明挖隧道模板台车的现状、发展及展望

梁博博

【摘 要】浇筑隧道衬砌混凝土需要模板台车进行施工，它不仅操作方便且成本低，而且其机构可靠、隧道成型面好。论文综述了国内外隧道模板台车的现状，以明挖隧道模板台车为例，简述了明挖隧道施工工法，结构组成，使用现状和发展趋势，并对明挖隧道模板台车的未来进行了展望。

【Abstract】 Casting tunnel lining concrete requires template trolley for construction. It is not only easy to operate but also low in cost， and its mechanism is reliable， and the tunnel forming surface is good. In this paper， the present situation of the tunnel template tray at home and abroad is summarized. Taking the open cut tunnel template tray as a special case， the construction method， structure composition， application status and development trend of the open cut tunnel construction are briefly described， and the future of the open cut tunnel template tray is prospected.

【关键词】模板台车；现状；发展；展望

【Keywords】 template tray； status； development； prospect

【中图分类号】U455 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2019）02-0135-03

1 引言

在浇筑隧道衬砌混凝土中，模板台车是必不可少的施工设备，加上其他机械的辅助作用，能极大地减少劳动力的投入，进行隧道衬砌施工时还能提高机械化效率，缩短施工工期。模板台车不仅操作方便且成本低，而且其机构还可靠、隧道成型面好等。因此，模板台车在国防军工、市政、水利水电以及铁路、公路等施工中被广泛应用。

根据不同的隧道工程，衬砌台车又划分成全圆穿行式、全圆针梁式、渐变面式、直墙变截面边顶拱式、边顶拱式等。根据不同的用户需求，能够进行机动选择形式，如简易式组合模板、机械式钢模板、全液压拖动式、全液压自行式等，根据隧道的长短以及施工的工期，台车长度可选择12m、10.5m、9m、7.5m、6m等长度。

2 隧道模板台车现状

最早的模板台车研制于20世纪50年代，一般大型的水电水利隧道、公路隧道、铁路隧道等都采用模板台车。20世纪80年代以后，一些小型的隧道也相继采用了模板台车进行浇筑作业。

国外大型隧道施工基本上采用模板台车完成。非常著名的案例是曼格拉隧道工程，采用两套9m隧道台车，最高月完成170.4m。另外，苏联的英古里电站引水隧道工程采用模板台车，底部反拱砼浇筑月完成300m。

改革开发后，中国才陆续将模板台车引进国内。日本是在1983年的大瑶山隧道工程中引入的模板台车，台车模板断面达105平方米。另外，鲁布格水电工程首次使用了针梁台车，这种台车在当时是首次使用。之后，针梁台车得到了极大推广。北京地铁复八线采用了穿行式分体模板台车，使得浇筑质量大大提高。可以说模板台车是隧道工程不可或缺的组成部分。模板台车广泛应用于水利隧道，铁路隧道，公路隧道等暗挖隧道。而地铁车站，地铁区间等明挖隧道施工主要使用盘口脚手架和竹胶板、三角模板施工，三公司新白广项目现根据施工的实际需要，首次将一种全液压自行式、电液驱动的模板台车应用于明挖隧道工程。

3 明挖隧道施工工法

先全部挖除车站主体，再对车站主体进行施工的一种方法称为明挖车站施工法，该种方法能有效缩短工期，还能加快速度，且作业面极广。相比暗挖法，明挖施工技术的优点更多，在保证地铁工程质量的提前下，还能有效节约造价成本，加快施工进程，在服务上也更全面，能配备地下商场、休息场所、换乘站以及娱乐场所等设施。不仅如此，明挖施工技术法操作也比暗挖法更简单，可见，修建地铁工程的第一选择方法应为明挖施工技术法。明挖车站施工法虽然优点众多，但也依旧存在着一些制约因素，例如，其必须在足夠大的施工场地中进行施工，可见，建设城市车站时选择明挖车站施工法也会有诸多困难。

在地铁明挖车站施工方法中有如下几种：悬臂支护法开挖，放坡开挖法，围护结构加支撑明挖法，其中围护结构加支撑明挖法使用最为普遍。围护结构加支撑明挖法主要是应用于当基坑深度较大时，会受到较大的土体侧压力，为了保证土体的稳定性，通常采用地下连续墙结构围护，然后再通过加强支撑围护的方式提高其稳定性。在使用模板台车时，可达到整体浇筑的效果，对需要进行钢支撑倒撑的区间、车站采用分节式台车模板的方案，先浇筑侧墙至台撑位置，等侧墙凝固形成稳定结构后拆除台撑再浇筑上半部分。

4 明挖隧道模板台车构成及使用

4.1 明挖隧道模板台车构成

图 1 为浇筑地铁区间侧墙的地铁台车结构示意简图。

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图1 台车结构示意图

注：1——模板总成；2——门架系统； 3——丝杆支撑系统；4——走行机构； 5——平台辅助系统；6——电气液压系统。

①模板总成。模板由侧模构成台车侧墙横断面，模板总长为12m，每块1.5m，共8块。由面板、法兰、加强筋板等组成。侧模纵长方向的侧模通梁由槽钢对焊而成，要维持侧模整体刚度，需要通过连接丝杆和门架进行；另外，侧模下方的对地丝杆对小动模底部有防止跑模的作用。

②门架总成。在整个台车中，门架为主要的承重构件，通过销轴或螺栓将纵梁、立柱以及横梁进行连接而成。

③主行走机构。台车行走机构是各由两个主动和从动行走机构组成。门架的纵梁是和行走机构相连，电动机的功率2×7.5kW，电机转速为970r/min。

④丝杆支撑系统。丝杆支撑系统共有以下几种，侧模丝杆、对地丝杆、对轨丝杆、纵梁连接丝杆。丝杆支撑系统的作用主要是支撑模板与门架，保持整个台车的稳定性。

⑤电气液压系统。电气系统的主要功能是控制行走电机的正反方向、启动和停止运行，能够给液压系统带来动力，行走机构功能具有控制正反方向和保护过载的作用。

4.2 明挖隧道模板台车使用

台车的使用主要分成四个阶段，即行走、立模、浇注以及脱模。

4.2.1 台车行走与就位

安装台车完毕后，需对各部结构的到位情况进行检测，然后进行初步调试，要求各螺旋千斤顶动作可靠，各基本尺寸达到要求。

确定台车工作位置的轨面标高正确后，保证轨道相对隧道中心线对称，轨面平整。

准备工作完成后，启动液压系统，操作多路换向阀，让侧向油缸收回，使下模总成收回。

收回竖向油缸，使上模总成下降，在油缸动作前，要缩回相应托架支撑千斤。

操作台车行走电器按钮，使台车在电机牵引下自动行走到工作位置。

台车就位后，锁定行走轮，旋出基脚千斤撑紧钢轨，防止台车移动。

4.2.2 台车立模

在台车立模工作过程中，合上模板台车的电源开关，按下油泵电机启动按钮，让液压站工作，配合测量人员，操作多路换向阀手柄，通过调整，使模板外形达到施工要求。

操作多路换向阀手柄，使平移油缸工作，左右调节，使模板外形中心线与隧道中线调节重合。

操作多路换向阀手柄，让竖向油缸工作，升降调节，使上模总成外形达到施工要求。

操作多路换向阀手柄，让侧向油缸工作，伸缩调节，使下模总成外形达到施工要求。

台车模板外形达到混凝土施工要求后，应将托架支撑千斤撑紧托架纵梁，将侧向千斤旋出，撑紧千斤纵连撑管，此时上下模板总成结合密贴。

4.2.3 台车的浇筑与脱模

在台车脱模工作过程中，要充分注意混凝土达到所规定的时间方可脱模。先撤除台车前后周边有关的模板，然后启动液压站工作。收回侧向千斤顶，操作换向阀手柄，缩回侧向油缸，收回下模板总成，使其离开混凝土。控制竖向油缸，使钢模板台车侧模板离开衬砌面。脱下上模板总成，使其离开混凝土。在油泵电机停止后，清洗台车，除掉模板表面上粘接的混凝土。反复循环立模、浇筑、脱模、行走这四个工作过程，就形成了钢模板台车的整个作业。

5 明挖隧道模板台车现状及发展

目前，国内大部分明挖隧道施工主要使用盤口脚手架和竹胶板、三角模板，因为脚手架搭设可以任意调整模板的角度和位置，适应性强[1]。但是采用上述方法的弊端也是非常明显的，竹胶板使用次数少，浇筑几次砼后就需要重新制作，并且每一砼都需要重新搭设脚手架，对工期要求紧的工程，这种方法是无法满足使用要求的，因此，明挖隧道模板台车在慢慢地占据市场。

近几年，修建地铁成为大城市的旋律，特别是沿海城市。这些地铁隧道工程也催生了大量模板台车的应用。广州地铁，广佛环城际铁路，广南铁路等项目都陆续使用模板台车。可以说，以后的明挖隧道会越来越多地使用模板台车。

6 明挖隧道模板台车展望

第一，明挖隧道模板台车通用化。制定台车的设计标准，实现台车绝大部分部件的标准化，通用化。这样一个工程结束后，就可以稍加改造或者不需改造就可以直接到下一个工地继续使用。

第二，计算机辅助，实现浇筑过程智能化。在浇筑过程中通过技术手段时时监控混凝土浇筑质量，当发现浇筑质量不符合要求时，可以通过计算机辅助技术匹配相应的措施进行调整，从而达到工程实际要求。

第三，无人化操作。通过视频监控技术及无线遥控技术，实现台车浇筑过程无人化操作，人员远离隧道浇筑现场，减少人员伤亡事故。

7 结语

明挖隧道使用模板台车可以大大节省时间、人力、物力，加快施工进度，整体性好，稳定性强，但明挖隧道模板台车整体式模需要研制一种结构简单，性能可靠，操作快捷，重量轻，成本低，适用于各种断面的多功能模板台车，提高经济效益和社会效益。在模板台车占据明挖隧道市场份额越来越大的背景下，市场的需求也会不断推动模板台车朝着通用化，智能化，无人化等方向发展。

【参考文献】

【1】薛该金.大跨度框架模板台车设计与施工[J].福建建材，2012（01）：34-35.