隧道二衬液压顶升整体式钢端模施工技术

2021-05-21宫贺田

设备管理与维修 2021年8期

宫贺田

（中铁十九局集团第三工程有限公司，辽宁沈阳 110136）

0 引言

目前，国内所采用的二衬混凝土端头封模通常采用临时加工的木模板，弊端是木模板封端时木材浪费较大，既浪费资源又不环保；木模板封端是单块木板独自受力，需对每块木模板单独加固，加固耗费周转材料多，耗费的人工多，且加固不当易造成跑模、胀模、漏浆等问题[1，2]。

结合泰东高速隧道模筑二衬设计与施工情况，自主研发出隧道二衬液压顶升整体式钢端模设计方案，采用液压顶升整体式钢端模，有效解决了传统封端时木材浪费大、安装速度慢、耗费的人工多、木模板受力集中等技术难题[3]。泰东高速采用双向六车道标准建设，设计速度120 km/h，项目设隧道3 座。自行设计、制造的液压顶升整体式钢端模具有适应性强、操作方便、运转平稳、施工效率高，为工程的提前竣工赢得了时间[4]。

1 技术原理

隧道二衬液压顶升整体式钢端模施工是一种可实现隧道二衬端模精准、快捷定位封端施工的新技术，其原理是采用带加强肋板的钢端模，利用液压泵站控制液压油缸的升降，实现钢面板翻转和顶升，同时利用铰接系统实现钢面板自动封端和拆模的施工方法[5]。液压顶升整体钢端模结构如图1 所示。液压顶升整体钢端模由下列部件组成：①二衬台车弧板；②整体式钢面板；③钢面板加强肋；④液压油缸；⑤液压泵站；⑥油缸伸缩操纵杆；⑦二衬台车弧板与钢面板固结栓滑动槽；⑧液压油缸与钢面板铰接栓；⑨钢面板与二车台车弧板连接螺栓孔；⑩液压油缸底座。

图1 液压顶升整体钢端模结构

2 关键技术

2.1 钢端模安装调试

2.1.1 整体式钢面板组装

整体式钢面板上设5～10 cm 加强肋板增强整体式钢面板强度，与二衬台车弧板通过固结螺栓连接，固结螺栓部位设置了钢制滑动槽，钢制滑动槽的纵向位移可达8 cm、竖向位移可达10 cm，固结螺栓可在滑动槽内转动、滑动。钢面板、滑动槽和铰接栓制作如图2 所示。整体式钢面板与液压油缸的顶部设置的铰接栓相连接，铰接栓可自由转动，通过控制油缸伸缩，通过铰接栓和滑动槽可调整钢面板的翻转和垂直伸缩量。

图2 钢面板、滑动槽和铰接栓制作

2.1.2 液压油缸顶升系统

液压控制系统由液压油缸、液压泵站、液压油缸操纵杆及油缸底座组成，液压油缸通过固定的液压底座固定在台车横梁上，如图3 所示。液压油缸顶升系统包括：①二衬台车弧板；②整体式钢面板；③钢面板加强肋；④液压油缸；⑤液压泵站；⑥油缸伸缩操纵杆；⑦钢制滑动槽；⑧铰接栓；⑨连接螺栓孔；⑩液压油缸底座。钢面板就位时，操作液压杆伸缩液压油缸（伸缩量≥70 cm），伸长油缸时钢面板与台车弧板固结栓位于滑动槽的尾部，通过转动完成钢面板翻转成竖直状态，完成钢面板与二衬台车弧板和初期支护断面紧贴。液压油缸顶升系统如图4 所示。

图3 液压顶升整体端模侧视图

图4 液压油缸顶升系统

2.1.3 铰接系统与螺栓加固

通过滑动槽实现与固结栓相连的整体式钢面板翻转和顶升。快速螺栓加固包括钢面板与二衬台车弧板重叠部位设置的螺栓孔和带有转动手柄的螺栓组成，利用转动手柄实现面板和二衬台车弧板螺栓孔螺栓快速紧固。

2.1.4 封端施工

液压顶升整体式钢端模施工制作完成后运至现场安装台车端部的挡头模板应能保证设计衬砌厚度，并可适当调整以适应其不规则性；钢端模板结构应能保证衬砌环接缝榫接，以保证接头处质量，增强其止水功能。顶部应留有观察小窗口，以观察封顶混凝土情况。

2.2 二衬混凝土浇筑施工

由于各级围岩衬砌厚度的不同及初支实际轮廓与设计不可避免的存在偏差，外侧钢端模不可能全部紧贴于初支面上，在安装完外侧端头钢模板及调整加固完成后，按照空隙的大小加工方木及木楔，对端头空隙加固，确保端头模板封闭严密。靠近衬砌端头的混凝土，应在窗口接工作灯加强观察，控制振捣器与模板距离，防止破坏止水带或出现“跑模”情况。