蔣忠全，段平安，張國(guó)成，喬磊，趙榮立，李建高，向安平

（中鐵隧道集團(tuán)三處有限公司，廣東 深圳 518048）

1 立項(xiàng)背景

目前隧道穿越富水地層施工是家常便飯，施工過(guò)程中易引起掌子面涌水、涌沙、泥石流等現(xiàn)象發(fā)生，對(duì)已完隧道以及施工人員、設(shè)備、物資的安全都有傷害很大，會(huì)產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)性災(zāi)難。

2 創(chuàng)新主要思路

當(dāng)隧道發(fā)生施工過(guò)程中易引起掌子面涌水、涌沙、泥石流等現(xiàn)象發(fā)生，為了保護(hù)已完隧道，快速行成封堵，切斷其危害通道，同時(shí)對(duì)故障段隧道能進(jìn)行下一步更好的處理、施工，建立快速一堵臨時(shí)封堵墻是一個(gè)很好的選擇手段。

3 創(chuàng)新原理

一種隧道突水涌泥的快速封堵模板臺(tái)車，包括能夠呈旋轉(zhuǎn)式打開(kāi)及旋轉(zhuǎn)式關(guān)閉的前封閉模板和后封閉模板，前、后封閉模板之間通過(guò)拉桿連接，前、后封閉模板均是由中心模板、旋轉(zhuǎn)模板和折疊旋轉(zhuǎn)模板連接組成的三層結(jié)構(gòu)，（中心模板為旋轉(zhuǎn)依托，旋轉(zhuǎn)模板和折疊旋轉(zhuǎn)模板，通過(guò)在中心模板上設(shè)立旋轉(zhuǎn)軸完成模板打開(kāi)與關(guān)閉，形成一個(gè)整體圓形模板封閉整個(gè)原型隧道），在中心模板的中心位置處設(shè)有供人員進(jìn)、出的通道，進(jìn)出通道貫穿前、后封閉模板，在進(jìn)出通道的兩端口均設(shè)置有能夠開(kāi)啟和關(guān)閉的封閉門。

在兩層模板之間灌注砂漿，形成一段封閉墻。

4 創(chuàng)新做法

新型模板臺(tái)車設(shè)計(jì)如下。

（1）按照隧道內(nèi)靜空尺寸進(jìn)行快速封閉模板臺(tái)車的設(shè)計(jì)，使旋轉(zhuǎn)式模板，打開(kāi)時(shí)能完全封堵其隧道斷面、并作為應(yīng)急搶險(xiǎn)物資設(shè)備貯備，見(jiàn)圖1～4。

（2）隧道施工中掌子面突發(fā)涌水、涌沙，不可控風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，快速將風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)急模板臺(tái)車運(yùn)輸、牽引至封閉段。

圖1 風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)急模板臺(tái)車模板關(guān)閉示意圖

圖2 風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)急模板臺(tái)車模板打開(kāi)示意圖

圖3 風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)急模板臺(tái)車灌注臨時(shí)封堵墻示意圖

（3）臨時(shí)封閉段需提前拆除軌道、電纜線、照明線、水管、通風(fēng)管、高壓風(fēng)管、人行走道板等所有設(shè)施。

（4）風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)急模板臺(tái)車通過(guò)外在牽引力就位封閉段，啟動(dòng)發(fā)電機(jī)，對(duì)洞內(nèi)封閉段進(jìn)行緊急照明和排水等措施。

（5）通過(guò)旋轉(zhuǎn)桿對(duì)兩組旋轉(zhuǎn)式模板打開(kāi)，封閉隧道斷面。旋轉(zhuǎn)式模板以軸心為中心進(jìn)行分塊，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)打開(kāi)或關(guān)閉。

（6）封閉模板由前、后兩組旋轉(zhuǎn)式模板組成，每組模板由三層旋轉(zhuǎn)式模板旋及中心模板、旋轉(zhuǎn)模板、折疊旋轉(zhuǎn)模板轉(zhuǎn)組成。

（7）模板就位后，用定位卡快速進(jìn)行對(duì)模板定位、密封。

（8）前、后兩組模板就位后，用拉桿進(jìn)行連接。

（9）模板就位后，安裝注漿口、排水口、進(jìn)水口、電纜口、低壓電線口密封法蘭。

（10）模板與隧道砼壁之間縫隙用小塊模板進(jìn)行封閉。

（11）模板臺(tái)車的車架上設(shè)有沙漿罐、砂漿泵，通過(guò)砂漿泵對(duì)兩組模板之間泵送砂漿進(jìn)行填充，完成臨時(shí)封閉墻。

（12）模板旋轉(zhuǎn)關(guān)閉功能，為了模板臺(tái)車在隧道行走過(guò)程中，避開(kāi)施工隧道中相關(guān)設(shè)施。

（13）中心模板中心位置留有一個(gè)通道，作為施救人員臨時(shí)進(jìn)、出觀察使用，通道兩端設(shè)計(jì)封閉門。

（14）兩組模板之間為封閉墻，并留有進(jìn)水管、進(jìn)氣管、排水管、電纜通道、低壓線以及備用管道。

（15）通過(guò)功能管道對(duì)故障段進(jìn)行必要的觀察、干預(yù)、施救等措施。如加高壓氣體、高壓水，使故障段達(dá)到穩(wěn)定，控制其事態(tài)發(fā)展。

（16）故障段隧道險(xiǎn)情排除后，開(kāi)啟排水口，排空故障段流動(dòng)性物資。

（17）開(kāi)啟人員通道。注意隧道故障段里面的情況變化，防止風(fēng)險(xiǎn)再次發(fā)生。

（18）人員進(jìn)入故障段進(jìn)入一步處理。

5 產(chǎn)品驗(yàn)收

圖4 風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)急模板臺(tái)車行進(jìn)、就位示意圖

本產(chǎn)品經(jīng)過(guò)天津市地下隧道集團(tuán)有限公司、中鐵隧道集團(tuán)3處有限公司以及中鐵隧道集團(tuán)3處天津地鐵5、6號(hào)線文化中心1標(biāo)項(xiàng)目經(jīng)理部等專家論證認(rèn)定。加工組裝完成，專家們進(jìn)行了工廠功能性驗(yàn)收，并進(jìn)行了功能演示，能滿足基本功能需要。見(jiàn)圖5～10。

圖5 產(chǎn)品工廠驗(yàn)收1

圖6 產(chǎn)品工廠驗(yàn)收2

圖7 產(chǎn)品專家驗(yàn)收3

圖8 產(chǎn)品功能演示1

圖9 產(chǎn)品功能演示2

圖10 產(chǎn)品功能演示3

6 效益分析

由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下有益效果：是對(duì)已完隧道的一種保護(hù)措施；對(duì)隧道施工中掌子面突發(fā)涌水、涌沙事故時(shí)，能及時(shí)、快速控制；隔離故障段與已完隧道段，避免已完隧道傷害或報(bào)廢；同時(shí)對(duì)施工人員、設(shè)備、物資是一種安全保護(hù)；是一種改革性隧道保護(hù)措施，具有重大意義。

7 獲獎(jiǎng)

此技術(shù)國(guó)家級(jí)專利（專利號(hào)：ZL2016 1 0129244.9）。