铁路隧道工程中衬砌新工艺的应用

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摘要本文总结了宝兰铁路客运专线隧道二衬施工中采用的新工艺，采用钢端模固定环向中埋式止水带施工工艺和固定工装固定矮边墙纵向中埋式止水带，解决了环向和纵向止水带线型弯曲、定位困难的问题，确保止水带不偏位、不变形;采用轨行式水沟电缆槽台车，起到控制水沟线形歪斜，提高施工工效等效果;采用自行式液压仰拱台车，实现了隧道仰拱快速、高效的施工，确保了隧道工程质量及安全。

关键词隧道施工；液压仰拱台车；水沟电缆槽；止水带固定工装

宝兰铁路客运专线隧道施工针对隧道二衬端头止水带易偏位变形、矮边墙中埋式止水带易跑位、仰拱圆弧面难以控制、水沟线形歪斜等易产生隐患或影响进度等关键环节，进行了隧道施工科技攻关研究，并在实际工程中采用了二衬台车钢端模、止水带固定工装、轨行式液压水沟电缆槽台车及自行式液压仰拱台车等工法和工装设备，取得了较好的效果。

1工程概况

宝鸡至兰州客运专线东起陕西省宝鸡市，自西宝客专宝鸡南站引出，沿渭河峡谷南岸向西，至甘肃省天水市麦积区新建天水南站，出站下穿耤河及天水北山滑坡群，沿天巉公路向西北方向至秦安县设站，出站沿天巉公路西行，经通渭县、定西市至兰州市榆中县，穿越皋兰山、沈家岭后引入终点兰州西站。宝兰铁路客运专线BLZQ－2标，里程起讫范围为:DK655+448～DK683+620，全长28．172km。其中桥梁长1．08km，占线路的4%，隧道长27．055km，占线路的96%，整个标段以隧道为主，共有双线隧道6．5座，分别为5899延km的太宁隧道、7621延km的晁峪隧道、6306延km安平隧道、3731延km的林光村隧道、1706延km的南马棕山隧道及千家沟隧道、1735延km的牛背隧道(半)。隧道二衬采用模筑混凝土台车组织施工，仰拱采用仰拱台车组织施工。隧道防水要求达到一级防水标准，施工采用“防、排、堵、截结合，因地制宜，综合治理”的原则。隧道拱墙每环设置背贴式、中埋式钢边止水带，仰拱与拱墙交接处设置中埋式止水带、止水条。隧道两侧设纵向通长电力、电信、水沟电缆槽。

2新工艺的运用

2.1二衬台车钢端模

针对隧道二衬端头止水带易偏位变形及端部混凝土不平整的问题，对二衬台车钢端模进行改造设计，二衬台车钢端模构造如图1所示，主要由二衬台车+固定钢模+活动钢模+内侧木模及顶托、工字钢固定后座等组成。钢端模分块尺寸、重量，及联接情况如下:钢端模由固定钢端模D2及活动钢端模D1组成，每块长度为402mm，重量分别为14．2Kg、11．9Kg;每块钢端模设计为L型结构，高度均为210mm，宽度分别为220mm、150mm(可根据设计止水带的位置进行适当调整)。隧道二衬台车钢端模技术的应用，很好的确保了二衬端部混凝土表面的平整、不变形;固定钢模及活动钢模很好的固定了环向止水带的位置，并保护止水带不受损伤。解决了隧道二衬施工端部不平整及止水带褶皱变形等问题，确保了隧道施工质量，效果显著。

2.2止水带固定工装

一般隧道施工中仰拱和拱墙分开浇筑，为确保仰拱与拱墙之间施工缝的防水性能，需在浇筑仰拱时沿纵向铺设中埋式止水带。传统的施工工艺一般存在纵向止水带定位困难、施工效率低、成型后止水带线型弯曲、止水效果差等问题。为解决这点问题，研究设计了纵向止水带固定工装的方法，其构造如图2所示。主要由定位销、U型定位钢筋、加密U型卡具、纵向角钢等部件组成。按矮边墙施工每工班施工长度，该工装纵向角钢长度设计为10～12m、定位销及U型钢筋每150～200cm设置一道。技术成果的应用，解决了纵向止水带线型弯曲、定位困难的问题。在矮边墙施工过程中，准确、稳固的对纵向止水带进行定位，确保隧道施工质量，取得良好效果。

2.3轨行式液压水沟电缆槽台车

2．3．1轨行式液压水沟电缆槽台车构造为满足电力、通信以及隧道排水等功能要求，需在轨道两侧设置水沟及电缆槽。为提高施工效率同时保证施工质量，采用轨行式液压水沟电缆槽台车，其构造如图3～4所示。主要由桁架支撑系统、行走系统、液压系统、模板系统等组成。台车长度为10～12m，每3m间隔设置4道桁架;行走系统采用轨行式，液压电气驱动;桁架两侧设置支撑梁，采用液压杆件连接模板系统;模板采用整体钢模，长度同台车长度。2．3．2轨行式液压水沟电缆槽台车优点和效果质量控制好:轨行式液压水沟电缆槽台车采用整体钢模设计，模板强度大、稳定性好，避免施工过程中出现“跑模”现象;并在钢模上设置附着式振动器，振动时间采用数控方式，确保了振动效果，避免出现蜂窝麻面、翻砂等现象。施工效率高:隧道水沟电缆槽传统施工方法采用小块模板进行拼装，整体性差，模板安装及加固支撑、模板拆除耗时较长，每循环施工模板采用人工倒运，施工效率低，每循环施工周期约3天。采用轨行式液压水沟电缆槽台车进行施工，台车拼装完成后，每次施工作业只需要安装钢轨，台车就位后，全自动进行操作，进行模板的就位，不需拼装和拆除模板，施工快捷，每循环施工周期1天。水沟电缆槽台车施工的水沟、电缆槽效果详如图5。

2.4自行式液压仰拱台车

2．4．1自行式液压仰拱台车构造根据相关要求，仰拱浇筑与仰拱填充要分开浇筑，且仰拱混凝土要一次性浇筑(即不留施工缝)。因仰拱中部弧度较小，坡度平衡，可不设模板;而两侧混凝土由于坡度较大，且需预留施工缝、安装止水带，需设置模板。浇筑时先采用自然摊铺的方法从中间向两边浇筑，浇至仰拱模板下沿时，改由仰拱两侧的顶部入模。根据上述浇筑方法，为保证浇筑质量，加快施工进度，采用自行式液压仰拱台车，该台车总体构造如图6，主要由纵向主梁、圆弧模板、行走系统及配重平台、液压系统、端头模板及支撑系组成，其中仰拱模板构造。2．4．2自行式液压仰拱台车的优点采用仰拱台车，确保仰拱与填充层分开浇筑，施工规范。施工效率高:传统的施工方法，仰拱每循环施工周期为4天，采用仰拱台车施工，每循环施工周期为2.5天。确保步距红线不超标:采用仰拱台车施工，每月的仰拱进尺可达到120～144m，与围岩开挖进尺相匹配，有力的保证了仰拱距离掌子面的距离不超标。现场施工实体效果图。

3结语

本文总结了在铁路隧道仰拱施工及水沟电缆槽等的施工过程中，系列新技术成果的成功应用，实现了隧道仰拱快速、高效的施工，确保了隧道工程质量及安全，无论在施工进度还是施工质量上均得到了很好的控制，取得了显著的经济效益;同时为隧道施工提供了工程实践参考。

参考文献

［1］肖广智.铁路隧道施工新技术［M］.北京:人民交通出版社，2016

［2］柳其圣.液压仰拱台车在铁路隧道施工中的应用分析［J］.铁道建筑技术，2016，4:115－117.

［3］周继涛，卢江华，张宁.自动液压成型台车在隧道水沟电缆槽施工中的应用［J］.公路交通科技:应用技术版，2016，7:271－272.

［4］李彦乐.特长隧道水沟电缆槽整体移动模架施工技术［J］.山西建筑，2016，43(7):191－193.

作者：李赵九 何山 单位：中铁四局集团第五工程有限公司 宁波轨道交通集团有限公司