新型旋转式模板台车在超大角度变线或交叉线路隧道的施工技术运用

2021-03-11李林蒋忠全彭勇辉杨先彬王海智

中国设备工程 2021年3期

李林，蒋忠全，彭勇辉，杨先彬，王海智

（中铁隧道集团三处有限公司，广东深圳 518000）

目前，隧道的线路为直线或缓和曲线，刚性的混凝土二衬模板台车通过分段、错台搭接增加短接小模板等方式都能满足隧道施工的要求。但是，在一种较大角度变线甚至达到90°的超大角度转弯线路，以及两条交叉不同大小断面的线路施工时，刚性的模板台车就无法进行连续施工，只能在隧道内进行拆卸、重新组装来满足其要求。隧道内空间狭小，大型运输设备来回穿梭，各种工作交叉干扰，无法使用大型的吊装设备，只能人工借助小型机具的进行，工作效率低下，安全性风险高，操作难度大，管理难度大，影响施工工作的连续性，与现代化的管理理念严重不相符。

1 工程概况

天琴计划是某大学发起的开展我国空间引力波探测的科研计划，唐家湾大南山应急避险工程是为该计划建设实验室和配套设施。本项目位于某市城区北面，本项目包括隧洞主体和连接线道路。隧洞主体为“中”字形结构，设一个主出入口与一个次出入口，总面积约24030m2。连接隧洞出入口与校区现状路的通道，共有两条连接线。其中主出入口连接线起点接校园翰林路，终点至隧洞主出入口，道路全长47m。次出入口连接线起点接校园天琴路，终点至隧洞次出入口，道路全长152m，总长约199m。隧道建筑限界：主要是用作实验室，实验室净高：8.0m，净宽度6.0m；物质运输通道净高：5.0m；净宽B=10.6m。

2 新旋转式模板台车特点

（1）采用新型旋转式混凝土二衬模板台车能在隧道内360°旋转。（2）采用新型旋转式混凝土二衬模板台车，能适应变化的隧道断面，门架由主、副门架组成，副门架可拆卸。（3）弧形拱板采用多组收缩的方式。（4）具有一套行走系统和一套旋转系统。

3 适用范围

一种较大角度变线甚至达到90°的超大角度转弯线路，以及两条交叉不同大小断面的线路施工时。

4 新型模板台车设计

（1）根据隧道净空尺寸外放50mm。（2）将模板台车弧形模板分段设计为顶模板，左右对称的下模板，左、右对称大折叠模板和左右对称的小折叠模板以及左右对称的搭接模板，模板与模板中间采用穿销式连接方式。（3）每种模板组都设计都有可以单独伸缩的油缸组。（4）台车门架内部空间必须能满足正常施工中最大尺寸的混凝土罐车通过，门架梁跨度尽量小。（5）模板台车左、右弧形模板与门架之间，采用带拆卸销的双向螺杆千斤。（6）上部台架的弦杆梁采用可伸缩梁结构。（7）模板台车的行走系统除了正常的行走功能外，还具有旋转的功能。通过以上结构一系列特殊结构设计，其目的就是保证能在隧道里进行旋转。

图1 项目工程范围图

图2 隧道交叉模型图

图3 旋转式混凝土二衬模板台车

5 模板台车拼装

模板台车加工完成，在厂里进行过拼装，对模板台车的重要功能伸缩、旋转进行多次试验。并验收模板台车完全最小收缩与最大打开状态下的外形尺寸，避免模板台车无法满足隧道二衬的需要，同时，防止行进隧道后与开挖完成隧道线路交叉点发生干涉：（1）模板台车轨道安装。根据测量放线，测设模板台车行走轨道。（2）模板台车安装。根据施工安排模板台车在隧道内两条线路交叉点进行安装，采用吊车、叉车等机具设备。安装严格按照《旋转式模板台车实用说明书》实施从下至上的原则。（3）模板调试安装完成后，对模板台车的外形尺寸处于最大值、收缩完最小值进行测量验收，模板接缝是否满足要求，连接处是否安全，油管接头是否存在滴漏现象，安全阀是否能锁紧，模板折叠收放是否自如，如出现发“卡”及时处理。“三方”验收合格后，方可投入使用。（4）模板台车旋转位置选址隧道两种断面交叉位置。根据施工安排，最佳方法：先进行大断面的隧道混凝土二衬，到达小断面与大断面交叉模板台车再旋转，一定要合理地组织，旋转式选择隧道施工不给齐头送风时，为最佳时间内完成，因为旋转时，隧道内风管会被拆除。

6 隧道混凝土二衬施工工艺流程

隧道混凝土二衬施工工艺流程，见图4。

图4 隧道混凝土二衬施工工艺流程图

7 旋转施工准备

当混凝土二衬砼达到脱模强度后，模板台车进行脱模、行至下一个循环。到达隧道线路交叉位置时：（1）平整地面，清除周围障碍物。（2）根据测量放线，将交叉隧道的中点放出，铺设模板台车行走轨道。（3）行驶模板台车，使其中心与地面的中心点重合。（4）控制操作阀回收模板油缸，将搭接模板、小折叠模板、大折叠模板、下模板，顶模板，顺序进行收缩，收缩的原则使从下至上，模板与模板之间并用手拉葫芦进行固定，一定要贴紧。（5）需要检查模板台车收缩是否到位，油缸行程是否为零。（6）各种模板是否贴紧，中间是否夹杂有异物阻挡模板的收缩。（7）测量收缩完成模板台车的对角线，是否满足在开挖完成的隧道内旋转的基本要求。（8）如果测量出对角线值与设计值误差较大，模板台车与隧道会发生干涉。检查模板台车是否在施工过程中变形较大。如果变形过大，需要进行矫正后进行旋转。（9）如果模板台车是大断面转小断面施工，先拆除搭接模板的支撑系统，将搭接模板折叠在小折叠模板上，并用手拉葫芦固定。（10）拆除小折叠模板下面支撑千斤，拆除副门架的立柱和斜撑。（11）通过在隧道增加固定点和辅助油缸支撑等方式，用手拉葫芦将小折叠模板固定，再拆除小折叠模板上面支撑千斤。（12）将小折叠模板进行折叠用手拉葫芦固定。（13）先将副门架上边纵梁拆除，再拆除副门架的主横梁。（14）拆除收紧可伸缩的上部平台。（15）将大折叠模板进行折叠用手拉葫芦固定。（16）将上部台架上的竖向油缸下放。（17）拆除下纵梁下的基础千斤，通过门架上的竖向油缸模板台车下降，注意最下面的模板离地不少于150mm，旋转轮架有足够的空间，能插入安装弧形轨道。（18）测量收缩后模板台车的对角线的数值，防止这个数字大于隧道净空尺寸。（19）铺设圆弧形旋转轨道，轨道是由多节组成，节与节之间用轨道夹板固定。（20）继续收缩门架上的竖向油缸，使旋转轮落于旋转轨道上。（21）安装旋转系统。

8 模板台车旋转

（1）模板台车旋转期间，严禁隧道无关设备在门架内通过。（2）模板台车旋转时，四周无障碍物清除干净。风、水、电管道下地、总指挥采用对讲机通话系统协调，操作人员确定口令的方式，操作旋转液压系统，前后四周做好观察。四个行走轮由四人单独的人员查看，并操作完成相关工作。（3）模板台车旋转时，无关人员严禁模板台车下放站立与行走。（4）如行人急需通过，待模板台车停止旋转后，确定安全后，行人快速通过。（5）先将旋转油缸收缩最小值，安装支反力夹板。（6）伸出旋转油缸，使模板台车在圆形轨道上行走，完全伸出旋转油缸为一个行程。（7）松开支反力夹板，回收旋转油缸，继续安装支反力夹板，进行下一个循环。多次循环才能旋转到指定的位置（8）在圆弧形轨道上，精确测量出模板台车所需要旋至的位置，并用固定快进行固定。四个固定点之间的距离，两两相等，对角线相同。模板台车将到达时，一定要缓慢到达。（9）顶升门架油缸，将模板台车升起，拆除旋转液压系统、圆弧形轨道。（10）测量放线下一段，模板台车行走轨道。（11）回收门架油缸，使模板台车的行走轮落于直线轨道上。模板台车完成旋转。