中铁隧道集团四处有限公司 广西南宁 530000
摘要：隧道掘进过程中由于地质条件、气候、通风及施工工法等因素的影响，隧道内环境湿度变化异常。二次衬砌施工后，衬砌表面水分过早蒸发引起的收缩变形，甚者引起表面干缩裂纹，不仅严重影响混凝土的耐久性、整体性，还降低了衬砌面的外观质量。为解决这一问题，采用全自动喷淋养护台车，实现对隧道衬砌面定期的喷淋养生。该台车操作简单、环保经济、高效智能，不仅解决了衬砌混凝土表面的毛细裂纹问题，同时喷洒形成的水幕，起到洞内降尘、隔尘，改善洞内作业施工环境的良好效果。
关键词：全自动； 喷淋；养护台车
引言
我国铁路隧道衬砌施工一般采用自然养护或人工喷水养护方式，受外界环境以及人为因素影响较大，难以达到预期的养护效果。为解决该难题，根据铁路总公司《关于推广铁路隧道衬砌施工成套技术的通知》的精神，结合铁路隧道施工现状，参考国外先进经验，以企业创新为主导，研发出了用于隧道衬砌养护的专用设备——全自动衬砌喷淋养护台车。该设备实现了隧道养护的温度、湿度智能控制，可显著提高隧道衬砌混凝土强度和表面致密性，从而确保隧道衬砌施工质量。
1 项目概况
谷城隧道全长8470m。隧道最大埋深约为135m。位于襄阳市和丹江境内。隧道内设置单面上坡，坡度分别为5.3‰、12.3‰。为开辟施工工作面，加快施工进度，于隧道洞身右侧设置2座斜井。
谷城隧道地质构造和水文地质条件复杂，为本标段控制性重点工程。隧道穿越红砂岩、云母石英片岩、变辉绿岩等强、弱风化层，全隧共穿越11条断层、节理密集带2条和韧脆性剪切带，隧道整体浅埋，隧道强富水区共15处，设计预测全隧日最大涌水量7722m3，突水突泥风险较高。
2 技术特点
2.1 所要解决的技术问题
由于人工洒水养护工作量大、养护范围的局限性，无法确保衬砌混凝土养生条件，致使出现衬砌混凝土局部强度不足、外观质量差等质量缺陷。隧道衬砌全自动喷淋养护装置方便、快捷、高效、全覆盖、经济、环保，可以有效避免由于养护不到位引起的隧道衬砌质量缺陷。
2.2 所提供技术方案概要
在隧道两侧安装喷淋车行走轨道，通过全自动喷淋车的电池自动充电、全自动喷淋车自动行走、喷淋车水泵自动加水，喷淋车通过一次可以进行60m（5组衬砌）衬砌施工养护，在喷淋车上连接喷洒管，喷洒管上沿环向间距20cm设有30cm长喷洒头，通过喷淋车压力将水传送到喷淋管上，每个喷洒头进行喷洒，由于喷洒头上安有水气雾化喷头，所以喷出水雾到衬砌上从而达到养护效果。
3 全自动喷淋养护台车结构
喷淋车共在隧道左右各设置一个并左右各设置喷淋车行走轨道，喷淋车由自动充电系统、自动补水系统、自动洒水系统、喷洒管组成，喷洒管上设有喷洒管头及水气雾化喷头。全自动喷淋养护台车示意图见图1。
全自动喷淋养护台车示意图 图1
4 全自动喷淋养护台车施工步骤
喷淋车分为手动养护功能、自动养护功能、缺失养护功能；手动养护功能时打开蓄电池电源K2K3显示器显示蓄电池电压，喷淋车待机，接下启动按钮两秒钟，PLC工作，控制接触器，KM工作，水泵1、2工作开始喷水手动旋转行走选择开关SB4、SB5，可使喷淋车前进或后退进行养护工作，养护进行中，再按下启动按钮，则喷淋车自动前进，并进行喷淋操作，当行走至轨道端头时，喷淋车限位开关SP3工作，PLC控制前进，不可断开，接触器KM2停止，后退接触器KM3工作，洒水车后退，并进行养护工作，当喷淋车后退至充电轨道时，感应器SP1工作，喷淋车亭子，进行充电补水。
自动养护功能是将SB6/SB7打开自动功能，每15分钟喷淋车通过PLC控制，进行养护工作，过程与手动功能一致。
缺失养护功能：当蓄水箱水不够时，感应器SP4工作，水泵停止工作，警示灯断续工作，提醒缺水。
5 应用情况对比分析
5.1 强度对比情况
选择2个工作面分别对6组拱墙衬砌采用人工洒水养护和6组拱墙衬砌全自动喷淋台车养护，对24小时、7天、56天养护后强度采用回弹法检测强度，对比如下图：
6 结论
该台车现场可操作性强，操作简单、成本低、效果高效，可自行养护，无需人工干预，行走轨道重复使用；该台车能在隧道衬砌混凝土养护施工中洒水喷淋全覆盖效果显著，可对隧道衬砌混凝土养护达到最佳效果直接将衬砌混凝土强度达到最好强度效果，解决了隧道二次衬砌施工质量缺陷；该台车采用24V低电压，对作业人员无安全隐患；该台车性能可靠。
参考文献:
[1] 高速铁路隧道工程施工质量验收标准．TB 10753-2010．中华人民共和国铁道部，2010.12
[2] 王 瑞．灌渠的混凝土衬砌效能及养护《河南水利与南水北调》2012年第04期
论文作者:祝,恒1,郝,辉2
论文发表刊物:《防护工程》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/6
标签：隧道论文; 喷淋论文; 台车论文; 全自动论文; 混凝土论文; 工作论文; 谷城论文; 《防护工程》2017年第30期论文;