YLD900运梁车驮运箱梁过隧道的技术分析

■ 佘宏 巴高山

1 工程概况

随着我国高铁事业的飞速发展，为适应新的形势要求，提高安全管理水平依然是重中之重[1-2]。新建郑州—万州铁路河南段站前工程施工总价承包ZWZQ-6标段位于平顶山鲁山县、南阳市方城县境内，起止里程DK180+813．840—DK227+778．385，线路长44．003 km。主要工程包括隧道4座、简支箱梁734孔，大临设施包括箱梁制（存）梁场2处，分别是拐河梁场和方城北梁场，其中拐河梁场次架方向需通过3个隧道，依次是许良隧道、新庄岭隧道、吴庄隧道，共需架设219孔；方城北梁场箱梁架设不需过隧道。

（1）许良隧道，里程DK192+606—DK193+480，全长874 m。其中隧道进口DK192+606—DK193+371．99段765．99 m位于曲线上，左曲线半径R=9 000 m，出口方向DK193+371．99—480段108．01 m位于直线段；驮梁前行方向为下坡，隧道坡度-8．5‰；隧道进口端与43．24 m路基相接，出口端与877．33 m路基相接。

（2）新庄岭隧道，里程DK198+030—820，全长790 m。全隧位于曲线上，左曲线半径R=8 000 m；驮梁前行方向为下坡，隧道DK198+030—750段720 m坡度-3．1‰，隧道DK198+750—820段70 m坡度-20‰；隧道进口端与254．72 m路基相接，出口端与196．81 m路基相接。

（3）吴庄隧道，里程DK203+205—455，全长250 m。全隧位于曲线上，左曲线半径R=8 000 m；驮梁前行方向为上坡，隧道坡度14．9‰；隧道进口端与52．43 m路基相接，隧道出口端设55 m明洞，出口端与南王庄特大桥郑州台之间仅有8 m路基。

2 运梁车驮运箱梁过隧道施工工艺

2.1 工况分析

运梁车驮运预制箱梁通过隧道主要受运梁车高度，预制箱梁高度、宽度，隧道仰拱标高，隧道二衬半径影响，通过分析相关数据，选出最佳最优通行方案。

相关数据如下：预制箱梁高3．052 m、宽12．600 m，接触网螺栓高612 mm、距梁翼缘315 mm；隧道半径6．650 m，隧道内双块式无砟轨道高515 mm；YLD900运梁车重载高度取2．3 m。

通过1∶1绘图对比分析可知，当运梁车位于隧道仰拱设计顶面驮梁过隧道时，梁翼缘与隧道二衬相抵触，侵入隧道设计轮廓101 mm，接触网柱侵入隧道设计轮廓60 mm，无法通过隧道。

可见，正常施工下运梁车无法运梁通过隧道。根据桥图设计说明，仰拱需分2次浇筑，降低首次仰拱浇筑标高，实现运梁通过隧道。同时考虑到Q/CR 9604—2015《高速铁路隧道工程施工技术规程》中12．1．1规定：隧道支护、衬砌施工时，中线、水平断面和净空尺寸应符合设计要求，并不得侵入隧道建筑限界，放样时可将设计的轮廓线扩大5 cm。

通过1∶1绘图对比分析，结合采用的二衬台车，情况见表1。

由表1可知，要想满足运梁通过和二衬台车施工要求，仰拱降低475 mm是最佳选择；隧道仰拱施工分2次浇筑，第一次比设计降低475 mm，当预制箱梁架设完成运梁车不再通过隧道时，可进行仰拱二次浇筑，标高达到设计要求；隧道二衬施工需在运梁通过隧道前完成，施工时二衬台车半径放大50 mm。

当隧道仰拱降低475 mm同时衬砌台车轮廓半径放大50 mm且不跑模时，梁两端翼缘与隧道内轮廓水平间隙为115 mm，箱梁接触网支座最外缘与隧道内轮廓水平间隙为213 mm（见图1），此时满足运梁车驮梁通过隧道的要求。

2.2 运梁车运梁通过隧道施工工艺

运梁车驮梁需先后通过许良隧道、新庄岭隧道、吴庄隧道，通过3座隧道基本工况相似，其中过吴庄隧道难度相对较大。以过吴庄隧道为例，阐述运梁车运梁通过隧道施工工艺。

表1 运梁通过隧道时箱梁与隧道二衬水平距离 mm

图1 仰拱顶面降低475 mm、二衬放大50 mm时的运梁车驮梁通过隧道情况

2.2.1 过隧道线路分析

运梁车驮梁通过吴庄隧道线路情况示意见图2。隧道曲线半径R=8 000 m，经计算1孔梁的长度32．6 m弦长对应中矢距为16．6 mm，运梁车运梁时受曲线影响，箱梁翼缘距隧道二衬水平距离偏差在1．7 cm以内，因此运梁通过时受曲线影响非常小，可忽略不计。

2.2.2 运梁车驮梁进入隧道

吴庄隧道进口端与52．43 m路基相接，路基面标高容易调整，在隧道仰拱降低475 mm的情况下，路基填筑时需降低标高做顺坡缓和曲线作为过渡段，保证运梁车驮运箱梁驶进隧道时平稳平缓，同时保证路基承载力不小于0．6 MPa。

2.2.3 运梁车在隧道内行驶

当隧道仰拱降低475 mm，同时衬砌台车轮廓半径加大50 mm且不跑模时，梁两端翼缘与隧道内轮廓水平间隙为115 mm，箱梁接触网支柱最外缘与隧道内轮廓水平间隙为213 mm，此时满足运梁车驮梁通过隧道的要求。

隧道内运梁通道要求：纵坡需与隧道设计坡度保持一致，并保证平整度和横坡；通道需做硬化处理，同时承载力不小于0．6 MPa，保证运梁车安全通过。

2.2.4 运梁车驶出隧道

吴庄隧道出口端与南王庄特大桥郑州台之间仅有8 m路基，考虑到架桥机小解体和组装，吴庄隧道出口端明洞55 m暂不施工，待预制箱梁架设完成后施工；明洞高边坡应做好安全防护措施，确保在架桥机拼装和运输时的安全。

明洞段应采取顺坡措施。运梁车驮运架桥机通过吴庄隧道后，需做顺坡运梁车才能安全通过。隧道洞口与南王庄特大桥郑州台仅有8 m路基相连，桥上双块式无砟轨道高725 mm，隧道内双块式无砟轨道高515 mm，当隧道内仰拱降低475 mm时，降低后的仰拱顶面比桥台顶面低265 mm，由于吴庄隧道本身位于14．9‰的坡度上，受南王庄特大桥（坡度14．9‰）桥台顶面标高制约，从隧道出来到上桥需要一定长度的顺坡。

经过计算，从隧道14．9‰的上坡到续接至南王庄特大桥14．9‰的上坡中间作一顺坡台阶，以明洞长加路基长63 m作为顺坡段，顺坡段坡度达到19．1‰，适应运梁车爬坡能力。

3 运梁车运梁通过隧道安全技术要求

3.1 运梁前准备

（1）运梁前将隧道中心排水沟底部施工完成，然后埋设临时排水钢管，再用级配碎石回填并压实，确保运梁车平稳运行。

（2）隧道衬砌施工时，严格按照衬砌台车加大50 mm的尺寸进行施工。施工过程做好测量检查，加强台车模板加固措施，不得有胀模、跑模现象。严防二次衬砌混凝土侵限，确保运梁车运输箱梁安全通过。

（3）运梁车运梁前在隧道内画出运梁车走行线，并延伸到隧道出口以外100 m。

3.2 运梁车运梁

（1）隧道内运输箱梁前，在隧道内安装足够亮度和数量的照明灯，确保运梁车运输安全畅通。

（2）运梁车装梁时，梁体纵向中心线与运梁车纵向中心线应重合，左右偏移量控制在5 mm以内。

图2 运梁车驮梁通过吴庄隧道线路情况示意图

（3）隧道外运梁时，速度控制在3 km/h以内，如遇紧急情况需停车时，应缓慢降速再停车，严禁紧急制动；接近隧道时，运梁车按预设走行线进行对位前行。

（4）在隧道内运梁时，速度控制在1 km/h以内，并设1名指挥人员在运梁车前端进行指引，严格按照预先画好的走行线进行运梁作业，严禁超出走行线走行，另设2名指挥人员于梁面，监控梁体两侧和隧道二衬之间间距，防止梁体与二衬发生擦挂。

4 结束语

随着高速铁路预制箱梁架设施工技术的成熟，需运梁车驮运箱梁过隧道的架设工程会越来越多。可选择改进机械设备，降低运梁车高度，实现驮梁过隧；也可利用现有设备，改进隧道施工方法，同样实现驮梁过隧。研究通过改进隧道施工方法，利用现有设备实现驮梁过隧，实现了工效的最大化，取得了良好的社会和经济效益，可为以后运梁车过隧道的施工提供借鉴参考。