小断面隧道步履式台车衬砌施工工法.pdf

小断面隧道步履式台车衬砌施工工法小断面隧道步履式台车衬砌施工工法1.前言1.前言随着我国地下空间开发利用，各类用途的小断面隧道将越来越多的开始或即将修建。目前隧道工程行业内正大力提倡机械化配套，一方面是为了提高施工效率，减轻作业工人劳动强度、减少作业人员数量；另一方面是为了保证施工质量，特别是隧道的永久二衬结构，要求做到内实外美。所以模板台车+泵送混凝土浇筑工艺必然被要求在所有隧道现浇衬砌施工中得到应用。而小断面隧道不具备使用传统门架式轨行台车和新式的无骨架台车的作业空间，所以步履式台车的应用被提上课题研究和应用。它的显著特点是不需门架结构和轨行式的驱动系统，直接利用液压油缸伸缩完成纵向移动，其结构简单，不需铺设轨道，能很好的适应小断面隧道空间狭小的作业限制，以满足施工配套需求。依托深圳北环电缆隧道工程，研究和总结了一套小断面隧道步履式衬砌台车施工工法，弥补行业内一项空白，同时针对本项目预埋件设计要求，将预埋件安装与台车设计相结合。实践证明，通过采用该方法，不仅提高施工效率，保障了工期，而且衬砌质量、预埋件安装质量得到有效控制。2 特点2 特点2.1 解决了小断面矿山法隧道衬砌施工机械化配套，减少人工搬运台车轨道施工工序，减轻作业人员劳动强度，提高了施工效率。2.2 解决了衬砌台车在大坡度段行走、衬砌施工时台车防溜问题。2.3 解决了预埋件安装精度低、安装进度慢的难题，预埋件安装质量得到有效控制，施工效率显著提高。3.适用范围3.适用范围适合于中等、小断面（隧道断面面积小于 50m2）、转弯半径小于 250m、坡度 025%、开挖与衬砌不要求同步实施，或对预埋件有特殊要求的矿山法隧道衬砌施工。4.工艺原理4.工艺原理将传统门架式轨行台车行走方式改为步履式。在衬砌台车前后 2 根支撑立柱下部设置可垂直起降的液压支腿（简称竖向移动支腿竖向移动支腿），立柱支腿下设置撑靴，立柱支腿可在撑靴上通过液压油缸水平移动，立柱支腿和撑靴可同步垂直起降；在台车下部 2 根纵梁上分别设置 2根可延纵梁前后水平伸缩滑动的液压支腿（简称水平移动支腿水平移动支腿）。步履式台车行走时，首先收起竖向移动支腿，使水平移动支腿着地，伸长台车下纵梁与水平移动支腿连接的水平液压油缸，台车下纵梁带动台车整体在水平移动支腿上先前滑动，待水平液压油缸伸长完毕后，伸长竖向移动支腿，使水平移动支腿悬空，收缩水平液压油缸，拉动水平移动支腿在下纵梁上向前滑动，从而完成一个步进循环。步履式台车步进工艺原理见图 4.1。根据设计预埋件位置、尺寸，在衬砌台车模板上开设预埋件安装窗口，待台车就位后，通过台车模板上预埋件安装窗口安装、固定预埋件，台车脱模时使预埋件与台车分离。台车地面组装、调试台车地面组装、调试台车吊运至竖井底台车吊运至竖井底收起竖向移动支腿，使水平移动支腿着地收起竖向移动支腿，使水平移动支腿着地下纵梁与水平移动支腿水平连接油缸伸长，下纵梁与水平移动支腿水平连接油缸伸长，台车下纵梁带动台车整体在水平移动支腿上台车下纵梁带动台车整体在水平移动支腿上向前滑动一个循环向前滑动一个循环伸长竖向移动支腿、使水平移动支腿悬空伸长竖向移动支腿、使水平移动支腿悬空收缩下纵梁与水平移动支腿水平连接油缸，收缩下纵梁与水平移动支腿水平连接油缸，拉动水平移动支腿在下纵梁上先前滑动一个拉动水平移动支腿在下纵梁上先前滑动一个循环循环台车步进至作业面台车步进至作业面调整竖向移动支腿调整竖向移动支腿（竖直方向调整竖直方向调整）、撑靴撑靴（水水平方向调整）液压油缸完成台车定位平方向调整）液压油缸完成台车定位曲线段调整撑靴水平曲线段调整撑靴水平油缸变换方向油缸变换方向图图 4.14.1 步履式台车步进工艺原理图步履式台车步进工艺原理图图图 4.24.2 步履式台车现场组装照片步履式台车现场组装照片5.5.施工工艺流程及操作要点施工工艺流程及操作要点5.15.1 施工工艺流程施工工艺流程步履式台车衬砌施工工艺流程具体见图 5.1 所示。台车加工、组装台车加工、组装其他衬砌施工工序其他衬砌施工工序台车换步行走、就位台车换步行走、就位预埋件安装预埋件安装预埋件加工预埋件加工步履式台车设计步履式台车设计图图 5.15.1 施工工艺流程图施工工艺流程图5.25.2 操作要点操作要点为良好的描述、表述本工法，以“深圳电网北环 110KV 架空线改造入地电缆隧道工程”为工法载体；同时考虑工法的核心在于步履式台车的设计及应用，采用图片方式能够更好的展示本工法。5.2.15.2.1 步履式台车设计步履式台车设计步履式台车换步原理参考敞开式 TBM 换步施工，通过竖向移动支腿、水平移动支腿的液压油缸伸缩实现台车的换步行走。综合考虑本工程矿山法隧道预埋件水平间距（设计为 1.2 米）、隧道最小转弯半径（设计最小转弯半径为 100