隧道二衬台车长度及改装设计与经济性探索

【关键词】隧道围岩二次衬砌 台车结构长度改装工期经济性 

中图分类号：u45文献标识码：a 文章编号： 

目前，隧道衬砌施工由过去的手工操作走向综合机械化，提高隧道衬砌质量和工作效率是施工的最大需要。台车是铁路、公路隧道混凝土衬砌一次成型设备，产品性能良好、结构合理、衬砌质量高,是隧道二衬施工普遍采用的施工设备。如何根据设计、规范、施工工期及隧道围岩特性，设计及订做合适尺寸的台车，是隧道施工技术人员需要掌握的技巧。 

1、工程概况 

广源（广灵～浑源）高速公路第三合同段黄龙隧道位于山西省广灵县黄龙村之间，设计为左右线分离式，两洞中轴线间距30米。左线全长1112米，围岩情况：ⅲ级190米，ⅳ级220米，ⅴ级702米；右线全长1120米，围岩情况：ⅲ级190米，ⅳ级130米，ⅴ级800米。不良地质现象主要是地表岩溶、崩塌、岩堆和黄土湿陷。隧道建筑限界净宽10.75m、净高5.0米，ⅲ级、ⅳ级围岩衬砌厚度为40厘米c30混凝土，ⅴ级围岩为45厘米~50厘米的c30钢筋混凝土（紧急停车带加宽段为60厘米的c30钢筋混凝土）。 

2、衬砌工期要求 

整个标段项目建设工期为15个月，扣除洞口施工1个月，尾工处理0.5个月。计划隧道有效施工工期为13.5个月，隧道二衬施工必须在上断面开挖约90~100米方可形成工作面，而黄龙隧道进口段约700余米为ⅴ级围岩，单循环进尺为1.5米，1天施工2个循环，进尺3米。隧道有效施工工期越为11个月。 

3、钢模衬砌台车结构形式选择 

二次衬砌采用整体式钢模板台车全断面衬砌施工，根据现行的施工技术及施工经验，左右洞各采用1台通用的液压式钢模衬砌台车，台车架刚性要求低，结构型式灵活，重量轻，加工要求和施工中车辆通行标高要求低。 

行走机构由主动、被动两部分组成，整机行走由2套主动行走机构完成，行走传动机构带有液压推杆制动器，以保证整机在坡道上仍能安全驻车。 

台车架由端门架、中间门架、上下纵梁、斜拉杆、支承杆等组成，各部分通过螺栓联为一体。 

模板由螺栓联为一体的数块顶模和侧模组成，支模时，顶部液压缸将顶模伸到位，再操纵侧向液压缸，将侧模伸到位，调整顶部、侧部支承丝杠、完成支模；收模时，按上述相反顺序实施，不需拆模板，采用衬砌台车提高了衬砌质量和施工效率，降低了劳动强度，另外在顶模上安装有数台附着式振动器，供混凝土振捣用，每块模板上有工作窗口，用于灌注混凝土。 

液压系统由电动机、液压泵、手动换向阀、垂直及侧向液压缸、液压锁、油箱及管路组成，其功用是快捷、方便地完成支收模、即顶模升降和支承侧模。 

4、钢模衬砌台车工期进度安排设及计 

隧道衬砌施工进度分析： 

ⅴ级围岩c30钢筋混凝土：两个循环之间的时间间隔为3.5天。 

ⅲ级、围岩ⅳ级c30防水混凝土：两个循环之间的时间间隔为2.5天。 

采用台车的常规尺寸进行试算： 

①、全部采用10.5米或以下台车，进度不能满足要求，予以否定。 

②、全部采用12米及以上台车，满足进度要求，仍有一定富裕。可做参考。 

③、左洞：ⅴ级围岩702米，ⅲ级、围岩ⅳ级410米，采用12米台车， 

右洞：ⅴ级围岩800米，ⅲ级、围岩ⅳ级320米，采用10.5米台车。 

ⅴ级围岩工期（不含40米加宽段）：762米/（10.5/3.5）米/天=254天 

ⅲ级、围岩ⅳ级工期：320米/（12/2.5）米/天=76.天。 

除加宽段实际完成工期：（254+76）=330天=11个月。 

ⅴ级围岩工期（不含40米加宽段）：662米/（12/3.5）米/天=193.08天 

ⅲ级、围岩ⅳ级工期：410米/（12/2.5）米/天=85.42天。 

除加宽段实际完成工期：275.5天 

正常段施工完成后10天时间进行台车改造6米（改造一半），增加模板支架共计12吨，两个循环之间的时间间隔为3天（长度为原来的一半）加宽段所需时间40÷（6÷3）=20天。 

用5天时间左洞台车整体拆割成2~3部分，移动到右洞组装，右洞加宽段时间工期为20天。累计左洞台车使用时间为（275.5+10+20+5+20）=330.5天=11个月。 

工期基本满足要求。 

5、经济性分析 

钢模衬砌台车的断面尺寸由隧道断面形式决定，基本断面形式为（净宽：11.4米，净高7.306米；上断面为半径r=570里面的圆弧），另外每个单洞有40米的紧急停车带加宽段（净宽：13.9米，净高7.85米；上断面为半径r=747里面的圆弧），经计算得出，衬砌台车每延米重量为5.52吨。制作费用为7600元/吨，现场安装费用为1600元/吨。加宽段改造每延米增加钢模2吨。 

针对上述工期安排主要对②、③方案进行经济性分析 

②方案： 

台车费用：5.52吨/米×12米×（7600+1600）元/吨×2台=1218816元。 

加宽段改装费用：2吨/米×12米×（7600+1600）元/吨×2台=441600元 

②方案费用合计为1660416元 

③方案 

左洞台车费用：5.52吨/米×12米×（7600+1600）元/吨=609408元 

右洞台车费用：5.52吨/米×10.5米×（7600+1600）元/吨=533232元 

左洞加宽段改装费用：2吨/米×6米×（7600+1600）元/吨=110400元 

左洞移右洞整体拆装费用：2吨/米×6米×2000元/吨=24000元 

③方案费用合计为1277040元。 

③方案比②方案节约费用为383376元 

6、结语 

在隧道施工中，充分并正确考虑围岩情况对二衬工期的影响，分析及运用衬砌台车的施工工艺，正确选择衬砌台车的结构形式，并根据实际情况设计二衬台车长度及改装方案，在保证工期、质量、安全的前提下，可以为企业大量节约成本，取得良好的经济效益，。 

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