内衬与掘进同步施工的铁路隧道盾构施工方法及台车轨枕

本发明涉及一种铁路隧道盾构施工方法，尤其涉及一种内衬与掘进同步施工的铁路隧道盾构施工方法及台车轨枕，属于铁路隧道盾构施工。

背景技术：

1、铁路隧道越来越多采用盾构机施工，一般盾构隧道采用单层管片衬砌结构形式。但随着盾构隧道在重载铁路工程中的应用，隧道在铁路重载下易产生较大的纵向不均匀沉降，因此单层管片衬砌结构往往不能满足重载铁路隧道长期运营要求，需采用双层衬砌结构，此时则需要考虑内衬的施工。

2、目前铁路隧道盾构施工如果要涉及内衬施工，要么参考矿山法隧道的半同步施工方案，要么采用先完成整体掘进施工后，再进行内衬浇筑施工。这两种传统方法存在如下缺陷：

3、其一，矿山法隧道的内衬施工往往需要暂停隧道掘进，待内衬施工完成后再恢复隧道掘进，如此循环，施工效率较低。盾构隧道若采用该内衬施工方法，则盾构机长期处于待机状态，进而降低盾构掘进效率，施工风险高、经济效益差。

4、其二，先完成整体掘进施工后再进行内衬浇筑施工的方法，施工能够顺利进行，但施工进度和效率很低，施工周期长。

5、另外，在铁路隧道内浇筑施工中，由于既要考虑工作人员和物资运输，又要考虑支模、浇筑等施工需求，所以需要铺设电车(指用于输送施工人员和施工物资的电动车辆)轨道(电车轨枕指供电车使用的轨道，一般为钢轨)和台车(指用于衬砌施工的施工车，也称为衬砌台车)轨道(台车轨枕指供台车使用的轨道，一般为钢轨)，电车轨道安装在电车轨枕(轨枕是直接支承铁路轨道的结构物，电车轨枕指供电车使用的轨枕)上，台车轨道安装在台车轨枕(台车轨枕指供台车使用的轨枕)上，为了能够在直径不大的隧道内同时安装两种轨道，传统方式一般在隧道内底部铺设电车和台车共用的长轨枕，使电车轨道与台车轨道位于同一水平面，台车轨道需要向前转移循环利用时，只转移台车轨道，不移动长轨枕，但是这种长轨枕耗材较高，稳定性较差，而且若台车与电车位于同一水平面，浇筑平台内存放混凝土的存罐平台可能会影响电车在隧道内的通行。

技术实现思路

1、本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种高效安全的内衬与掘进同步施工的铁路隧道盾构施工方法及台车轨枕。

2、本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

3、一种内衬与掘进同步施工的铁路隧道盾构施工方法，包括以下步骤：

4、步骤1、铺设电车轨枕及电车轨道：在盾构掘进以及拼装管片时，同步在隧道底部铺设电车轨枕，在电车轨枕上铺设电车轨道；

5、步骤2、铺设台车轨枕及台车轨道：在铺设电车轨枕及电车轨道的同时，同步在电车轨枕左右两侧铺设台车轨枕，并在台车轨枕上铺设台车轨道；

6、步骤3、台车及内衬浇筑平台推进：台车轨枕及台车轨道铺设完成后，将台车推进至隧道指定段进行台模安装准备，台车后方同步推进内衬浇筑平台，内衬浇筑平台上的泵车进行混凝土压注准备，在此过程在，台车与内衬浇筑平台共用所述台车轨枕及台车轨道；

7、步骤4、内衬钢筋配置及扎筋：若内衬为钢筋混凝土结构，在地面或台车内完成内衬钢筋配置后进行扎筋；若内衬为素混凝土结构，则不进行钢筋操作；

8、步骤5、台模定位及端模安装：待内衬钢筋配置完成后，在台模外侧涂脱模剂，将台模顶升至指定位置，台模定位完成后进行端模安装；所述台模由一片位于顶部的上拱台模和两片位于上拱台模两侧下方的下拱台模连接而成；

9、步骤6、安装底部钢堵头：待台模定位后，在下拱台模端部安装底部钢堵头，作为内衬混凝土下拱底端部模板；

10、步骤7、内衬混凝土浇筑：在台模内插入混凝土泵管，通过内衬浇筑平台上的泵车进行内衬混凝土压料、振实；

11、步骤8、内衬混凝土养护及台模清理：待内衬混凝土到达指定强度后拆除台模及端模进行清理回收，准备用于下一浇筑段的内衬浇筑；

12、步骤9、台车轨道及台车轨枕拆除并转移：在内衬混凝土养护期间拆除已浇筑内衬区域的台车轨道及台车轨枕，将后方的台车轨道及台车枕轨转移至前方未浇筑段，进行台车轨道及台车枕轨的循环利用；

13、步骤10、进行下一浇筑段浇筑：待台车轨道及台车枕轨向前转移完成，且内衬混凝土完成养护后，将台车和内衬浇筑平台推进至下一浇筑段，进行下一段内衬混凝土的浇筑；电车轨枕及电车轨道则连续铺设并保留，直到完成整个隧道掘金和内衬浇筑后，拆除电车轨道、电车轨枕、台车轨道和台车轨枕。

14、作为优选，为了提高台车轨枕的强度并与隧道稳定连接，所述步骤2中，所述台车轨枕为预制钢结构，所述台车轨枕由不同型钢预制时将其焊接为整体；所述台车轨枕与隧道的盾构管片通过螺栓连接，所述台车轨枕的一端端面与所述电车轨枕的对应端面之间面面接触。

15、作为优选，为了便于连接上拱台模和下拱台模，所述步骤5中，所述上拱台模的两端设有上预埋件且该上预埋件上设有螺栓孔，所述下拱台模的上侧端部设有下预埋件且该下预埋件上设有螺栓孔，所述上预埋件与所述下预埋件之间通过螺栓连接。

16、作为优选，为了可靠连接下拱台模与台车轨枕上，所述步骤5中，所述下拱台模的下侧端部设有螺杆支撑接头，与所述台车轨枕上的螺杆支撑接头通过螺杆连接。

17、作为优选，为了堵住缝隙，所述步骤6中，所述底部钢堵头的一端与对应的所述下拱台模的底部平齐、另一端与所述台车轨枕之间的间隙填充有支撑楔子。

18、作为优选，为了可靠连接底部钢堵头与台车轨枕上，所述步骤6中，所述底部钢堵头上设有螺杆支撑接头且该螺杆支撑接头与所述台车轨枕上的螺杆支撑接头通过螺杆连接。

19、作为优选，为了确保混凝土的流动性，所述步骤7中，所述泵车罐仓内自带动力装置。

20、一种内衬与掘进同步施工的铁路隧道盾构施工方法采用的台车轨枕，包括第一弧形型钢、第二弧形型钢、竖向支撑型钢和横向轨面型钢，所述竖向支撑型钢的上端与所述横向轨面型钢的一端焊接连接，所述第一弧形型钢和所述第二弧形型钢的弧度分别与隧道对应位置弧度相同，所述第一弧形型钢的圆弧内侧与所述竖向支撑型钢的下端焊接连接，所述第一弧形型钢的一端端面为竖向平面且该竖向平面用于与所述电车轨枕的对应端面相互接触，所述第二弧形型钢的圆弧内侧与所述横向轨面型钢的另一端焊接连接，所述第一弧形型钢和所述第二弧形型钢的圆弧外侧分别设有连接孔且该连接孔用于与所述盾构管片连接。

21、作为优选，为了提高台车轨枕的强度，所述竖向支撑型钢上远离所述横向轨面型钢的一侧竖向表面与所述第一弧形型钢的圆弧内侧表面之间、所述横向轨面型钢的下表面与所述第二弧形型钢的圆弧内侧表面之间分别焊接有加强肋板。

22、作为优选，为了便于与其它部件连接，所述横向轨面型钢的上表面设有两个螺杆支撑接头。

23、本发明的有益效果在于：

24、本发明通过在盾构隧道掘进的同时，铺设临时且相互独立的电车轨枕和台车轨枕，确保两者不会互相干扰，提高了台车运行可靠性和支模等操作的顺畅性，通过台车支台模，并由台车后方的内衬浇筑平台进行内衬混凝土的压注，能够实现内衬与盾构掘进同步施工，即一边掘进一边浇筑内衬，从而显著提高了施工效率；本发明施工方法同样可推广应用于有设置内衬结构需求的城市道路盾构隧道、市政盾构隧道(燃气、电力、给水等)。另外，本发明的台车轨枕采用相互连接的第一弧形型钢、第二弧形型钢、竖向支撑型钢和横向轨面型钢，能够实现与隧道的盾构管片、下拱台模以及底部钢堵头之间的稳定可靠连接，并与电车轨枕相互面面接触实现定位，而且便于快速装拆，便于循环利用，适用于大多数铁路盾构隧道内衬与盾构掘进的同步施工作业。