任裕廷 朱 宇 昝文博

(1.中交二公局國(guó)際公司，陜西 西安 710000；2.中交二公局東萌公司，陜西 西安 710000；3.陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 土木工程學(xué)院，陜西 咸陽(yáng) 712000)

公路隧道緊急停車(chē)帶襯砌施工是制約隧道工程二次襯砌施工效率的關(guān)鍵，直接影響著隧道施工作業(yè)的效率[1-3]。傳統(tǒng)的整體式液壓模板臺(tái)車(chē)通常只能通過(guò)反復(fù)的拆裝進(jìn)行緊急停車(chē)帶的二次襯砌澆筑，其拼裝、轉(zhuǎn)運(yùn)、拆卸都會(huì)消耗大量的人力和時(shí)間，同時(shí)在狹小的空間進(jìn)行臺(tái)車(chē)拼裝也帶來(lái)了極大的安全隱患[4-5]。對(duì)于長(zhǎng)度小于1000m 的隧道而言，其通常只設(shè)置一個(gè)緊急停車(chē)帶，采取整體式臺(tái)車(chē)施工只需要進(jìn)行單次的拼裝和拆卸；而對(duì)于長(zhǎng)度大于1000m，需設(shè)置兩個(gè)及以上的緊急停車(chē)帶時(shí)，反復(fù)的拆卸、拼裝對(duì)于臺(tái)車(chē)的使用壽命和施工進(jìn)度將會(huì)產(chǎn)生較大的影響。另一方面，隨著各大建筑央企“走出去”的步伐越來(lái)越快，“以人為本”的理念逐漸滲透到施工的每一個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)隧道緊急停車(chē)帶襯砌施工安全提出了更高的要求，針對(duì)傳統(tǒng)襯砌臺(tái)車(chē)進(jìn)行升級(jí)改造迫在眉睫[6]?；诮M合式模板臺(tái)車(chē)左右兩部分可獨(dú)立拼裝和走行的特點(diǎn)，本文以實(shí)際工程為背景進(jìn)行多方案對(duì)比，全面闡述各自的優(yōu)缺點(diǎn)及適用性，黑山南北高速公路Vjeternik 特長(zhǎng)隧道對(duì)該臺(tái)車(chē)的成功應(yīng)用，為后續(xù)的長(zhǎng)隧道和特長(zhǎng)隧道緊急停車(chē)帶的襯砌施工提供了參考。

1 工程概況

黑山南北高速公路Smokovac-Matesevo 段是黑山共和國(guó)境內(nèi)的第一條高速公路，Vjeternik隧道是該段的重點(diǎn)控制性工程，隧道左、右洞分別為3039m和2852m，屬特長(zhǎng)隧道。隧道設(shè)計(jì)凈寬9.7m，凈高4.7m，最大縱坡i=2.5%，每隔500m 在行車(chē)方向右側(cè)設(shè)置一個(gè)緊急停車(chē)帶，左、右洞各設(shè)置5處緊急停車(chē)帶，每個(gè)停車(chē)帶縱向長(zhǎng)度50m，寬度13.2m，相比主洞標(biāo)準(zhǔn)斷面，增加一個(gè)應(yīng)急車(chē)道，供緊急情況下的停車(chē)使用，隧道緊急停車(chē)帶平面和橫斷面圖如圖1所示。

圖1 公路隧道緊急停車(chē)帶平面和橫斷面圖

2 組合式模板臺(tái)車(chē)的提出

本項(xiàng)目Klopt隧道和Vlac隧道按照三車(chē)道設(shè)計(jì)，斷面尺寸與Vjeternik 隧道緊急停車(chē)帶相符，襯砌臺(tái)車(chē)為液壓模板臺(tái)車(chē)，可將其轉(zhuǎn)場(chǎng)到Vjeternik 隧道進(jìn)行緊急停車(chē)帶的施工，但根據(jù)現(xiàn)有進(jìn)度計(jì)劃安排，只有一臺(tái)襯砌模板臺(tái)車(chē)能在Vjeternik 隧道緊急停車(chē)帶襯砌最晚開(kāi)始時(shí)間空閑出來(lái)，從而無(wú)法滿(mǎn)足左、右洞同時(shí)施工，進(jìn)而導(dǎo)致Vjeternik 隧道無(wú)法在合同工期內(nèi)完成施工。因此，需考慮新增一臺(tái)液壓模板臺(tái)車(chē)，參照以往隧道施工經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合實(shí)際需求提出以下三種技術(shù)方案進(jìn)行比選。

2.1 方案1：采購(gòu)緊急帶專(zhuān)用模板臺(tái)車(chē)

新購(gòu)一臺(tái)與緊急停車(chē)帶斷面尺寸相符合的襯砌模板臺(tái)車(chē)，在隧道緊急停車(chē)帶處進(jìn)行拼裝，采用有軌電動(dòng)走行系統(tǒng)，液壓升降脫模設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 緊急停車(chē)帶襯砌臺(tái)車(chē)結(jié)構(gòu)圖

由于該緊急停車(chē)帶臺(tái)車(chē)比主洞標(biāo)準(zhǔn)斷面襯砌臺(tái)車(chē)凈空體積大，需將鋼構(gòu)件和模板單元運(yùn)輸?shù)骄o急停車(chē)帶進(jìn)行拼裝；澆筑完1 個(gè)緊急停車(chē)帶襯砌后，需要完全拆解成細(xì)小單元再運(yùn)輸?shù)较乱粋€(gè)緊急停車(chē)帶進(jìn)行重新拼裝。隧道單洞共10 個(gè)緊急停車(chē)帶，需反復(fù)拆裝10次，不但消耗大量的人力、物力，還將耗費(fèi)大量的時(shí)間，從而增加施工成本，還會(huì)帶來(lái)一定的工期風(fēng)險(xiǎn)。此外，反復(fù)安裝的模板單元體積和重量均較大，在隧道狹小作業(yè)空間內(nèi)無(wú)法使用常規(guī)起重設(shè)備進(jìn)行吊裝，導(dǎo)致施工過(guò)程中的安全風(fēng)險(xiǎn)較大。

2.2 方案2：主洞襯砌臺(tái)車(chē)加寬處理

對(duì)主洞斷面的兩車(chē)道襯砌臺(tái)車(chē)在緊急停車(chē)帶處進(jìn)行加寬處理，具體方法為：在兩車(chē)道襯砌臺(tái)車(chē)面板的基礎(chǔ)上，增加緊急停車(chē)帶比主洞斷面多出的凈空體積部分的鋼構(gòu)，主要支撐構(gòu)件均通過(guò)焊接連接在原主洞兩車(chē)道臺(tái)車(chē)面板上，然后安裝標(biāo)準(zhǔn)組合鋼模來(lái)解決緊急停車(chē)帶襯砌澆筑的問(wèn)題。設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如圖3所示。

該方法的優(yōu)點(diǎn)是可將臺(tái)車(chē)應(yīng)用到主洞斷面和緊急停車(chē)帶斷面，所需投入的直接成本較低。但反復(fù)拆裝需要耗費(fèi)較多的人力和物力，從而增加施工成本；反復(fù)在主洞襯砌臺(tái)車(chē)面板上焊接、切割等將嚴(yán)重影響原面板的平整度及剛度，需局部補(bǔ)強(qiáng)并認(rèn)真打磨。

2.3 方案3：組合式襯砌模板臺(tái)車(chē)

針對(duì)方案1和方案2存在的不足之處，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)斷面與緊急停車(chē)帶斷面特點(diǎn)，設(shè)計(jì)一臺(tái)組合式模板臺(tái)車(chē)，通過(guò)左、右兩部分進(jìn)行拼裝組合，解決緊急停車(chē)帶二次襯砌的澆筑問(wèn)題。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖4所示。

圖4 組合式模板臺(tái)車(chē)結(jié)構(gòu)圖

該液壓模板臺(tái)車(chē)左、右兩部分均配備有獨(dú)立的輪式走行系統(tǒng)，且前輪具備轉(zhuǎn)向功能；臺(tái)車(chē)可在隧道外開(kāi)闊地帶分別采用吊車(chē)等專(zhuān)業(yè)起重設(shè)備進(jìn)行拼裝；頂部模板配備獨(dú)立液壓桿件，可將立柱拆除后收回超出標(biāo)準(zhǔn)斷面部分的模板，并通過(guò)液壓系統(tǒng)降低臺(tái)車(chē)頂模高度，從而使左、右兩部分均可獨(dú)立通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)斷面。臺(tái)車(chē)兩部分均行走至緊急停車(chē)帶后，通過(guò)轉(zhuǎn)向輪調(diào)整臺(tái)車(chē)方向，門(mén)架液壓頂升系統(tǒng)調(diào)節(jié)門(mén)架高度，利用高強(qiáng)螺栓將左、右兩部分的主梁牢固的連接在一起；然后頂升頂部模板實(shí)現(xiàn)合攏，從而解決緊急停車(chē)帶襯砌的澆筑問(wèn)題。待第一個(gè)緊急停車(chē)帶襯砌澆筑完成后，可將螺栓卸下、頂部模板收起，兩部分分別行走至下一個(gè)緊急停車(chē)帶進(jìn)行拼接組合，周而復(fù)始，完成隧道各緊急停車(chē)帶的施工。該臺(tái)車(chē)有效解決了方案1 和方案2 中的拆裝難度大和施工工期風(fēng)險(xiǎn)大的問(wèn)題，雖然定制和購(gòu)買(mǎi)的一次性投入較大，但其方便快捷的行走和拆裝組合，從根本上解決了洞內(nèi)拼裝的安全風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)有效地提升了施工進(jìn)度。

3 施工流程及質(zhì)量控制要點(diǎn)

本文提出的組合式模板臺(tái)車(chē)左、右兩部分采用高強(qiáng)螺栓連接，操作方便快捷。其主要施工工藝流程如圖5所示。

圖5 組合式臺(tái)車(chē)施工流程圖

其拼裝和使用過(guò)程中的主要質(zhì)量控制要點(diǎn)如下：

（1）隧道外拼裝時(shí)應(yīng)將場(chǎng)地整理平整，并鋪設(shè)鋼板或澆筑混凝土整平，確保臺(tái)車(chē)拼裝精度。

（2）臺(tái)車(chē)各部件均采用高強(qiáng)螺栓連接，應(yīng)分為初擰和終擰兩次完成，螺栓穿孔方向和墊片安裝方向應(yīng)與圖紙保持一致。

（3）由于臺(tái)車(chē)行走為輪式結(jié)構(gòu)，加之臺(tái)車(chē)自重較大，為防止行走時(shí)原地面下陷導(dǎo)致臺(tái)車(chē)無(wú)法正常行走，在無(wú)仰拱段落需考慮鋪設(shè)鋼板提供平整的行走路面。

（4）通過(guò)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)調(diào)整兩側(cè)模板至合適位置，螺栓孔位應(yīng)精準(zhǔn)對(duì)齊，安裝螺栓時(shí)應(yīng)能夠自由穿過(guò)，不得強(qiáng)行敲擊入孔。

（5）臺(tái)車(chē)模板落模后，應(yīng)將臺(tái)車(chē)回退至緊急停車(chē)帶中間部位進(jìn)行拆解，拆解前應(yīng)將連接部位殘留的混凝土、物品等清理干凈。

（6）螺母應(yīng)采用扳手拆除，如遇螺栓無(wú)法從孔內(nèi)退出時(shí)，應(yīng)查明原因，利用液壓系統(tǒng)或千斤頂微調(diào)角度將其退出，不得強(qiáng)行敲擊拆除，避免損壞絲扣，螺栓螺母拆除后應(yīng)妥善保存，不得損壞并影響后續(xù)安裝。

4 實(shí)際工程應(yīng)用效果

Vjeternik 隧道原計(jì)劃將新引進(jìn)臺(tái)車(chē)應(yīng)用于進(jìn)口端右洞的緊急停車(chē)帶施工，左洞采用Klopt隧道三車(chē)道臺(tái)車(chē)進(jìn)行襯砌澆筑。通過(guò)該新型臺(tái)車(chē)的應(yīng)用，項(xiàng)目在很短時(shí)間內(nèi)便完成了進(jìn)口端左、右洞共5個(gè)緊急停車(chē)帶混凝土的澆筑，具有施工效率高、拆裝工作量小、安全可靠等顯著優(yōu)點(diǎn)。以3 個(gè)緊急停車(chē)帶從臺(tái)車(chē)首次拼裝至澆筑完成并拆除臺(tái)車(chē)為例，不考慮澆筑混凝土?xí)r間，該新型二次襯砌臺(tái)車(chē)與其他兩種傳統(tǒng)臺(tái)車(chē)施工效率對(duì)比見(jiàn)表1。

表1 各方案臺(tái)車(chē)拆裝效率對(duì)比表/d

由此可見(jiàn)，該新型臺(tái)車(chē)相比傳統(tǒng)臺(tái)車(chē)在拆裝時(shí)間效率上有著較大的優(yōu)勢(shì)，尤其是針對(duì)緊急停車(chē)帶數(shù)量超過(guò)2 個(gè)以上的隧道有著廣泛的應(yīng)用前景。該臺(tái)車(chē)主門(mén)架寬度4.78m，高度4.5m，有足夠的空間便于各種機(jī)械設(shè)備的通行，可滿(mǎn)足隧道內(nèi)的交叉施工作業(yè)。現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況如圖6所示。

圖6 組合式模板臺(tái)車(chē)實(shí)際工程應(yīng)用

5 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)公路隧道緊急停車(chē)帶二次襯砌施工難題，通過(guò)方案對(duì)比提出了組合式模板臺(tái)車(chē)新技術(shù)，其通過(guò)簡(jiǎn)單便捷的拆裝協(xié)作，加快了施工進(jìn)度，避免了洞內(nèi)狹小空間內(nèi)的大規(guī)模拼裝，保障了隧道緊急停車(chē)帶襯砌安全高效施工。