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摘要：引水隧洞（TBM施工工法）衬砌施工中全圆穿行式液压钢模衬砌台车较全圆针梁式液压钢模衬砌台车重量更轻，灵活性更强，施工速度更快，更易于作业人员操作。本文借吉林引松供水工程简单阐述全圆穿行式液压钢模衬砌台车构造特点、工作原理、施工方案等内容。
关键词：TBM；全圆衬砌；施工技术方案
1 工程概述
吉林引松供水工程位于吉林市温德河左岸至岔路河之间，线路总长度24.3km。工程主要内容包括长24.3km引水隧洞、1座通风调压竖井、三个施工斜井（4号、5号、6号斜井，其中6号斜井基本完成）。引水隧洞按照施工方法可分为三部分，即过温德河段（钻爆发施工）、TBM段和过岔路河段（钻爆发施工）。
2 施工布置
吉林引松供水工程隧洞开挖采用TBM工法，隧洞衬砌采用全圆穿行式衬砌模板台车的施工工法。在TBM退场后，隧洞的衬砌立即开始施工，为保障有轨运输畅通，由隧洞中部向两端走向进行衬砌，每个作业面配备2台衬砌台车，均采用跳板衬砌施工。
隧洞衬砌混凝土通过斜井运至衬砌作业面，衬砌混凝土由洞外暖棚内的自动计量拌和站生产，斜井内采用汽车运输并设置错车平台，正洞内采用有轨列车运输并设置简易道岔，在正洞与斜井交汇处调度室（扩大洞室）完成无轨运输与有轨运输转换。输送泵将混凝土泵送入模，振捣主要采用插入式振捣器，板式振捣器辅助，衬砌施工同时预留回填灌浆孔，在衬砌混凝土达到设计强度后进行回填灌浆。钢筋制作在自建钢筋棚中完成，运至衬砌作业面进行焊接或人工绑扎作业。
3 衬砌台车设计
除常规的要求外，本工程全圆衬砌台车总体设计上有如下特点：
（1）全圆衬砌整体钢模台车模板分6节，每节2m，有效衬砌长度12m，为穿行式液压钢模衬砌台车，只考虑模板及人员穿行，不考虑轨道运输车辆穿行通过。
（2）衬砌台车台架及模板强度与刚度足够，保证寿命期内浇筑过程中不变形。
（3）作业速度：灌注时间按照不超过8小时考虑；保证安全与质量的前提下，衬砌台车行走、定位时间尽量缩短，以利于提高全圆衬砌一次浇灌完成的施工速度。
（4）配置混凝土布料系统，满足1台输送泵浇筑，合理设置混凝土分配器及管路，实现混凝土灌注不倒管作业。以提高二次衬砌的质量与速度。
（5）台车模板可以实现横向移动，以便隧洞掘进方向有偏差时可以调整，单向不得小于100mm。
（6）立模、脱模等动作通过液压实现。
（7）模板表面要求平整光洁，保证使用过程中不出现毛面麻面现象，设计寿命周期内要保证衬砌外观质量。
（8）模板顶部纵向间距3米布置排气孔，以保证封顶浇筑密实；模板上设置埋设注浆管的预留孔，为后期衬砌背后注浆做足准备。
（9）精度要求：模板直径误差不大于±5mm；模板连接部位平顺无错台，保证浇筑过程中不漏浆；前后两端模板直径误差不大于±3mm，避免错台。
（10）抗浮装置可靠，其性能与台车设计的灌注速度相匹配，每节模板设置4个抗浮点，以抗浮丝杠支撑于洞顶，实现均衡抗浮。
4 穿行式衬砌台车设计、构造特点
（1）模板上布置了一系列撑脚，不仅作为模板的定位杆件，而且起到围岩与模板共同承受荷载的作用，因而模板结构简单、重量减轻；
（2）模板分成若干段，立模作业可根据需要只搬运部分节段重量，而不是整套模板重量，使搬运结重量大为减轻。与为同一工程设计的针梁式台车相比，穿行式每延米有效模板模板长度台车重量仅为针梁式的一半。这样不仅使用方便灵活，而且制造成本降低。
5 全圆穿行式衬砌模板台车工作原理
全圆穿行式衬砌模板台车将针梁式滑移的整套模板改为穿行式搬运部分模板节段，大大降低了台车的整机重量，提高了台车的灵活性。
穿行式衬砌模板台车全长12.0米，由6节模板、1套走行架和1套支撑操作系统构成。单节模板长2.0m，行走架包含行走架和悬臂吊机，支撑操作系统包括液压千斤顶、操作台，其工作步骤如“衬砌模板台车工作步骤图（1）～（4）”所示。
第1步：浇筑完一仓混凝土并达到相应养护要求后，将走行架移动第1节模板的位置，收回边模，使之与底模脱离，与顶模共同下降一定高度。如下图“衬砌模板台车工作步骤图（1）”所示：
上述四步循环操作，撑脚长度均可根据设计衬砌厚度进行调整，可使全部模板处于撑脚支撑状态，进而进行混凝土浇筑。不同衬砌半径，对应的模板周长不同，通过增减小尺寸模板的方式进行调整。
6 衬砌施工步骤
（1）清除基岩表面松动石块，对清完碴后残留在岩层表面的松动石块以及肉眼能看到有裂纹之处，都要用小铁锤敲击，高压风、高压水冲洗干净。
（2）钢筋布设
衬砌钢筋应表面清洁、无油渍、无锈蚀，使用前应进行去油污、除锈处理，对带有片状老锈和颗粒状以及带外伤内伤的钢筋坚决不使用。严格按施工设计图纸和水工技术规范绑扎钢筋。钢筋设置偏差同排间不得超过0.1倍间距，不同排间钢筋布设的局部误差不得超过0.1倍排距。钢筋接头处理：焊接接头单面焊缝长不得小于10d，双面焊缝不得小于5d；绑扎接头不得小于40d。钢筋绑扎完成并自检合格后，报监理工程师检查，通过后方可进入下一工序作业。
（3）立模
台车走行至待浇衬砌段，衬砌台车模板应清理干净，打磨平整，涂刷脱模剂，然后应保证待浇段无杂物、无油污、无积水。现场确保辅助中线、辅助点的准确性，测量工程师对衬砌台车进行定位，定位后作业人员拧紧转角处的对接板螺栓，准确牢固地安装台车两侧的液压千斤顶、台车顶部的抗浮支撑杠、抗浮机构以及基脚贴模。安装堵头板并加固牢固，同时接上砼输送管，砼输送泵就位，报监理工程师检查。
（4）混凝土浇筑
混凝土采用左右交替连续浇灌，灌注过程中注意两侧灌注高差最大不超过0.5m；控制灌注速度，避免台车上浮。台车落料窗口至浇筑面垂直距离即混凝土自落高度控制在1.0m以内，以防混凝土离析。若在允许间歇时间内混凝土未能连续浇筑，要按施工缝处理，必须进行接茬筋、冲毛或凿毛处理。
（5）衬砌混凝土的施工缝、变形缝处理
每模衬砌（12.0米）间安装一道环向橡胶止水条，橡胶止水条尺寸为2.0×2.0cm。橡胶止水条位置安装正确且安装顺直、牢固，保持清洁干燥。安装加固当头版时，将橡胶止水带通过带U型卡固定在挡头板上，混凝土浇筑完毕拆模时，外露的一半橡胶止水条随下一模混凝土浇筑入模。
回填灌浆段顶拱端头封堵：根据回填灌浆分段长度，在分段两端顶拱混凝土脱空部位用砂浆或混凝土进行封堵，形成封闭的回填灌浆区域，以提高顶拱回填灌浆质量。
（6）拆模
在砼强度达到8MPa时，脱模进入下一衬砌循环施工。并根据温度、湿度情况进行养护，养护时间满足砼强度要求。
7 注意事项
（1）浇筑前注意事项：混凝土浇筑前应复查隧洞和台车模板的中线是否一致，衬砌台车高程、模板轮廓是否符合设计要求；挡头模板安装定位是否垂直围岩表面、是否牢靠、是否密闭；各种预埋件安设是否牢固或遗漏。混凝土浇筑前用钢丝打磨机清除钢模板粘结的混凝土，涂刷脱模剂要均匀适量，避免出现混凝土出现蜂窝麻面和表面乌黑的质量问题。
（2）浇筑过程中注意事项：灌注混凝土左右交替连续进行，灌注过程中注意两侧灌注高差最大不超过0.5m；控制灌注速度，避免台车上浮；振捣棒要选择尺寸合适的，振捣棒使用中应快插慢拔，防止过捣或漏捣，影响混凝土的质量。封顶由第一个灌注口开始由低到高逐一泵送砼，并控制好坍落度以确保拱顶砼回填密实。混凝土灌注完成后，按规范要求进行养护。
（3）脱模后应注意事项：挡头板拆下后应先将止水带翻出，使止水带保持顺直。
论文作者:李海龙,张金亮
论文发表刊物:《防护工程》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/17
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