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2024年3月10日发(作者:串励电机)
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浅谈隧道快速衬砌模板台车施工技术
作者:王依科 王颖非
来源:《城市建设理论研究》2013年第36期
摘要:在现代隧道衬砌施工中,过去的手工操作已经逐渐被现代化机械所替代,对隧道衬
砌质量和工作效率是有最大化的提高,并且在现在隧道衬砌施工中被广泛使用,本文通过工程
隧道衬砌模板台车结构原理及特点的分析,对工艺流程及技术要点进行总结,保证隧道混凝土
衬砌的实体质量。
关键词:隧道;衬砌;模板台车;施工技术
中图分类号:U45 文献标识码:A
一、模板台车的构造原理
衬砌台车是由顶模板总成、侧墙模板、联系纵梁、液压油缸和千斤顶、门架总成、行走机
构、门架支承千斤顶等组成。面板的弧形是根据设计的衬砌面轮廓半径加工而成,一般由1块
顶模和2块侧模组成。顶模和侧模之间采用铰接,相同侧模板之间采用螺栓联结,便于台车安
装和施工定位、脱模等。台车架用于支撑和固定模板,承受传递面板自重和衬砌混凝土的重
量。模板支撑调整机构用于操作模板立模、定位、固定、脱模等,并将混凝土重量传递给台车
架和地面。一般由液压控制系统通过油缸的伸缩达到模板的立模定位及收模的作用,用千斤顶
丝杠支撑固定模板。行走机构使台车沿铺设的钢轨行驶到所需衬砌的位置。电器控制系统用于
行走电机、油泵电机、台车照明部分的电气操作控制和保护。台车通过立模、混凝土浇筑、脱
模、行走这4个工作过程,即可完成台车衬砌的整个作业。
二、利用台车施工隧道二衬的工艺
1、工艺流程
模板台车主要用于隧道二衬拱墙的混凝土浇筑施工,台车使用流程主要是:第一步进行台
车拼装、调试→模板表面打磨处理、刷涂脱模剂;第二步进行台车定位→油缸伸出支撑模板到
位→链接千斤丝杠→测量放样模板定位→紧固千斤顶丝杠→复核模板位置→封端→混凝土浇筑
→松开千斤顶丝杠→回收油缸支撑脱模→台车行走→台车检查;第三步重复第二步,在第二步
进行过程中,要同时进行下列准备工作,即安装混凝土输送管→混凝土泵准备就绪→商品混凝
土运输→混凝土泵送。
三、技术要点
1、台车加工尺寸设计
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首先确定台车的长度,即一次衬砌长度,一般可采用6m~12m长度,可视线路的曲线半
径大小确定本工程采用12m长度台车。台车长度确定后就可以确定面板的分节尺寸,一般每
2m一节,确定行走梁、纵向支撑梁的长度。为便于搬运,纵向梁长度大于9m时最好分为2
节,中间加法兰。其次,确定台车门架中间净空,中间净空一般作为通道使用,通常宽×高不
小于2m×3.5m。第三,进行断面设计,面板拼接好后的外轮廓按隧道断面设计尺寸扩大
30mm~50mm,以防止台车支撑系统在新浇注混凝土等外力作用下产生弹性变形而收缩,导致
施工好的二衬混凝土侵限。最后,要根据现场仰拱小边墙顶端位置确定侧模板的弧长,确保定
位后面板与仰拱小边墙搭接5cm~10cm。
还要根据各不同断面间的相应位置圆弧半径的关系,在加设勒板时,要注意在相应位置增
加一道勒板,并列设置间距约2~4mm,便于在变断面时切割、加长面板,以适应不同断面二
衬使用。
2、台车加工材料选用
材料选用主要取决于其所承受荷载大小,具体面板一般采用Q235钢板,厚度为8mm~
12mm,面板的劲板厚度为10mm~20mm。
支撑梁、行走梁以及门架选用工字钢或槽钢并列拼接焊接而成,也可以采用钢板焊成双腹
板组成,板厚不小于12mm。行走系统由4组小车组成,主被动小车各2组,主动小车电机功
率不小于7.5kW。主动小车带有涡轮蜗杆减速机。台车电力设备是隧道内用电负荷较大的设
备,一定要按功率大小和隧道长度选择合理的导线,保证台车工作电压正常。
材料选用主要取决于各种荷载对台车的作用力大小,必须确保加工好的台车要有足够的强
度、刚度和稳定性。面板要保证表面平整,接缝平顺,缝隙不大于1mm。
3、台车拼装调试与模板表面处理
台车进入现场前应该在车间进行局部试拼装,拼装尺寸、连接等指标设计满足要求后,运
至现场,按照拼装次序将各构件依次运至洞内既定安装地点。
台车拼装流程:铺设行走轨道→安装行走机构→拼装台车架→安装油缸及千斤丝杠支撑体
系→吊装顶模→安装油缸→吊装侧模→安装液压系统→加液压油和润滑油脂→通电试机→表面
打磨除绣。拼装结束后,用手持角磨机对模板表面除锈找平,对无法调整的模板接缝处的小凸
台用手持砂轮机磨平,用加垫子或抹腻子等办法消除缝隙。
4、台车定位及混凝土浇筑与脱模
(1)台车就位立模
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将拼装好的台车经过调试好后,启动台车行走机构,行至预浇筑混凝土位置,将底部行走
纵梁用丝杠千斤顶撑于钢轨上并旋紧,每个门架柱处立一台。
用全站仪测量施放衬砌中心线和轮廓线特征点,标记,撑起台车全部模板油缸支撑体系将
模板撑起,先加压顶部油缸,再同时加压两侧油缸,使台车模板两端中心线与轮廓线结构设计
中心线和轮廓线一致,定位。定位后加固所有模板的丝杠支撑和台车门架之间的横向支撑体
系。封闭台车端头模板,采用木板。在台车拱顶未浇筑混凝土一侧安装抗上浮装置(千斤
顶),一端固定在台车顶侧,另一端顶在隧道拱顶初支面上加以固定,防止整个台车在浇筑混
凝土时上浮。
(2)混凝土浇筑
浇筑时先从侧模下排工作窗口进行,混凝土浇筑高度前后左右高差不超过50cm。混凝土
浇筑时由下而上分层左右对称进行,采用泵送混凝土,先用插入式振动棒振捣,最后配合间距
3m的附着式振捣器振捣,混凝土是否灌满可通过端头模板的漏浆状态来判断,应避免混凝土
过满超压,损坏模板支架。混凝土封顶时,要使用混凝土输送泵低速挡进行灌注,时刻注意压
力的变化,避免混凝土注满后强行注入导致压力过大而使模板变形。
(3)脱模
松卸侧向千斤顶丝杠、行走纵梁底千斤顶丝杠和端头模板。操作换向阀回收竖向油缸,使
台车顶模脱离衬砌面。回收油缸时,必须分次收缩,切忌一次性强制脱模。检查各部位螺栓、
销子的松紧状况,对各种联结件重新检查紧固,按期保养设备。
5、质量控制
(1)防止接缝漏浆
台车就位前,要严格检查仰拱小边墙的上边缘是否平直,与台车侧模底边搭接面的平直度
是否吻合,否则必须用软质棉絮等填塞密实。在模板与已完衬砌混凝土面及模板与仰拱小边墙
搭接处粘贴双面密封胶带。对台车模板的变形及时进行校正,保持台车模板前后两头形状和曲
率相同。台车模板与已衬砌段的搭接长度以10cm~15cm为宜。
(2)防止跑模
特别注意台车门架之间横撑丝杠以及和地面斜撑,保证有足够的撑力和对地固定牢靠。在
混凝土浇筑时台车下边两侧模板对台车门架之间的横撑及与地面斜撑力等因素的作用,在混凝
土浇筑到2m~4m高度时,台车易出现上浮现象,造成对地斜撑松动而跑模,要注意检查抗浮
装置的牢固度。
(3)保证混凝土衬砌顶部密实
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封顶时,混凝土坍落度要合适,保证正常浇筑。封顶后期,用混凝土泵低速挡工作,并随
时注意混凝土泵输送压力的变化。混凝土输送管要连接在台车顶部靠近已衬砌端的灌注口,使
接缝处混凝土密实。安装端头模板时,在顶部预留排气孔,以利浇筑混凝土时排气和观察灌注
是否饱满。
(4)提高混凝土表面光洁度
使用台车前对模板表面要认真进行打磨处理,使用后对黏膜的混凝土及时清除。台车模板
打磨完后刷涂脱模剂,刷涂要均匀,防止多涂漏涂,最好刷涂脱模漆。混凝土浇筑完成后及时
检查台车是否变形、模板联结螺栓是否牢固等,同时调整和加固台车连接构件避免模板接缝出
现错台,相接不紧密。
四、结束语
运用模板台车施工隧道二衬结构,优点有施工速度快;质量有保证;机械化程度高、使用
劳动量少,劳动强度低;一次加工成型,可多次周转使用,一次摊销小;成本低等。缺点是一
次性投入大。随着我国城镇化建设的加快,各地大型城市市政基础设施建设步伐日益完善,特
别是一些省会城市,逐步开始地铁建设,区间结构施工中,模板台车将会得到大量使用。
参考文献
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[2]韩亚丽. 穿行式混凝土衬砌模板台车液压系统设计[J]. 隧道建设,1994,01:13-16.
[3]宋建平. 复杂地质长大隧道快速施工技术研究[D].西南交通大学,2013.
[4]李玉辉,任增峰. 机械式钢模板台车施工技术[J]. 江苏建筑,2002,02:28-30.
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