全液壓內外模組合式襯砌臺車在大斷面明挖拱形隧道施工中的應用研究

石小勇，唐澤軍，李晶，姜巖

（中建隧道建設有限公司，重慶 400000）

1 工程概況

本案例隧道位于河北省容城縣雄安新區北部郊野公園內，其中縱二路隧道全長324 m，屬短隧道，樁號K1+337～K3+661。縱三路隧道南向北分成3 段：縱三路1#隧道全長146 m，樁號K0+814～K0+960；縱三路2#隧道全長277 m，樁號K1+136～K1+413；縱三路3#隧道全長156 m，樁號K1+612～K1+768；隧道均屬短隧道。隧道采用雙線拱形結構，明挖法施工，如圖1所示。

圖1 縱二、縱三路隧道橫斷面圖

2 全液壓內外模組合式襯砌臺車設計

國內外傳統明挖隧道一般內模采用襯砌臺車，外模采用小塊模板加拉桿和環向鋼筋等固定。外模由于是采用小塊模板拼接，需要吊車配合，拼裝速度慢，施工時間較長；且由于模板小易變形，且不易振搗，質量不易控制；拆模后小模板拼接縫容易出現錯臺現象，混凝土外觀質量較差，美觀度較低[1]。

雄安新區致力于打造雄安質量，雄安標準。對施工進度、混凝土表面質量要求較高。而內外模臺車用于明挖隧道襯砌，內外模均有獨立的行走系統、液壓系統及支撐系統，具有臺車定位方便、快捷、準確、襯砌施工速度快、表面質量好等優點。

基于上述思路和原則，經過多次試驗和改進，設計了全液壓內外模組合式襯砌臺車，一套內外模組合式襯砌臺車長15.1 m，寬14.83 m，高12.53 m，總質量263.4 t。其構造如圖2所示，技術參數如表1 所示。

表1 全液壓內外模組合式襯砌臺車主要技術參數

圖2 明洞外模臺車

對比國內外現行明挖現澆施工方式，大部分采用木模或小塊鋼模板拼裝施工。小模板施工和臺車施工對比見表2 所示。

表2 小模板和外模臺車施工對比表

1）在安全性方面，其采用了型鋼加工制作，經過結構計算軟件進行結構檢算，其結構穩定，安全可靠，能夠滿足現場施工的各種工況。

2）在功能適用性方面，該臺車車長15.1 m，傳統臺車車長為9.1 m 和12.1 m，長度較一般臺車長，可以減少施工縫的留置，提升施工速度。

3）在安裝和行走的方面，采用了模塊化設計，由汽車吊和少量人工配合安裝，拼裝簡單且速度較快，安裝了液壓控制與行走系統，施工過程中行走靈活，控制方便，移動就位方便，減少了人員操作，大大提高了施工效率。

4）內外模臺車同時拼裝，需要50 m×20 m 的拼裝場地，可在已施工完成的仰拱填充面上進行拼裝，地形限制較小。

5）內外模臺車可通過改變行走輪方向，進行橫向平移，臺車轉場方便快速。

通過上述改進以及現場實踐，全液壓內外模組合式襯砌臺車可較好地適用于工期緊張、受到施工空間限制、各道工序間相互影響、采用明挖法施工的市政隧道工程。

3 全液壓內外模組合式襯砌臺車施工工藝

內外模臺車施工流程為：臺車拼裝→臺車驗收→鋪設走行軌→內模臺車定位→臺車打磨→二襯鋼筋綁扎→外模臺車定位→擋頭模封閉→澆筑襯砌混凝土→脫模養護→澆筑下一施工段。

1）臺車拼裝。根據工程現場實際情況，選擇合適的平整場地進行安裝，場地的選擇以方便臺車順利進入工作面為原則。臺車安裝完畢后，全面檢查各部件、相關液壓原件及管路是否有滲漏，電氣接線是否安全絕緣等，進行臺車試運行。

2）內模臺車定位。臺車驗收合格后，經過走行軌進行行走定位，定位后對內模臺車進行打磨上油。

3）鋼筋綁扎。通過在內模臺車上的輔助吊掛裝置和吊裝設備進行鋼筋安裝。

4）外模臺車定位。鋼筋綁扎完成后，外模臺車行走到位，通過油缸對外模臺車高度進行調節，進行模板定位。

5）擋頭模封閉。外模臺車定位后，利用臺車上的固定裝置，進行中埋式止水帶和背貼式止水帶的定位安裝。

6）模板安裝完成后，進行混凝土澆筑。澆筑完成待混凝土強度達到設計強度的50%后，先脫內模，內模行走至下一澆筑段，重復以上步驟[2]。

4 全液壓內外模組合式襯砌臺車的優點

為更好地適應市政道路施工工況條件和提高施工速度，根據中建隧道公司施工的鄭萬高鐵、懷邵衡鐵路、雀兒山隧道等隧道明洞施工經驗，設計了該全液壓內外模組合式襯砌臺車成套施工設備，其具有以下優點：

1）整體性好。全液壓內外模組合式襯砌臺車施工成套設備采用整體大塊鋼模板和型鋼鋼架，施工整體性好，拼接方便，有利于混凝土振搗密實和襯砌表面美觀，整體沒有小模板拼接縫隙和對拉鋼筋的對穿孔洞，對隧道的整體結構和抗滲、抗震性能有很大提高。

2）機械自動化程度高。全液壓內外模組合式襯砌臺車施工成套設備機械自動化程度高，頂升系統采用液壓控制系統，一套總成開關控制所有液壓缸，只需1 人操作，行走裝置采用電機控制，更可采用無線遙控控制，大大提高了臺車行走的安全性。

3）拆模迅速，定位迅速。整體模板通過液壓系統的頂升進行拆模，模板張開后，將模板整體提升，最大頂升高度為30 cm，模板整體脫模后，通過遙控器控制其走行前移至下一澆筑段。

4）混凝土澆筑時模板抗浮性較好，外模總量約140 t，將外模模板和鋼架作為一個整體，使得該模板和鋼架的整體受力能力較好，減小了澆筑時模板的變形量和上浮，從而可以減少澆筑時間，并且可以有效地保證混凝土施工質量。

5）可延伸效果好。外模臺車作為載體平臺，可進行一系列改裝，比如，安裝養護臺架，自動化防水施工設備，冬季可以安裝施工保溫棚或者進行新型聚氨酯防水涂料的噴涂，使其具有多種功能及用途。

該技術能夠解決在明挖現澆施工中如何快速澆筑混凝土的難題，具有較高的社會效益和經濟價值[3]。

5 結語

中國建筑第五工程局有限公司雄安新區北部郊野公園項目采用全液壓內外模組合式襯砌臺車施工工藝，從2020 年9 月進場至2020 年12 月，經過現場的使用和改進，于縱三路1#隧道、2#隧道、3#隧道、縱二路隧道得到了成功應用，內外模組合式襯砌臺車可快速澆筑成型，具有施工工藝簡單可靠，延伸效果好的特點；內外模組合式襯砌臺車施工技術可操作性強，便于定位，工序轉換迅速，具備可推廣效果，可以為以后類似市政道路隧道工程提供依據或借鑒。