一种超大纵坡隧道二次衬砌台车施工方法与流程

本发明属于隧道施工技术领域，具体涉及一种超大纵坡隧道二次衬砌台车施工方法。

背景技术：

隧道施工中，二次衬砌一般采用台车进行施工，通过台车进行施工，施工效率高。台车法施工过程中，为使台车行走不存在溜车风险，一般要求公路隧道最大纵坡不大于4％，铁路隧道最大纵坡不大于2％；当隧道所处坡道的坡度大于上述数值时，称为超大纵坡隧道。在超大纵坡隧道施工中，一方面由于台车自身重力作用，另一方面在浇筑混凝土过程台车存在向下和水平分力，导致台车会发生“溜车”、“翘头”等风险，带来安全隐患。

为了保证施工安全，在超大纵坡隧道施工中，一般采用现浇模板支架法施工，但是该方法施工工序多，存在投入人力多、工期长、成本高等缺陷。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种超大纵坡隧道二次衬砌台车施工方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种超大纵坡隧道二次衬砌台车施工方法，包括以下步骤：

s1、顶模防溜：台车在坡道行走及混凝土浇筑时，为防止拱顶模板受到斜向下的重力分力与门架脱离下溜，在台车上纵梁下端的底部安装防滑挡块；

s2、端模加固：沿端头模板的径向固定多个环向加固钢管，多个环向加固钢管通过钢管主楞固定在一起；作为优选的，所述多个环向加固钢管的分布密度随着其与仰拱之间的距离的减小而增大，即低端加密；钢管主楞设置为两道，形成双钢管主楞，使结构稳定性更好；

s3、台车就位后，使用铁鞋锁定台车走行系统；为防止台车在浇筑首段二衬混凝土时向下倾覆，对台车的门架尾部施加配重；进一步的，对台车的门架尾部加配重的方法为采用洞外装载机和汽车配重拉拽。这是因为考虑在进行首段二衬浇筑混凝土时，不具备倒链牵引防止下滑的条件，因此采用配重的方式稳定台车；

施工过程中，设置稳固组件用于稳固台车以防止台车“溜车”、“翘头”等风险；所述稳固组件包括防溜车结构、位于台车底部的支撑丝杠结构以及用于沿重力方向支撑台车的支撑结构；其中：

所述防溜车结构包括倒链、预埋在仰拱内的仰拱地锚以及拉环，所述拉环固定在台车的下纵梁上；所述倒链的一端与仰拱地锚连接，所述倒链的另一端与拉环连接；进一步的，所述防溜车结构共设八组，其中台车的两端各设四组，台车的每端两侧各设两组；位于坡度上段的四组同步均匀向下放行，另外位于坡度下段的四组倒用；

所述支撑丝杠结构包括固定在台车底部的若干个丝杠和固定在钢轨上用于支撑丝杠的双拼工字钢，所述双拼工字钢上开设有与钢轨适配的过轨孔；所述仰拱内预埋有多个固定螺栓，所述钢轨通过固定螺栓固定在仰拱的顶面；进一步的，预埋固定螺栓的方法为：将固定螺栓的底部焊接在仰拱的纵向钢筋上，然后在固定螺栓的丝头段抹黄油，并用透明胶带缠绕包裹，以保护丝头不被混凝土所污染；在固定钢轨时，揭去透明胶带即可；使用扣板式扣件将钢轨固定牢靠。

所述支撑结构包括设置在仰拱内的水平支承台以及位于水平支撑台和台车下纵梁之间的楔形调节钢箱所述楔形调节钢箱内固定有若干个加强肋板，通过加强肋板提高楔形调节钢箱的整体强度；所述楔形调节钢箱的上端面与台车下纵梁底面所在的斜面平行，楔形调节钢箱能够在竖直方向对台车起到支撑作用，从而降低台车受重力导致的惯性作用，使台车处于相对稳定的状态；进一步的，所述水平支撑台的顶部固定有支撑腿，所述楔形调节钢箱抵靠在支撑腿顶部；

台车就位后，要及时将液压系统回油卸荷液压顶杆，防止偏压造成液压顶杆受损，影响台车的正常使用。

作为优选的技术方案，步骤s3中，施工过程中，台车的模板与已施工衬砌进行搭接处理，以增加台车与衬砌之间的摩擦力；且可以减小每段二衬混凝土浇筑长度；

作为优选的技术方案，步骤s3中，所述稳固组件还包括保险钢丝绳、斜撑钢管以及端头钢轨限位板；所述保险钢丝绳的一端与台车的下纵梁固定连接，另一端与仰拱地锚固定连接，所述保险钢丝绳上具有调整长度紧线器，在台车下移过程中，通过调整长度紧线器，使其随台车下移调整长度，可用于防止台车在向下行走时导链失效造成溜车，起到双保险作用；所述斜撑钢管位于仰拱坡度的下段，斜撑钢管的一端支撑在台车上，斜撑钢管的另一端支撑在钢轨上；所述端头钢轨限位板设置在钢轨的下端部，所述端头钢轨限位板的底部固定在仰拱内，端头钢轨限位板具有增强钢轨稳定性的作用。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明提供的超大纵坡隧道二次衬砌台车施工方法，通过在台车上纵梁设置防滑挡块，不仅能够防止拱顶模板因斜坡影响受斜向下分力与门架脱离下溜，还能够进行局部微调。

(2)本发明通过环向加固钢管和钢管主楞对端头模板进行加固，提高台车结构的稳定性，使其稳定性更好。

(3)本发明通过设置防溜车结构、支撑丝杠结构和支撑结构等稳固组件，能够有效增加台车在钢轨上的稳定性，避免其由于坡道坡度过大导致其发生溜车、倾覆等意外。

(4)本发明提供的台车施工方法，可以克服现浇模板支架法施工存在的工期长、成本高等缺陷，显著提高施工效率、加快施工进度；同时能够减少人员投入，降低施工成本。

附图说明

图1为台车位于隧道内的主视图；

图2为端头模板加固结构示意图；

图3为台车位于隧道内的侧面剖视图；

图4为图3中a部放大图；

图5为支撑丝杠结构和支撑结构的结构示意图；

图6为双拼工字钢的结构示意图；

图7为双拼工字钢与钢轨配合的指示图；

图8为楔形调节钢箱的透视图；

附图标记：100-台车，101-上纵梁，102-下纵梁，103-拱顶模板，104-端头模板，200-仰拱，300-钢轨；3-防滑挡块，4-环向加固钢管，5-钢管主楞，6-铁鞋，71-防溜车结构，711-倒链，712-仰拱地锚，713-拉环，72-支撑丝杠结构，721-丝杠，722-双拼工字钢，723-过轨孔，73-支撑结构，731-水平支承台，732-楔形调节钢箱，733-加强肋板，734-支撑腿，8-固定螺栓，9-钢轨，11-保险钢丝绳，12-斜撑钢管，13-端头钢轨限位板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作更进一步的说明。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明中“固定”、“固定连接”、“安装”等均表示相互连接的两部件之间是固定在一起，一般是通过焊接、螺钉或胶粘等方式固定在一起。

在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为本发明的限制。

工程背景

华能庆阳煤电米家坡隧道断面形式采用直墙半圆拱形，净断面尺寸为：净宽×净高＝4.0m×3.6m。隧道出口段k2+2278～k2+263.869为-28.675％的下坡，属于超大纵坡隧道，由于工期紧，采用整体液压衬砌台车施工，台车自重46吨，二衬施工台车重心靠前，存在“溜车”和“翘头”风险。

一种超大纵坡隧道二次衬砌台车施工方法，包括以下步骤：

s1、顶模防溜：参考图1，台车100在坡道行走及混凝土浇筑时，在台车上纵梁102下端的底部安装防滑挡块3；防滑挡块3不仅能够防止拱顶模板103因斜坡影响受斜向下分力与门架脱离下溜，还能够进行局部微调；

s2、端模加固：参考图2，沿端头模板104的径向固定多个环向加固钢管4，多个环向加固钢管4通过钢管主楞5固定在一起；作为优选的，所述多个环向加固钢管4的分布密度随着其与仰拱之间的距离的减小而增大，即低端加密；钢管主楞5设置为两道，形成双钢管主楞，使结构稳定性更好；

s3、参考图3-8，台车就位后，使用铁鞋6锁定台车走行系统；为防止台车在浇筑首段二衬混凝土时向下倾覆，对台车的门架尾部施加配重；对台车的门架尾部加配重的方法为：采用洞外装载机和汽车配重拉拽。这是因为考虑在进行首段二衬浇筑混凝土时，不具备倒链牵引防止下滑的条件，因此采用配重的方式稳定台车；

施工过程中，设置稳固组件用于稳固台车以防止台车“溜车”、“翘头”等风险；所述稳固组件包括防溜车结构71、位于台车底部的支撑丝杠结构72以及用于沿重力方向支撑台车的支撑结构73；其中：

所述防溜车结构71包括倒链711、预埋在仰拱200内的仰拱地锚712以及拉环713，所述拉环713固定在台车的下纵梁102上；所述倒链711的一端与仰拱地锚712连接，所述倒链711的另一端与拉环713连接；进一步的，所述防溜车结构71共设八组，其中台车的两端各设四组，台车的每端两侧各设两组；位于坡度上段的四组同步均匀向下放行，另外位于坡度下段的四组倒用；

所述支撑丝杠结构72包括固定在台车底部的若干个丝杠721和固定在钢轨300上用于支撑丝杠的双拼工字钢722，所述双拼工字钢722上开设有与钢轨300适配的过轨孔723；所述仰拱200内预埋有多个固定螺栓8，所述钢轨200通过固定螺栓8固定在仰拱的顶面；进一步的，预埋固定螺栓的方法为：将固定螺栓8的底部焊接在仰拱的纵向钢筋上，然后在固定螺栓的丝头段抹黄油，并用透明胶带缠绕包裹，以保护丝头不被混凝土所污染；在固定钢轨时，揭去透明胶带即可；最后使用扣板式扣件将钢轨固定牢靠。

所述支撑结构73包括设置在仰拱200内的水平支承台731以及位于水平支撑台731和台车下纵梁102之间的楔形调节钢箱732，所述楔形调节钢732内固定有若干个加强肋板733，通过加强肋板733提高楔形调节钢箱732的整体强度；所述楔形调节钢箱732的上端面与台车下纵梁102底面所在的斜面平行，楔形调节钢箱732能够在竖直方向对台车100起到支撑作用，从而降低台车受重力导致的惯性作用，使台车处于相对稳定的状态；进一步的，所述水平支撑台731的顶部固定有支撑腿734，所述楔形调节钢箱732抵靠在支撑腿734顶部；

施工过程中，台车就位后，要及时将液压系统回油卸荷液压顶杆，防止偏压造成液压顶杆受损，影响台车的正常使用。

作为优选实施方式，步骤s3中，施工过程中，台车的模板与已施工衬砌进行搭接处理，以增加台车与衬砌之间的摩擦力；且可以减小每段二衬混凝土浇筑长度；在本工程中搭接处理的搭接距离为1.5米，每段二衬混凝土的浇筑长度控制在9米以内，控制混凝土浇筑高度每小时不超过1m；在台车上坡段拱顶预埋混凝土返浆管，能够观察拱顶混凝土浇筑时是否密实；

进一步优选的，步骤s3中，所述稳固组件还包括保险钢丝绳11、斜撑钢管12以及端头钢轨限位板13；所述保险钢丝绳11的一端与台车下纵梁102固定连接，另一端与仰拱地锚712固定连接，所述保险钢丝绳11上具有调整长度紧线器(图未视)，在台车下移过程中，通过调整长度紧线器，使其随台车下移调整长度，可用于防止台车在向下行走时导链失效造成溜车，起到双保险作用；在本项目施工过程中，斜撑钢管采用φ108钢管，左右两侧各设两道；所述斜撑钢管12位于仰拱坡度的下段，斜撑钢管12的一端支撑在台车上，另一端支撑在钢轨300上；所述端头钢轨限位板13设置在钢轨的下端部，所述端头钢轨限位板13的底部固定在仰拱200内，端头钢轨限位板具有增强钢轨稳定性的作用。

本发明通过设置防溜车结构71、支撑丝杠结构72和支撑结构73等稳固组件，能够有效增加台车在钢轨上的稳定性，避免其由于坡道坡度过大导致其发生溜车、倾覆等意外。本发明提供的台车施工方法，可以克服现浇模板支架法施工存在的工期长、成本高等缺陷，显著提高施工效率、加快施工进度；同时能够减少人员投入，降低施工成本。