隧洞二次衬砌液压钢模台车的改装及应用

刘义杰 刘文明

（山西省水利建筑工程局有限公司 山西太原 030000）

0 引言

隧洞开挖完成后，二次衬砌是一道非常重要的工序。北方某隧洞工程的圆形和马蹄形洞段边顶拱衬砌分别采用16 m和12 m液压钢模台车完成整体浇筑。在边顶拱衬砌完成后，由于隧洞断面和曲线半径不同，液压钢模台车基本很难再派上用场，同时在接下来扩大洞段直墙衬砌中，常规方法都是通过人工支模分层浇筑，效率低且人工成本大大增加。综上考虑，将12 m液压钢模台车经过改装应用到扩大洞段的边墙衬砌。实践表明，改装后的台车施工速度远超人工支护模板施工。在保证施工质量的同时，既节约成本，又大大加快了施工进度，可为类似工程提供有益参考。

1 台车的改装过程

1.1 钢模外部门架的安装

扩大洞衬砌结构如图1（本文图中尺寸全部以mm计）所示，虚线部分是所需衬砌的边墙及底板。施工中先衬砌边墙后衬砌底板。边墙衬砌厚度300 mm，高度6 829 mm。衬砌完成后直墙距离9 900 mm。

图1 扩大洞衬砌结构图

台车中心线与扩大洞衬砌中心线保持一致，保留两侧边模。根据边墙衬砌结构尺寸，在两侧边模上直接焊接门架。门架主要结构由H型钢焊接而成，制作完成后的台车如图2所示。图2主视图中虚线部分为门架，其余为台车原部件。其中①选用HW125型钢约 56.64 m，②选用 HW150型钢 100 m，③选用HW100型钢约109.26 m，④为边模与顶模连接点，⑤是改动后侧模油缸所处位置，⑥是侧向丝杆。门架在制作前要将所用型钢全部检查确认没有变形后方可切割分段使用。在焊接门架前，先要测量放线，保证门架焊接完成后固定模板面处在同一平面且平行衬砌面，各部位要焊接牢固、可靠。门架焊接完成后，将1 500 mm×900 mm的模板拼接焊接在门架上，模板连接处可用简易支架、连接杆件加固，以保证衬砌时模板的稳定性。此外，选取8块模板，在中心位置割开大小为1 000 mm×300 mm的窗口，仿照原台车钢模窗口做成可开关的样式（见图3），为防止窗口模板变形，在窗口边缘处全部焊上钢筋加固。在左右两侧选取合适的位置将带窗口的模板固定在门架上。另外在左右两侧模板上各安装4台附着式振捣器。模板安装完成后如图4所示，窗口主要起到观察、投料以及人工振捣作用。

图2 台车及副门架结构图

图3 模板窗口实物图

图4 改装后模板图

1.2 模板连接处的改装

图5 原模板连接图

图6 改装后模板连接图

原模板连接处放大后如图5所示，上侧为双吊耳固定于顶模，下侧为单吊耳固定于边模，中间通过销子连接。将台车模板连接处全部改为可滑动样式，改装完成后如图6所示。具体改装方法如下，取10 mm厚钢板做成图6中①所示大小及形状，替换掉边模侧单吊耳，另一侧双吊耳保持不动，通过销子连接。滑动位移150 mm，可满足边墙支模脱模的需要。

1.3 油缸及丝杆的改装

原左右两侧侧模油缸与图2中⑤所示位置处的丝杆互换。因油缸最大行程不能满足边模支模脱模的需要，故取960 mm丝杆焊接固定在油缸底座与台车横梁上将其加长，其余部位保持不动。

2 改装台车的施工过程

2.1 钢筋的安装

钢筋按要求加工完成后，根据测量控制点进行钢筋位置的确定。钢筋施工前，先要在垫层上打入锚固钢筋，再进行钢筋骨架的焊接，钢筋骨架横向要与隧洞中心线平行。钢筋安设完成检查合格后于钢筋外挂设砂浆垫块，以确保混凝土灌注后钢筋保护层厚度。

2.2 模板台车就位与止水带的安装

根据测量放线位置将改装后的台车就位。按要求检查台车位置、尺寸、方向、标高、坡度、稳定性。检查完成后，启动液压泵，操作侧向液压油缸和升降油缸，将台车模板扩展至设计衬砌断面，调整好位置后安装固定侧向丝杆和底部支撑千斤。各部位连接件检查无误后，将基础面排除杂物、清洗干净，然后放置接头止水带，安设好挡头模板，检验合格后方可进行浇筑。

2.3 泵送混凝土施工

混凝土施工前，要确保基底杂物、积水和浮渣清理干净，各种原材料的质量应符合配合比要求，并应根据原材料的情况及时调整配合比。根据批准的施工配合比，混凝土采用自动计量在拌和站集中拌制，由混凝土罐车运输。混凝土罐车装料前，必须将拌筒内积水排净。在其运输途中应保持其匀质性，做到不分层、不离析、不漏浆。运到灌注点时，要满足坍落度的要求。卸料前，要先中、高速旋转拌筒，使混凝土拌合均匀，方可出料。混凝土泵启动后，应先泵送适量清水以湿润混凝土泵的料斗、活塞及输送管的内壁等直接与混凝土接触的部位。

混凝土浇筑时，通过浇筑窗口，自上而下，两侧对称浇筑，边浇边捣。振捣方式采用软轴式插入式振动棒捣固，辅助附着式振捣器捣固。两侧要同时或交替进行振捣，避免模板台车发生偏移。在混凝土浇筑过程中，观察模板、支架、预埋件的情况，当发现有变形、移位时，应及时采取措施加固。

浇筑完成后，在围岩稳定、坚硬的情况下，混凝土能承受自重，并且表面和棱角不被破坏方可拆模然后进入下一循环。利用改装台车衬砌完成后效果见图7。

图7 衬砌效果图

3 结语

台车改装所需材料大部分都可利用台车本身以及原钢筋台车拆下的旧钢材，基本无需额外采购。投入低，改造工艺简单，周期短，整个改造过程需6个人10 d左右完成。使用改装台车衬砌扩大洞边墙每仓需要不到2 d，常规方式支模分层浇注每仓需要7 d左右，且有施工缝、稳定性差。而改装后的台车结构稳定，不易变形，混凝土可整体浇筑，一次成型，提高了混凝土的整体质量，从生产效益和施工进度上来讲，改装台车优势十分明显。