弧形拱板采用多組收縮的方式。（4）具有一套行走系統和一套旋轉系統。

3 適用范圍

一種較大角度變線甚至達到90°的超大角度轉彎線路，以及兩條交叉不同大小斷面的線路施工時。

4 新型模板臺車設計

（1）根據隧道凈空尺寸外放50mm。（2）將模板臺車弧形模板分段設計為頂模板，左右對稱的下模板，左、右對稱大折疊模板和左右對稱的小折疊模板以及左右對稱的搭接模板，模板與模板中間采用穿銷式連接方式。（3）每種模板組都設計都有可以單獨伸縮的油缸組。（4）臺車門架內部空間必須能滿足正常施工中最大尺寸的混凝土罐車通過，門架梁跨度盡量小。（5）模板臺車左、右弧形模板與門架之間，采用帶拆卸銷的雙向螺桿千斤。（6）上部臺架的弦桿梁采用可伸縮梁結構。（7）模板臺車的行走系統除了正常的行走功能外，還具有旋轉的功能。通過以上結構一系列特殊結構設計，其目的就是保證能在隧道里進行旋轉。

圖1 項目工程范圍圖

圖2 隧道交叉模型圖

圖3 旋轉式混凝土二襯模板臺車

5 模板臺車拼裝

模板臺車加工完成，在廠里進行過拼裝，對模板臺車的重要功能伸縮、旋轉進行多次試驗。并驗收模板臺車完全最小收縮與最大打開狀態下的外形尺寸，避免模板臺車無法滿足隧道二襯的需要，同時，防止行進隧道后與開挖完成隧道線路交叉點發生干涉：（1）模板臺車軌道安裝。根據測量放線，測設模板臺車行走軌道。（2）模板臺車安裝。根據施工安排模板臺車在隧道內兩條線路交叉點進行安裝，采用吊車、叉車等機具設備。安裝嚴格按照《旋轉式模板臺車實用說明書》實施從下至上的原則。（3）模板調試安裝完成后，對模板臺車的外形尺寸處于最大值、收縮完最小值進行測量驗收，模板接縫是否滿足要求，連接處是否安全，油管接頭是否存在滴漏現象，安全閥是否能鎖緊，模板折疊收放是否自如，如出現發“卡”及時處理。“三方”驗收合格后，方可投入使用。（4）模板臺車旋轉位置選址隧道兩種斷面交叉位置。根據施工安排，最佳方法：先進行大斷面的隧道混凝土二襯，到達小斷面與大斷面交叉模板臺車再旋轉，一定要合理地組織，旋轉式選擇隧道施工不給齊頭送風時，為最佳時間內完成，因為旋轉時，隧道內風管會被拆除。

6 隧道混凝土二襯施工工藝流程

隧道混凝土二襯施工工藝流程，見圖4。

圖4 隧道混凝土二襯施工工藝流程圖

7 旋轉施工準備

當混凝土二襯砼達到脫模強度后，模板臺車進行脫模、行至下一個循環。到達隧道線路交叉位置時：（1）平整地面，清除周圍障礙物。（2）根據測量放線，將交叉隧道的中點放出，鋪設模板臺車行走軌道。（3）行駛模板臺車，使其中心與地面的中心點重合。（4）控制操作閥回收模板油缸，將搭接模板、小折疊模板、大折疊模板、下模板，頂模板，順序進行收縮，收縮的原則使從下至上，模板與模板之間并用手拉葫蘆進行固定，一定要貼緊。（5）需要檢查模板臺車收縮是否到位，油缸行程是否為零。（6）各種模板是否貼緊，中間是否夾雜有異物阻擋模板的收縮。（7）測量收縮完成模板臺車的對角線，是否滿足在開挖完成的隧道內旋轉的基本要求。（8）如果測量出對角線值與設計值誤差較大，模板臺車與隧道會發生干涉。檢查模板臺車是否在施工過程中變形較大。如果變形過大，需要進行矯正后進行旋轉。（9）如果模板臺車是大斷面轉小斷面施工，先拆除搭接模板的支撐系統，將搭接模板折疊在小折疊模板上，并用手拉葫蘆固定。（10）拆除小折疊模板下面支撐千斤，拆除副門架的立柱和斜撐。（11）通過在隧道增加固定點和輔助油缸支撐等方式，用手拉葫蘆將小折疊模板固定，再拆除小折疊模板上面支撐千斤。（12）將小折疊模板進行折疊用手拉葫蘆固定。（13）先將副門架上邊縱梁拆除，再拆除副門架的主橫梁。（14）拆除收緊可伸縮的上部平臺。（15）將大折疊模板進行折疊用手拉葫蘆固定。（16）將上部臺架上的豎向油缸下放。（17）拆除下縱梁下的基礎千斤，通過門架上的豎向油缸模板臺車下降，注意最下面的模板離地不少于150mm，旋轉輪架有足夠的空間，能插入安裝弧形軌道。（18）測量收縮后模板臺車的對角線的數值，防止這個數字大于隧道凈空尺寸。（19）鋪設圓弧形旋轉軌道，軌道是由多節組成，節與節之間用軌道夾板固定。（20）繼續收縮門架上的豎向油缸，使旋轉輪落于旋轉軌道上。（21）安裝旋轉系統。

8 模板臺車旋轉

（1）模板臺車旋轉期間，嚴禁隧道無關設備在門架內通過。（2）模板臺車旋轉時，四周無障礙物清除干凈。風、水、電管道下地、總指揮采用對講機通話系統協調，操作人員確定口令的方式，操作旋轉液壓系統，前后四周做好觀察。四個行走輪由四人單獨的人員查看，并操作完成相關工作。（3）模板臺車旋轉時，無關人員嚴禁模板臺車下放站立與行走。（4）如行人急需通過，待模板臺車停止旋轉后，確定安全后，行人快速通過。（5）先將旋轉油缸收縮最小值，安裝支反力夾板。（6）伸出旋轉油缸，使模板臺車在圓形軌道上行走，完全伸出旋轉油缸為一個行程。（7）松開支反力夾板，回收旋轉油缸，繼續安裝支反力夾板，進行下一個循環。多次循環才能旋轉到指定的位置（8）在圓弧形軌道上，精確測量出模板臺車所需要旋至的位置，并用固定快進行固定。四個固定點之間的距離，兩兩相等，對角線相同。模板臺車將到達時，一定要緩慢到達。（9）頂升門架油缸，將模板臺車升起，拆除旋轉液壓系統、圓弧形軌道。（10）測量放線下一段，模板臺車行走軌道。（11）回收門架油缸，使模板臺車的行走輪落于直線軌道上。模板臺車完成旋轉。

圖5 新型模板臺車旋轉中

9 結語

打破隧道施工傳統工藝方法，提供出一種隧道超大角度或交叉線路，使用同一個新型旋轉模板臺車進行混凝土二襯的施工新方法、新思路、新理念。