施春生

（遼寧潤(rùn)中供水有限責(zé)任公司，遼寧沈陽(yáng) 110166）

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TBM仰拱襯砌臺(tái)車設(shè)計(jì)及運(yùn)行

施春生

（遼寧潤(rùn)中供水有限責(zé)任公司，遼寧沈陽(yáng) 110166）

［摘 要］一臺(tái)好的仰拱襯砌臺(tái)車對(duì)加快施工進(jìn)度意義重大。文中研究了臺(tái)車的結(jié)構(gòu)和使用，對(duì)指導(dǎo)TBM施工方式仰拱臺(tái)車的設(shè)計(jì)及使用有較大指導(dǎo)意義。

［關(guān)鍵詞］進(jìn)度；設(shè)計(jì)；使用

1　軌道架設(shè)方案選擇

在TBM掘進(jìn)過程中，材料和人員運(yùn)輸電車軌道要跟進(jìn)，軌道的架設(shè)方式有3種：用角鋼架設(shè)軌道，仰拱混凝土和角鋼聯(lián)合架設(shè)軌道，軌道直接架設(shè)在底板上。3種方式優(yōu)缺點(diǎn)：角鋼架設(shè)施工簡(jiǎn)單、快速，但需要消耗大量鋼材，投入成本大；軌道直接架設(shè)在底板上，簡(jiǎn)單、省錢，但電車與TBM連接吊裝材料受限，效率低；仰拱混凝土和角鋼聯(lián)合架設(shè)，以混凝土為主、角鋼為輔，省錢，但需要交叉作業(yè)，施工復(fù)雜，有一個(gè)最大的好處是，在TBM掘進(jìn)的同時(shí)可以把以開挖部分的仰拱施工完成，加快了總體施工進(jìn)度，從而節(jié)省了大量資金。所以，仰拱襯砌跟進(jìn)TBM掘進(jìn)的施工方式是最優(yōu)選擇。

2　襯砌臺(tái)車設(shè)計(jì)

2.1基本要求

TBM施工洞徑8 m，TBM月進(jìn)尺按800 m考慮，仰拱襯砌速度與TBM掘進(jìn)速度相同，襯砌施工段長(zhǎng)16 m。

工序安排方面，在TBM高速掘進(jìn)的同時(shí)，既要進(jìn)行仰拱混凝土施工作業(yè)（仰拱清渣、拆除軌道支架、綁扎鋼筋、澆筑混凝土和養(yǎng)護(hù)混凝土等），還要保證TBM配套電車不受影響地通行、會(huì)車。主要參數(shù)方面；長(zhǎng)度要與TBM掘進(jìn)速度相適應(yīng)，高度要滿足TBM配套電車的通行；寬度要滿足通行、會(huì)車需要；構(gòu)造強(qiáng)度要牢固可靠。

在仰拱混凝土施工過程中，澆筑完成的混凝土并不能立即滿足架設(shè)軌道和電車通行的強(qiáng)度要求，需要有一個(gè)養(yǎng)護(hù)時(shí)間，同時(shí)還要進(jìn)行下一步作業(yè)。因此臺(tái)車需要按照功能分成幾段，一般仰拱襯砌混凝土連續(xù)澆筑循環(huán)分為排水、清倉(cāng)、軌道移設(shè)、支高架拆除和綁扎鋼筋、止水安裝、模板安裝段，混凝土澆筑段；混凝土待凝，混凝土養(yǎng)護(hù)、軌道鋪設(shè)段等至少3個(gè)作業(yè)段。

考慮進(jìn)度要求，每段長(zhǎng)度按雙倍考慮，混凝土等強(qiáng)時(shí)間28～30 h，C35混凝土30 h強(qiáng)度可以達(dá)到5 MPa，能夠滿足架設(shè)軌道從而通行電車的條件，從而實(shí)現(xiàn)30 h2倉(cāng)32 m，基本滿足與TBM掘進(jìn)進(jìn)度同步。施工循環(huán)工序見圖1。

圖1　施工循環(huán)工序圖

2.2基本構(gòu)成

綜合以上因素，整體結(jié)構(gòu)采用仰拱組合臺(tái)車（以下簡(jiǎn)稱臺(tái)車）的形式。臺(tái)車采用桁架結(jié)構(gòu)，上部通行電車，下部施工仰拱混凝土和保護(hù)待強(qiáng)段混凝土。主要包括臺(tái)車桁架部分、滑模部分、行走部分、軌道等。

臺(tái)車均使用型鋼、圓鋼和鋼板制作組裝，使用螺栓連接。臺(tái)車總長(zhǎng)143.447 m，共分為上坡段、前道岔段、標(biāo)準(zhǔn)段1～4、后道岔段、下坡段八部分。

軌道爬坡坡度4%。上、下坡段上設(shè)置有軌道，為編組電車及有軌混凝土罐車提供上下仰拱混凝土襯砌臺(tái)車的通道。

前、后道岔段長(zhǎng)16 m，其上安裝有道岔，道岔半徑滿足電車運(yùn)行需求，前道岔段有輔助清底功能，便于清底工作及時(shí)進(jìn)行。后道岔段作用為安裝軌道，混凝土待凝。

標(biāo)準(zhǔn)段每段長(zhǎng)16 m，分為兩個(gè)單節(jié)，每節(jié)長(zhǎng)7.9 m。為了便于轉(zhuǎn)彎，在單節(jié)中間空余0.2 m，其上安裝有四軌三線式軌道，能滿足編組電車和有軌混凝土罐車錯(cuò)車要求。標(biāo)準(zhǔn)段1的作用為排水、清底、軌道及支高架的拆除，軌道和支高架拆除移動(dòng)由桁架下方的小車完成，從桁架中間取出。標(biāo)準(zhǔn)段2的作用為綁扎鋼筋、安裝止水、仰拱預(yù)留槽及堵頭模板安裝。桁架下附帶仰拱預(yù)留槽模板，模板2 m一節(jié)，共8節(jié)，模板采用絲桿懸掛在桁架下方小車上，當(dāng)混凝土澆筑完畢后，絲桿旋起將模板脫離混凝土面。標(biāo)準(zhǔn)段3為混凝土澆筑段，混凝土澆筑時(shí)采用附帶在桁架下方的3.02 m×0.70 m的滑模移動(dòng)進(jìn)行找平，找平后即可開始分段進(jìn)行混凝土壓面。

臺(tái)車的整機(jī)行走由行走結(jié)構(gòu)完成，行走結(jié)構(gòu)主要由行走軌道，行走輪對(duì)和驅(qū)動(dòng)行走裝置組成。行走軌道隨編組電車軌道一起進(jìn)行安裝，前、后道岔段及標(biāo)準(zhǔn)段每個(gè)單節(jié)各安裝兩對(duì)行走輪對(duì)，行走前，由臺(tái)車上的懸臂吊將前、后道岔段吊起后，由驅(qū)動(dòng)行走裝置提供動(dòng)力進(jìn)行行走，行走結(jié)束后，由剎車系統(tǒng)進(jìn)行停止。

臺(tái)車頂梁上配備一臺(tái)200 kVA的箱式變壓器，作為驅(qū)動(dòng)行走裝置、懸臂吊及混凝土澆筑過程中所需的振搗器、電焊機(jī)和水泵等設(shè)備的電源。

標(biāo)準(zhǔn)段和道岔段截面較大，行走軌道靠邊布置貼近巖壁，需要在巖壁上造孔安錨桿，加工軌道支座和壓板，巖壁軌道軌距5.87 m。

模板組是仰拱臺(tái)車的又一個(gè)重要組成部分，用于提供混凝土灌筑時(shí)的體形樣模，在第四標(biāo)準(zhǔn)澆筑段安裝移動(dòng)式滑膜，模板寬700 mm、長(zhǎng)3 020 mm?；び砂惭b在下部的行走裝置、卷?yè)P(yáng)機(jī)提供行走動(dòng)力，模板由兩組行走輪和4根單行絲桿支撐抵抗混凝土向上的浮托力?；墳楣潭ㄔ阼旒芙Y(jié)構(gòu)下方的16工字鋼橫梁上，滑動(dòng)模板通過4根可調(diào)節(jié)絲桿及滾輪與滑軌連接；采用3 t卷?yè)P(yáng)機(jī)提供滑模行走的牽引力。

滑膜由安裝在下部的行走裝置、卷?yè)P(yáng)機(jī)提供行走動(dòng)力，模板由兩組行走輪和4根單行絲桿支撐抵抗混凝土向上的浮托力。

3　運(yùn)行

仰拱臺(tái)車運(yùn)行操作需多人同時(shí)進(jìn)行，相互配合，統(tǒng)一指揮，才能提高工作效率，縮短操作運(yùn)行循環(huán)時(shí)間。以下是主要運(yùn)行操作工作內(nèi)容，其中多項(xiàng)操作是同時(shí)進(jìn)行，實(shí)際施工時(shí)，需進(jìn)行必要摸索調(diào)整，仰拱臺(tái)車運(yùn)行操作需與土建施工密切配合，統(tǒng)一協(xié)調(diào)。

3.1整車行走、固定

1）安裝完成臺(tái)車行走前方大于16m長(zhǎng)臺(tái)車行走軌道，要求穩(wěn)固、高差及規(guī)距偏差小于5 mm；

2）協(xié)調(diào)TBM施工編組電車通行暫停；

3）檢查排除臺(tái)車整體行走阻礙物，要求臺(tái)車下方所有滾輪無(wú)阻礙，臺(tái)車四周與TBM皮帶機(jī)架、通風(fēng)管、水管、電纜、鋼筋及其他物體無(wú)擋掛；

4）將前、后斜坡前段與電車軌道的夾板連接拆除，抬升前、后坡軌；

5）人啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，仰拱臺(tái)車整體緩慢行走，控制行走速度小于3 m/m in，其他多人監(jiān)視臺(tái)車的前、后、上、下及滾輪運(yùn)動(dòng)正常，采用對(duì)講機(jī)安全聯(lián)系，直到臺(tái)車整體運(yùn)行到預(yù)定位置停止；

6）降落前、后坡軌，將前、后斜坡前段與電車軌道的夾板連接固定，確保電車運(yùn)行軌道順接穩(wěn)固。

3.2拆、移編組電車軌道及支架

編組電車軌道下方的2根12.5 m長(zhǎng)軌道拆離

軌道支架后，借桁架結(jié)構(gòu)下方滑模的2根行走梁組成的行走小車由前方水平吊運(yùn)到后方已澆筑混凝土面上安裝固定。軌道支架拆離基礎(chǔ)面后由桁架電動(dòng)葫蘆從0.4 m×5.0 m孔口吊出運(yùn)走。

3.3排水、清底及鋼筋安裝

按設(shè)計(jì)要求人工完成。

3.4模板安裝、混凝土澆筑、板滑移及拆除

堵頭模板人工拆移安裝。

預(yù)留槽模板以2 m為單元，采用雙頭絲桿及開口工字鋼固定在臺(tái)車桁架底部，測(cè)量定位，調(diào)節(jié)好高度，兩兩用螺栓連接固定?；炷翝仓r(shí)逐步撤除擋礙滑模移動(dòng)的雙頭絲桿及開口工字鋼，混凝土終凝以后及時(shí)將2 m定型模板逐一取出供下一循環(huán)使用。

滑模尺寸3 020 mm×700 mm（長(zhǎng)×寬）；通過4根可調(diào)節(jié)絲桿與臺(tái)車桁架底部滑軌連接，通過旋轉(zhuǎn)可調(diào)節(jié)絲桿可拆卸下來?；炷翝沧⑶鞍惭b好滑行到混凝土澆筑的起始端，調(diào)節(jié)好高度使其剛好接觸預(yù)留槽模板頂面，混凝土一邊澆筑一邊用3 t卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引移動(dòng)，滑模主要起混凝土攤鋪整平作用，滑模后方出露的混凝土面還需要人工收面磨光，混凝土澆筑過程中的鋪料振搗按施工要求進(jìn)行。

3.5保養(yǎng)和養(yǎng)護(hù)

1）定期檢查電機(jī)，電纜等電氣設(shè)備的絕緣情況，發(fā)現(xiàn)其絕緣低于要求值時(shí)，應(yīng)及時(shí)處理或更換；

2）模板手動(dòng)調(diào)節(jié)絲桿等部件和部位，需按時(shí)加注潤(rùn)滑油（脂）；

3）每完成一次混凝土澆筑后，須及時(shí)清除殘留，粘結(jié)在鋼模內(nèi)部各處的混凝土，模板外表面涂抹脫模劑；

4）澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)采取必要的保護(hù)措施，防止混凝土落在電機(jī)、傳動(dòng)鏈條及其它電氣設(shè)備上；

5）定時(shí)檢查桁架、軌道壓板等連接螺栓緊固情況，防止因電車通行震動(dòng)而松動(dòng)；

6）檢查行走輪無(wú)油潤(rùn)滑軸承使用情況，如有損壞及時(shí)更換。

［中圖分類號(hào)］TV554+.14

［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］B

［文章編號(hào)］1002—0624（2016）07—0014—02

［收稿日期］2015-12-13