刘向阳1 林 春2 顾森华3 袁定辉1 汪科迪4
1 浙江交工金筑交通建设有限公司 杭州 310051；2 浙江交工集团股份有限公司 杭州 310051；3 浙江省交通建设工程监督管理局 杭州 311215； 4 浙江科技学院土木与建筑工程学院 杭州 310023
摘要:简述了新型二衬模板台车及其分料系统在大断面隧道中的应用。以某高速公路大断面隧道为例，介绍了新型二衬模板台车的结构及其配备的分料系统的构成，台车由模板总成和框架总成构成，分料系统由布料机和管道构成。分析及使用表明该模板台车及分料系统具有安全性好，衬砌施工质量高，节省工期等优势。
关键词:新型二衬台车；分料系统；隧道施工；二次衬砌
1 引 言
隧道衬砌台车有效地提高了混凝土的浇筑质量提高了施工效率[1]。1953年我国水电行业开始使用模板台车进行二衬混凝土浇筑。1982年我国首次从日本引进模板台车用于衡广复线上的大瑶山隧道衬砌施工，1985年完成了我国第一台模板台车设计制造。传统模板台车由门架与模板组成，丝杆固定于门架上并支撑模板[2-6]。在混凝土浇筑施工中，模板、丝杆和门架都承受载荷，三部分都会发生变形，三部分变形之和构成了传统台车的总变形，从而导致模板台车变形较大。由于门架的载荷包括自重、模板总成自重和混凝土浇筑施工载荷，这导致门架结构粗大，内部空间较小，影响了车辆通过以及通风管道的布置。混凝土浇筑过程中由于拆卸泵管较麻烦，用时较长，工人为了施工方便仅采用顶层单窗入模，这造成了二衬混凝土出现集料窝、蜂窝麻面、施工冷缝、人字坡等质量通病。随着高速公路隧道建设理念的不断提升，开发新型结构形式模板台车以及布料系统，是今后隧道施工技术发展的必由之路。
2 新型二衬台车结构
新型二衬台车由模板总成和框架总成构成，并配备新型浇筑系统。其中模板总成见图1，框架总成见图2，台车立模示意图见图3。
图1 模板总成 图2 框架总成
图3新型二衬台车结构立模示意图
由图1可知，模板下方布置的竖向和侧向千斤顶构成了模板总成的约束条件。模板总成是一个能独立承载的结构，它能够独立承担混凝土浇筑时的荷载，包括混凝土自重、浇筑冲击力和振捣载荷等。当衬砌混凝土达到强度要求，模板收起落在框架总成上，此时模板总成的重量由框架总成承担。因此与传统台车相比较，框架总成仅承担台车行走、定位时的台车自重，不承受混凝土浇筑时的载荷，框架受力较小，因此构件断面尺寸小。
3 分料系统组成
布料系统由布料机+泵送管路构成，布料机位于台车施工平台上，由混凝土车经由泵送管道向其供料。而且布料机可纵向行走换位、左右摆动分流和上下升降对位完成拱顶入仓；泵送管路将混凝土分流到所需位置。分料系统的布置如图4和图5所示。
图4 布料系统横向布置图
图5 布料系统纵向布置图
4 工程实例
4.1 工程概况
某高速公路隧道位于绍兴市鉴湖镇和平水镇，进口位于鉴湖镇十里筠溪村，出口位于平水镇红墙下村。隧道位于第3、第4合同段内，为特长隧道，平面布置形式为分离式；左洞进口桩号为ZK32+474.29，出口桩号为ZK36+729，全长4254.71米；右洞进口桩号为K32+474，出口桩号为K36+733，全长4259米。隧道主洞内轮廓采用受力条件好、断面利用率高的三心圆（曲墙半圆拱）断面。拱半径为5.80m、曲墙半径为4.75m、净空面积为70.53m2。围岩类型包括Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩。
4.2 新型二衬台车及其分料系统参数
（1）台车长度为10.6m，台车断面尺寸按隧道内轮廓尺寸半径增加50mm设计，理论衬砌长度10.5m，搭接0.1m。
（2）在高度为2.26m、4.56m、6.87m及拱顶处设置作业窗，作业窗口间距纵向不大于3m，横向不大于2.5m，窗口总数为21个，窗口尺寸为50cm×40cm；作业窗周边加强，防止周边变形，窗门平整、严密、不漏浆。
（3）台车采用钢轨行走，底部垫枕木，枕木强度应满足承载要求，其横截面为200mm×200mm，长度为600mm，铺设间距为500mm。行走轮下部采用钢支墩代替枕木或将枕木加密，防止台车下沉引起衬砌错台。
（4）不了管道内径为Φ125mm。
4.3 二次衬砌混凝土配合比
混凝土设计强度为C30，抗渗等级为P8。水泥采用P.O42.5普通硅酸盐水泥。配合比为水泥∶砂∶碎石∶水∶外加剂=425∶709∶1020∶225∶21.25。
新拌混凝土塌落度为150mm，混凝土实际强度为39.4MPa。
4.4 新型二衬台车及其分料系统使用效果
4.4.1 衬砌质量
新型二衬台车采用整体模板减少了面板拼缝；起拱线至边墙部位面板采用整体加工成型，窗口面板弧度与模板一致，减少了台车纵向拼缝，提高二衬外观质量；二衬混凝土逐窗入模工艺保证台车同步分层对称浇筑，解决传统浇筑工艺中出现的冷缝、人字坡等外观质量通病；模板总成通过底部千斤顶将荷载直接传递至地基，侧向支撑固定在电缆沟槽内侧，可有效的保护仰拱成品不被破坏。
4.4.2 施工进度分析
新型模板台车增加了台车下行空间，确保施工车辆、机械设备、通风管道顺利通过，避免了二衬浇筑对其他工序的影响，可以加快其它工序的施工速度。
传统台车左右模仓轮换灌注，拆接输送管时管内混凝土不能使用，同时停工次数较多会引起输送泵堵管，造成混凝土浪费；新型二衬台车免除输送管的拆接，避免管内混凝土损失。统计表明浇筑时间由传统8小时降至6小时，同时降低工人劳动强度。
5 结 论
新型台车和附属的布料系统在工程中初步获得应用，取得了良好的施工效果，衬砌质量得到改善，并提高了施工效率。通过本文研究，可以得出如下结论：
（1）在结构方面，新型衬砌台车相比于传统台车进行了改进，受力方式由传统的门架受力变为由模板总成受力，并且在模板下方增加了千斤顶，使得结构更加稳固，构造更加合理。
（2）在衬砌质量方面，二衬混凝土逐窗入模工艺保证台车同步分层对称浇筑，解决了传统浇筑工艺中出现的冷缝、人字坡等外观质量通病。
（3）在隧道施工进度方面，新型二衬台车免除输送管的拆接，避免管内混凝土损失。浇筑时间由传统8小时降至6小时。
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Application Analysis of New Type Two Lining Template Trolley and its Distributing System in Tunnel
LIU Xiangyang1, LIN Chun2, GU Senhua3, YUAN Dinghui1, WANG Kedi4
（1 Zhejiang Jin Zhu Transportation Construction Co., Ltd., Hangzhou 310051; 2 Zhejiang Jiao Gong Group Co., Ltd., Hangzhou 310051; 3 Zhejiang Transportation Construction Engineering Supervision Administration, Hangzhou 311215; 4 School of Civil Engineering and Architecture, Zhejiang University of Science and Technology, Hangzhou 310023）
Abstract: The application of new type two lining template trolley with no portal frame and its material separation system in large cross section tunnel is briefly described. Taking a large section tunnel of a highway as an example, this paper introduces the structure of a new two liner formwork trolley without a door frame and the composition of the distribution system. The trolley consists of the template assembly and the frame assembly. The material system is composed of the feeder and the pipe. Analysis and application show that the formwork trolley and material distribution system has the advantages of good safety, high lining construction quality and time saving.
Keywords: New type two lining trolley; material distributing system; tunnel construction; two lining
刘向阳：男，1976年-，本科，高工，1999年毕业于重庆交通学院公路与城市道路专业，主要研究方向为隧道工程，浙江交工金筑交通建设有限公司，
论文作者:刘向阳1,林,春2,顾森华3,袁定辉1,汪科
论文发表刊物:《防护工程》2018年第25期
论文发表时间:2018/12/28
标签：台车论文; 混凝土论文; 模板论文; 总成论文; 隧道论文; 系统论文; 布料论文; 《防护工程》2018年第25期论文;