王松　喻致蓉

【摘 要】本文以广州市轨道交通二十一号线工程13标金坑站～镇龙南站区间隧道二衬施工为例，介绍了新型无轨式隧道衬砌液压台车在隧道二衬施工中的设计与应用。工程实践表明，采用新型无轨式隧道衬砌液压台车既可以满足隧道衬砌施工正常掘进，又可以避免传统隧道二衬台车衬砌过程中反复铺设轨道的繁琐工序，施工效率高，混凝土衬砌质量好，同时减轻了二衬作业工人的劳动强度，很好的解决了目前国内存在的普遍隧道建设施工过程需要铺设行走轨道，隧道衬砌台车移动不方便、铺设钢轨耗费人力大问题，经济效益显著。

【关键词】无轨式；隧道二次衬砌；液压台车

中图分类号： U482.2 文献标识码： A 文章编号：2095-2457（2018）08-0136-003

The design and application of a new type of non-rail tunnel lining hydraulic trolley in the secondary

lining of the tunnel

WANG Song YU Zhi-rong

（Pingdingshan Pingmei Coal Mining Machinery Equipment Co.，Ltd.，Pingdingshan 467000，China）

【Abstract】In this paper， the Guangzhou Metro Line twenty-one project No.13 Jinkeng station to Zhenlong south station secondary lining of the tunnel construction as an example， this paper introduces a new type trackless type hydraulic tunnel lining trolley in the design and application of the construction of the secondary lining of the tunnel. The engineering practice shows that the new type rail tunnel lining trolley hydraulic tunnel lining construction can meet the normal tunneling operation， and avoid the tedious process of laying the track in the process of the the secondary lining of the tunnel， the construction is more efficient， and the quality is better， and reduces the labor intensity of the workers， a good solution the construction process of traditional tunnel and existing laying the track， hydraulic trolley is easy to move. Reduce the expenses of labour，its economic efficiency has greatly improved.

【Key words】A non-rail tunnel；Secondary lining of the tunnel；Lining hydraulic trolley

1 背景技术

隧道衬砌台车是复合衬砌隧道施工过程二次衬砌施工中必须使用的专用非标机械装备。近几年来随着我国高铁建设与高速公路建设工程项目的大力推进，大量的隧道工程项目开工建设，越来越多的新项目、新课题不断涌现，迫切需要新的隧道施工装备在施工效率、衬砌质量、安全性能上产生突破。

2 项目概况

广州市轨道交通二十一号线工程（金坑站～镇龙南站区间）【施工13标】土建工程包金坑站～镇龙南站区间暗挖、盾构隧道的主体及附属结构土建工程，标段设计起始里程为YDK28+790.000，设计终点里程为YDK33+973.490。本标段设计范围包括山岭暗挖区间隧道、盾构区间隧道、联络通道、废水泵房，2个中间风井、施工竖井等。区间隧道范围内共设10个联络通道。

金坑站～镇龙南站区间线路走向出金坑站后，以高架形式向东北方向进行，于YDK28+790处进入山岭隧道，在YDK30+327.233处设置施工竖井，在YDK30+710处设置1#中间风井兼盾构始发井，然后以盾构形式下穿和田村，接着以半径为2000的曲线拐入广汕路，沿着广汕路下方进行，下穿规划中的花冠高速、人行天橋，线路偏离广汕路在广汕路东侧进行，下穿广州康耐登家居用品有限公司，并于公司绿地上设置2#中间风井，然后再下穿三座规划中的人行天桥，后进入镇龙南站。

3 新型无轨式隧道衬砌液压台车介绍

3.1 新型台车设计原理

如下图所示：根据设计院施工图转弯半径和二衬混凝土厚度等技术参数，本新型无轨式隧道衬砌液压台车设计为一次衬砌长度10.5米，整体结构由门架系统（1）、模板系统（2）、支撑系统（3）、横移系统（4）、纵移系统（5）、液压系统（6）、电气系统（7）七个主要部分组成；在使用过程中门架系统（1）与模板系统（2）通过支撑系统（3）共同作用形成固定的整体，然后方可浇筑混凝土。当台车位置需要调整时，启动液压系统（6）、电气系统（7），可根据实际隧道衬砌需要通过操作横移系统（4）、纵移系统（5）来满足实际需要。

具体操作如下：通过操作横移系统（4）可实现台车中心线左右移动；通过操作纵移系统（5）可实现隧道衬砌台车前进、后退。

台车需要纵向移动时，操作手动阀手柄，顶升油缸收缩，台车整体下降至纵移系统（5）纵向滑移轮座落至地面上且平移滑座悬空，使纵移系统（5）的滑移轮座生根，台车处于悬空状态，然后纵向滑移油缸收缩拉动主门架下纵梁在纵向滑移轮座的滚轮上移动，整个台车往前移动。纵向滑移油缸收缩到零行程后，顶升油缸伸出至平移滑座落至地面生根且纵向滑移轮座悬空， 纵向滑移油缸伸出拉动纵向滑移轮座前移，直至油缸满程。到此台车纵向行走的一个循环结束。以此类推，反复循环操作可实现整个台车的前进或后退。

为确保二衬施工过程中安全，可靠，已对台车的门架系统、模板系统、支撑系统等主要承受荷载构件进行有限元分析计算，强度、刚度、稳定性均满足施工要求，这里不再赘述。

3.2 台车在隧道二次衬砌中所能达到的目的：

（1）当隧道开挖偏离中心时，可通过模板平移调整机构调整到隧道中心线，满足了设计图纸和施工要求。

（2）台车设计有足够的强度和刚度，在液压缸和支撑丝杆的联合作用下，钢模板与门架形成一个大的刚性整体，能抵抗浇筑混凝土强大的垂直和水平侧向压力，台车不发生变形。由于各受力支点设计合理，有效的利用了台车自身的重量和混凝土的压力，保证了台车浇注混凝土时克服混凝土的上浮作用。

（3）工作窗口布局合理，使台车便于涂抹脱模剂、两侧浇注混凝土和振捣作业，顶部设有注浆口，两侧对称注入混凝土，减轻施工人员强度。

（4）每节模板接缝严实，混凝土振捣密实，混凝土表面光滑、平整、美观。无蜂窝、斑点、错台现象发生。

3.3 新型台车加工要求

由于混凝土质量和外观要求越来越高，模板系统的质量平整度和强度对于隧道衬砌表面质量至关重要。本台车的面板和法兰等重要零部件均在国内率先采用大型数控激光下料设备进行加工，在CAD绘图软件中排版完毕一次下料，速度快，质量好，从而保证所有圆弧半径、孔位尺寸的精准，精度误差±0.2mm。其他非主要构件连接法兰均采用模具板钻孔加工，确保连接配合精度尺寸。

4 新型无轨式隧道衬砌液压台车施工特点

与传统电机驱动的有轨隧道台车相比，新型无轨式隧道衬砌液压台车具有以下四个特点：

4.1 避免了传统台车铺设轨道的繁琐工序，后续移动方便，施工效率高，减轻施工作业人员劳动强度

由于在设计上改变了传统的轨道行走系统和减速设备，设计了一种液压油缸行走系统，并加设了防滑装置和锁紧装置，结构简单明确，力学性能好，使用方便。本设计的目的就是避免繁琐的铺设钢轨，大量的搬转倒运钢轨特别是在夜间存在一定的危险性，采用无轨式台车不但节约人工，提高效率，还可缩短隧道建设周期。

4.2 改变了传统台车电机驱动在隧道坡度大时电机驱动在低速运行时会产生振动和爬行现象、消除台车下滑失稳的隐患。

由于液压传动是传动功率大，低速、平稳，控制精度高，有液压锁等过载保护能力，显然在动力上尤其是上坡坡度较大的隧道优势更加明显。

4.3 克服了传统台车模板接缝外观难题

由于台车整体衬砌长度较大，受限于钢板轧制和运输条件，一般均为1.5-2米长的标准节块模板到达工地现场后组装而成。为减少错台和缝隙，并在现场贴双面胶填充密实。在实际施工过程中都不可避免的或多或少存在一条竖向的拼接缝，从而在后续的二衬施工中隧道表面也会累积下一条拼缝。而采用激光下料的加工方法后，所有连接法兰精度更高（精度误差±0.2mm），基本消除错台现象。比现有技术条件下误差1mm内的普遍要求有了很大的提高。

4.4 避免了传统台车轨道地面的硬化苛刻要求，无轨式台车适应路况更广

传统台车由于要铺设轨道，轨道底面的路面必须进行必要的硬化处理，否则轨道在承受整个台车的荷载时候轨道不可避免的发生位移，严重时候甚至会导致整个隧道轴线的跑偏。新型台车由于是整个滑移轮座着地，与地面形成一个大的面接触，承受荷载能力更强，对地面要求相对宽松，只需要简单混凝土硬化或者碎石压实硬化即可满足通行条件。

5 新型无轨式台车安装工艺流程

原则上优先考虑在洞外安装，采用25t吊车配合人工进行吊装。安装前技术安全交底→安装准备→清理平整施工场地→安装下纵梁→安装门架→安装拱顶结构→安装模板→安装纵移机构→安装附属机构→连接液压系统、电气系统→调试台车。

空载试车，液压系统、电气系统工作是否正常。试验台车各种动作是否灵活、准确到位。

6 隧道台车使用注意事项

6.1 隧道台车的浇筑过程按以下几步进行：

（1）检查丝杠支撑位置是否满足设计要求，对地丝杠支撑位置正确、牢固。

（2）检测台车的中心轴线是否与隧道设计中轴线重合；

（3）检查、测量整个隧道台车模板外部轮廓是否满足设计要求，台车拱顶处标高是否达到施工要求；

（4）检查台车矮边墙高度是否满足设计要求。

（5）检查台车模板外表面是否涂抹脱模剂，脱模剂厚度是否满足要求。

（6）浇筑施工，浇筑过程中应匀速、对称浇筑，并随时观察台车整体状况，发现异常，应按照预定预案处理后方可继续施工。

6.2 隧道台车移动注意事项

（1）台车移动前尤其在冬季施工气温较低时段，应将液压泵站空转运行1-2分钟，待液压压力平稳后再移动台车；

（2）侧模油缸和頂升油缸将台车外轮廓支撑至设计轮廓断面后应及时将可调节支撑丝杆支撑到位，避免长时间浇筑过程中液压油缸压降造成隧道轮廓偏差。

7 结论及建议

（1）新型无轨式隧道衬砌液压台车在设计上改变了传统的轨道行走系统和减速设备，结构简单明确，避免了繁琐的铺设钢轨工作，降低了作业人员劳动强度，使用方便，可节省较多的隧道建设周期。

（2）与传统的台车相比，由于引进了先进的激光下料技术，整个模板系统的加工精度更高，隧道表面衬砌质量更好。

（3）在隧道工程建设中，在复合式衬砌隧道该新型台车均可适用。尤其在长大隧道的大坡度斜井隧道施工，采矿工程矿道掘进等大坡度隧道，该类型台车在隧道建设尤其在大坡度隧道具有传统台车无法替代的技术优势，最大纵坡坡度可达10%-25%。

（4）本新型无轨式隧道衬砌液压台车由于结构新颖，操作方便，施工效率高，混凝土施工质量优良，综合安全经济效益突出，已获得国家专利2项，应用前景广阔。