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[摘要]依托韓江鹿湖隧洞引水工程之盾構(gòu)隧洞工程，對隧洞邊頂拱二次襯砌與盾構(gòu)掘進同步施工技術(shù)進行研究。通過設(shè)計出一種滿足隧洞二襯與盾構(gòu)同步施工的液壓整體式鋼模板臺車，采用了隧洞二襯與盾構(gòu)同步施工混凝土運輸技術(shù)和隧洞內(nèi)錯車技術(shù)，最終實現(xiàn)了隧洞邊頂拱二次襯砌與盾構(gòu)掘進同步施工。

[關(guān)鍵詞]隧洞；二次襯砌；邊頂拱；盾構(gòu)掘進；同步襯砌；鋼模板臺車

目前，國內(nèi)研究隧道盾構(gòu)施工與隧洞邊頂拱二次襯砌同步施工技術(shù)的較少，本文介紹的隧洞邊頂拱二次襯砌施工與盾構(gòu)掘進同步施工技術(shù)是一種有效地提高隧洞施工效率，在不影響盾構(gòu)施工的前提下，隧洞邊頂拱二次襯砌緊跟盾構(gòu)施工完成二襯拱墻與頂拱結(jié)構(gòu)。隧洞二襯與盾構(gòu)掘進同步施工相比隧洞二襯與TBM掘進同步施工有著截然不同的區(qū)別。兩者的掘進效率不同，初支施工工藝不同，隧洞二襯澆筑工藝不同，隧洞物資水平運輸方式不同。本文介紹的隧洞邊頂拱二次襯砌與盾構(gòu)掘進同步施工技術(shù)特點是：采用了獨有的液壓整體式鋼模板臺車；采用“先拱墻、拱頂分段襯砌，仰拱后做”的施工方法，實現(xiàn)盾構(gòu)隧洞與二襯同步實施；采用改裝的鋼軌攪拌車負(fù)責(zé)隧洞內(nèi)混凝土運輸作業(yè)；采用四軌三線供五列電瓶車、盾構(gòu)臺車行駛、兩列鋼軌攪拌車、拱墻臺車、整體式液壓襯砌鋼模臺車，洞內(nèi)運輸用有軌運輸。

1工程背景

韓江鹿湖隧洞引水工程盾構(gòu)隧洞分為兩段，分別為1975m及2123m長距離隧洞，隧洞采用雙層復(fù)合式襯砌組合而成，初襯為盾構(gòu)管片，二次襯砌采用模筑鋼筋混凝土。通過測算，在完成盾構(gòu)管片安裝、清理軌道后，再進行隧洞二次襯砌施工無法滿足工期要求。若能實現(xiàn)在盾構(gòu)管片安裝后不需要清理軌道即可同時施工二襯襯砌，即可滿足工期要求。長距離隧洞施工二次襯砌對混凝土泵和混凝土自身的質(zhì)量提出了較高的要求。

2解決思路

解決技術(shù)難題的思路主要為：通過隧洞二襯與盾構(gòu)同步施工技術(shù)的研究和應(yīng)用，總結(jié)出一套隧洞盾構(gòu)施工與二襯同步施工技術(shù)，規(guī)避二襯施工過程中對盾構(gòu)施工的制約；隧洞鋼軌攪拌車運輸二襯混凝土，保證二襯混凝土的坍落度與和易性，避免混凝土長距離泵送容易被堵的問題；通過隧洞內(nèi)設(shè)道岔鋪軌合理布置，實現(xiàn)隧洞盾構(gòu)施工電瓶車輛、二襯鋼軌攪拌車互不影響的效果。

3邊頂拱同步襯砌總體施工方案

通過對隧洞二襯與盾構(gòu)同步施工技術(shù)的研究，采用二次襯砌逆作法施工，將隧洞二襯分成上部（邊墻、拱頂）和下部（仰拱）兩部分進行施工，并先進行上部施工，即可滿足在不影響初襯（盾構(gòu)掘進施工）的前提下同步完成大部分的隧洞二襯，待隧洞貫通、清理軌枕后，進行隧洞仰拱的施工，將隧洞二襯擬合成環(huán)。根據(jù)隧洞邊墻、頂拱澆筑特點分析，為滿足拱墻和拱頂?shù)臐仓螅谶厜Φ奈恢猛跻r面上打設(shè)錨桿形成支撐體系對邊墻、拱頂提供支承的作用。通過有限元法受力驗算可得兩側(cè)各采用雙排∅18@200鋼筋錨進管片面10cm，鉆孔、清理碎渣后采用砂漿或植筋膠填充孔洞，即可滿足受力要求。為了規(guī)避邊墻與頂拱混凝土澆筑過程中接縫處漏漿的現(xiàn)象，可在管片面先施工一道高度30cm的拱墻，相當(dāng)于拱墻作為二襯邊墻與頂拱的底模與支撐，混凝土澆筑時，液壓臺車貼至拱墻上即可進行澆筑，可規(guī)避邊墻與頂拱混凝土澆筑過程中接縫處漏漿的現(xiàn)象，見圖1。二次襯砌段落邊墻與頂拱采用定制18m鋼模板襯砌臺車，在完成鋼筋綁扎后，通過調(diào)整液壓元件，使模板正確對位。自制的2m3砼斗裝卸拱墻混凝土，利用電瓶車運輸混凝土至隧洞內(nèi)自制的拱墻臺車下方，利用平臺下方橫梁上的電動葫蘆將砼斗吊放至作業(yè)平臺上方，利用溜槽從平臺兩邊同時下放混凝土，可同時對稱澆筑，采用插入式振搗棒進行振搗。待隧洞貫通、清理軌枕后，同步進行隧洞仰拱的施工，仰拱施工模板采用原頂拱、拱墻液壓模板臺車改裝而成的自行式針梁臺車。結(jié)合上述措施即可滿足在不影響初襯的前提下完成隧洞二襯同步實施。

4關(guān)鍵技術(shù)

4.1二襯混凝土運輸技術(shù)

二襯混凝土運輸包括混凝土地面運輸和隧洞內(nèi)混凝土運輸。商品混凝攪拌車運輸混凝土至基坑邊上，通過溜槽與混凝土導(dǎo)管輸送混凝土至隧洞底部洞口軌道上鋼軌攪拌車存儲罐中，然后鋼軌攪拌車?yán)貌裼桶l(fā)電機自驅(qū)運輸混凝土到隧洞內(nèi)二襯臺車處。根據(jù)盾構(gòu)施工軌道布設(shè)的規(guī)格，改裝一種使用原盾構(gòu)施工行駛軌道的11kW柴油發(fā)電機自驅(qū)動的8m3鋼軌攪拌車負(fù)責(zé)隧洞內(nèi)混凝土運輸，隧洞內(nèi)同時放置兩臺或者多臺鋼軌攪拌車，一臺鋼軌攪拌車在輸送過程時，另外一臺鋼軌攪拌車在隧洞口接送混凝土準(zhǔn)備，保證最少有一臺鋼軌攪拌車在隧洞內(nèi)送料，從而保證澆筑不間斷連續(xù)進行。

4.2同步二襯施工臺車研究

盾構(gòu)掘進過程產(chǎn)生的渣土、預(yù)制的管片、螺栓、油脂等材料需要利用電瓶車進行隧洞內(nèi)運輸，隧洞底板敷設(shè)供電瓶車行駛的鋼軌道、鋼軌枕。通風(fēng)管解決隧洞內(nèi)作業(yè)人員施工環(huán)境的問題。隧洞內(nèi)的電瓶車通行、水、電纜管線、通風(fēng)管、人行道均影響隧洞二襯施工。根據(jù)隧洞內(nèi)盾構(gòu)各配套對二襯的影響，研究一套滿足盾構(gòu)電瓶車及管線順利通過的二襯配套臺車設(shè)備，這種設(shè)備可以正常施工拱墻及拱頂，還有足夠的通過空間，滿足盾構(gòu)電瓶車和管線通過要求。

4.3隧洞內(nèi)錯車技術(shù)

隧洞內(nèi)電機車通行采用隧洞內(nèi)錯車技術(shù)，隧洞內(nèi)設(shè)道岔鋪軌采用四軌三線供五列電瓶車、盾構(gòu)臺車行駛、兩列鋼軌攪拌車、拱墻臺車、整體式液壓襯砌鋼模臺車，洞內(nèi)運輸用鋼軌運輸。為方便鋼軌從工作井吊入和駁接，單根鋼軌長6m，軌枕和鋼軌的連接扣件采用螺栓扣板扣件。為了保證材料運輸?shù)倪B續(xù)性，在盾構(gòu)正常掘進后于盾構(gòu)臺車后部鋪設(shè)Y型道岔實行單洞五列電瓶車、兩列鋼軌攪拌車運輸，Y型道岔隨盾構(gòu)掘進、二襯澆筑遷移，如圖2所示。

5結(jié)論與展望

以韓江鹿湖隧洞引水工程盾構(gòu)隧洞施工為依托，總結(jié)出一套隧洞二襯施工與盾構(gòu)掘進同步施工技術(shù)，解決了因隧洞二襯無法與盾構(gòu)施工同步導(dǎo)致的工期長、質(zhì)量難以保障的困局。主要創(chuàng)新和先進性體現(xiàn)以下幾點。1）隧洞二次襯砌采用“先拱墻、拱頂分段襯砌，仰拱后做”的施工方法，不影響初襯的前提下，進行隧洞的拱墻、拱頂結(jié)構(gòu)施工，實現(xiàn)盾構(gòu)隧洞與二襯同步實施。2）隧洞混凝土澆筑時，采用改裝的鋼軌攪拌車負(fù)責(zé)隧洞內(nèi)混凝土運輸作業(yè)，有效保證隧道二襯澆筑的混凝土坍落度與和易性滿足要求，避免混凝土長距離泵送運輸發(fā)生堵管現(xiàn)象。3）在隧洞不同位置設(shè)置道岔，在必須滿足盾構(gòu)施工與隧洞二襯澆筑的條件下，合理設(shè)置道岔，有效安排隧洞電瓶車、混凝土鋼軌攪拌車錯車位置及行駛線路，保證隧洞盾構(gòu)掘進和隧洞二次襯砌的上部同步施工。隧洞二襯施工與盾構(gòu)掘進同步施工技術(shù)不僅能較大的節(jié)約成本，取得經(jīng)濟效益，更能大大促進隧道建設(shè)發(fā)展，社會效益顯著。本項目盾構(gòu)掘進效率與二襯施工效率基本一致。如果盾構(gòu)掘進效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于二襯施工效率，將會出現(xiàn)二襯施工無法緊跟盾構(gòu)施工步伐。如果盾構(gòu)施工效率非常低，二襯施工受到盾構(gòu)施工掘進制約，因此如何提高二襯施工與盾構(gòu)掘進同步施工工效成為下一步研究重點。

作者：李有緣 劉文華 單位：廣東華隧建設(shè)集團股份有限公司