郝廣偉，李世堂，趙 虎，呂貴賓，申開放，羅 萌，崔鑫鑫，李 成

(山東路橋集團(tuán),山東濟(jì)南 250000)

京滬高速青龍崮隧道是京滬改擴(kuò)建項目的重要性控制工程，是京滬改擴(kuò)建項目萊新段唯一的一座隧道。青龍崮隧道左洞長1 570 m，右洞長1 580 m，隧道東線1個加寬段，西線2個加寬段，共有三個加寬段，目前工期緊，壓力大，使用傳統(tǒng)的背模施工時間太長，完全達(dá)不到業(yè)主要求的工期節(jié)點目標(biāo)。因此，根據(jù)京滬改擴(kuò)建工程的隧道斷面圖和施工設(shè)計要求，提前準(zhǔn)備加寬段二襯施工，參與設(shè)計并委托加工了專門施工二襯加寬段的可伸縮式二襯臺車。

襯砌臺車采用液壓自動定位，通過二襯臺車頂部模板可自動伸縮系統(tǒng)達(dá)到施工加寬段二襯的目標(biāo)，臺車門架內(nèi)凈空滿足隧道內(nèi)最大尺寸機(jī)械、車輛通行要求；模板采用全液壓操縱，利用液壓缸支(收)模板機(jī)械鎖定。在保證足夠的剛度和強(qiáng)度的前提下，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計以減輕重量。臺車設(shè)計經(jīng)過多次探討，對各個細(xì)節(jié)進(jìn)行逐步討論，并與現(xiàn)有臺車進(jìn)行對比分析，進(jìn)一步優(yōu)化處理，臺車整體性能有了顯著提高，并將施工過程中發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行反饋，然后進(jìn)行修正，以便于現(xiàn)場施工和應(yīng)用[1-2]。

1 臺車設(shè)計改進(jìn)

相對于二襯加寬段傳統(tǒng)背模等臺車設(shè)計，本臺車進(jìn)行了如下改進(jìn)：

(1)整機(jī)全部采用全液壓系統(tǒng)，控制系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，通過調(diào)節(jié)二襯臺車的液壓缸及伸縮桿即可完成臺車的行走及定位，有效解決了加寬段傳統(tǒng)背模拼裝繁瑣、費(fèi)時費(fèi)力的問題。

(2)由于模板的收縮工藝主要取決于頂模，因此限制了頂模架體的寬度。導(dǎo)致臺梁非常的短(只夠支撐中頂)，所以還要利用絲杠輔助支撐(兩側(cè)邊頂)。這樣就導(dǎo)致每次平移時均需要細(xì)調(diào)兩側(cè)絲杠，對施工要求較高?？缮炜s式二襯臺車的設(shè)計滿足了多點位的施工，可以快速的收縮模板穿行主洞，不再多次拼裝，可以做到液壓自行定位。在保證縮短工期的同時，還可以有效的減少人工量。

(3)優(yōu)化臺車混凝土輸料管道系統(tǒng)，并對封頂器、混凝土分料器和模板作業(yè)窗進(jìn)行了專門設(shè)計，有效減輕工人勞動強(qiáng)度，提高作業(yè)效率。

2 可伸縮式二襯臺車構(gòu)造及工作原理

2.1 走行機(jī)構(gòu)及動力系統(tǒng)

走行傳動機(jī)構(gòu)采用具有自鎖功能的液壓傳動螺桿機(jī)構(gòu)，結(jié)合相應(yīng)的鎖軌器以保證整機(jī)在坡道上仍能安全駐車。在走行動力選型方面充分考慮了最大坡度、臺車走形速度、臺車自重、摩擦阻力等因素，可以保證整個機(jī)構(gòu)在行走過程中的穩(wěn)定性和安全性。

2.2 臺車門架

門架整體結(jié)構(gòu)通過有限元計算滿足剛度、強(qiáng)度及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性要求。通過調(diào)研現(xiàn)有車輛(挖掘機(jī)、罐車、吊車)的外觀尺寸，設(shè)計門架整體結(jié)構(gòu)滿足凈空要求，在門架上下及兩側(cè)在保證車輛通行的基礎(chǔ)上有30～50 cm安全距離。在行走狀態(tài)下，螺桿縮回，門架上部前段裝有操作平臺，放置液壓及電氣裝置。

2.3 模板

為保證模板有足夠的強(qiáng)度，面板厚12 mm，同時采用L100×100×8角鋼加強(qiáng)，間距300 mm，并在每件模板里增加加強(qiáng)立板來保證強(qiáng)度，通過表面處理來保證模板表面的光潔性，為方便混凝土澆筑和振搗，合理設(shè)計作業(yè)窗的開合方式以及位置布置方案，頂部合理位置預(yù)留注漿孔，科學(xué)設(shè)計模板拼接縫，小曲墻一次成型，降低襯砌勞動強(qiáng)度的同時提高工作效率和襯砌美觀。

2.4 液壓系統(tǒng)

由電動機(jī)、液壓泵、垂直及側(cè)向液壓缸、液壓鎖、油箱及管路組成。液壓控制系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，為防止液壓控制系統(tǒng)故障延誤工期，附加設(shè)計全手動模式液壓操作，通過全自動和手動操作雙保險以保證施工進(jìn)度。

2.5 布線系統(tǒng)

臺車的照明和動力供電線路通過穿線管套進(jìn)行保護(hù)，防止工人施工過程中對線路破壞造成漏電傷害，線路系統(tǒng)的插座位置及數(shù)量設(shè)計合理方便，同時插座設(shè)計防潮防水保護(hù)箱并由專人負(fù)責(zé)管理。整個供電系統(tǒng)還應(yīng)設(shè)計漏電保護(hù)，保證用電安全[3]。

2.6 混凝土布料管道系統(tǒng)

混凝土布料管道由干管、分料器、軟管和封頂器組成，管道布置合理可以方便快捷的到達(dá)任何一個作業(yè)窗，同時通過合理設(shè)計分料器及封頂器的結(jié)構(gòu)，在降低工人勞動強(qiáng)度的基礎(chǔ)上提高了施工效率。

可伸縮式二襯臺車設(shè)計圖紙如圖1所示。

圖1 可伸縮式二襯臺車(單位:mm)

3 應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)

采用可伸縮式二襯臺車在現(xiàn)場進(jìn)行施工，取得了良好的效果，其中主要關(guān)鍵技術(shù)如下。

(1)整機(jī)全部采用全液壓系統(tǒng)，臺車上部的機(jī)械千斤頂、臺車行走下部的機(jī)械千斤頂以及支持模板的絲桿全部改為液壓千斤頂，實現(xiàn)臺車的全液壓工作。根據(jù)隧道的尺寸斷面，通過調(diào)整液壓螺桿更好的收縮，確定了合理有效的二襯臺車液壓螺桿的角度、長度、間距、位置[4-5]。

(2)有些臺車即使設(shè)計二合一式的整體臺梁，保證架體的整體結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了頂模的整體性，但是在安裝和倒裝此臺梁時需多次的倒換加長油缸，不易操作。正洞和緊急停車帶的拱頂落差正常在600～900 mm，此差值需用油缸或者加高盒來滿足，但升起較高使得整體穩(wěn)定性極差[6-8]，利用可伸縮式二襯臺車有效解決了整體穩(wěn)定性問題。

(3)本臺車的設(shè)計與傳統(tǒng)加寬帶背模二襯臺車比較更加人性化，更加符合施工的要求，減少了操作臺車需要的人數(shù)，一體化的操作更加安全。

(4)就現(xiàn)代隧道而言，長大隧道的施工越來越多，同樣帶來的是加寬段數(shù)量一般也不止一處。因為背模工藝的局限性，不能大尺度的收縮，無法進(jìn)行多點位高效穿行，因此只適用于單個的施工點。背模施工在利用主洞臺車的基礎(chǔ)上只用制作外側(cè)模板或者自制拱架外背散拼模板即可實現(xiàn)加寬斷面的成型[9]。此工藝可以有效的節(jié)約材料降低成本，通過模擬軟件對每個構(gòu)件進(jìn)行優(yōu)化處理，減輕了臺車重量，相比較其他臺車，重量輕8 %。

(5)模板面板采用全拋光處理，表面光滑，澆筑混凝土美觀，在模板與模板彎折縫位置采用面板交叉，防止漏漿、錯臺。

可伸縮式二襯臺車現(xiàn)場施工如圖2所示。

圖2 現(xiàn)場施工

4 經(jīng)濟(jì)和社會效益

(1)經(jīng)過結(jié)構(gòu)計算、優(yōu)化，此加寬段臺車79.91 t，比背模施工的臺車重量優(yōu)化減輕8 %，即一個二襯加寬段臺車節(jié)約材料6.95 t，直接節(jié)約投入資金6.95×8450=5.87萬元。

(2)極大地加快了安裝模板的進(jìn)度：正常的加寬段二襯臺車主體需要在洞外進(jìn)行拼裝，大約需要6 d；洞內(nèi)面板及加寬支撐拼裝等約8 d；改裝的可伸縮式臺車可在洞外全部拼裝完成直接進(jìn)洞進(jìn)行施工，拼裝時間約5 d；兩者相比可節(jié)約9 d，體現(xiàn)了時間價值及社會效益，因工作效率高、速度快，也提高了操作人員的積極性。

(3)極大地加快了拆除模板的進(jìn)度：正常的加寬段二襯臺車洞內(nèi)面板及加寬支撐拼裝等主體需要在洞內(nèi)進(jìn)行拆除，大約需要6 d；改裝的可伸縮式臺車通過豎向和橫向的油缸伸縮即可通過正常二襯段落，不占用時間；兩者相比可節(jié)約6 d。

5 結(jié)論

可伸縮式二襯臺車的設(shè)計滿足了多點位的施工，通過快速的收縮模板穿行主洞，直達(dá)加寬段即可就位展開施工，不再需要進(jìn)行多次的模板拼裝和拆卸，大大節(jié)約了時間，縮短了施工工期；尤其在技術(shù)方面解決了更換臺梁難的問題，可以做到液壓自行定位；同時在安裝拆卸的過程中，可以有效的減少人工和機(jī)械設(shè)備用量，不僅降低了施工成本，也保障了施工安全?？傊?，相比于傳統(tǒng)意義的拼寬臺車施工，可以說從根本上解決了如何才能安全、快速、高效進(jìn)行加寬段施工的難題。

(1)有效提高了施工效率：僅就一個加寬段而言，安裝及拆除時間將近節(jié)約15 d，本項目有三個加寬段，預(yù)計可節(jié)約工期45 d。

(2)進(jìn)一步保障了施工人員的安全：正常的加寬段二襯臺車需要在洞外進(jìn)行主體拼裝，在洞內(nèi)進(jìn)行面板及加寬支撐的拼裝，洞內(nèi)拼裝需要用到挖掘機(jī)、裝載機(jī)、頂部安裝倒鏈及大量人工輔助等，在洞內(nèi)有限的空間內(nèi)，進(jìn)行大量的機(jī)械、大噸位鋼結(jié)構(gòu)模板安裝施工，不僅從施工難度上增加了不止一倍，同時它的安全風(fēng)險也是倍增的。

(3)與傳統(tǒng)人工立模的施工方法相比，改善了工人的勞動條件，使人員從繁重的勞力勞動中解脫出來，同時提高了襯砌工藝水平，質(zhì)量好、施工安全，保證了洞內(nèi)施工所需要的各類大型機(jī)械設(shè)備、車輛、人員可隨時通行，滿足洞內(nèi)多工序平行作業(yè)，減少了干擾。