CN102022123A - 一种多变径模板台车整体衬砌方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多变径模板台车整体衬砌方法，在模板台车制作时，模板顶部中心处采用活动分模结构；在模板台车的顶部吊装四块加宽模板；在模板台车的上纵梁底部增设加高节，以配合升降油缸的调节；下锚段施工时，在主门架上增加一套辅助门架；顶模板与侧模板、边墙挂板与侧模板的连接以铰接的形式进行连接，侧模板可以绕铰链转动；将模板台车的边墙挂板作用在仰拱填充顶面；模板台车走行到衬砌位置，通过液压油缸调整模板到位，进行立模；通过液压油缸收缩模板，进行脱模。采用了本发明的技术方案，能够在有多种断面尺寸的隧道中连续衬砌，根据不同的断面半径进行变径，完成各种变径断面的衬砌作业。

Description

一种多变径模板台车整体衬砌方法 

技术领域

本发明涉及隧道衬砌施工技术领域，尤其涉及一种多变径模板台车整体衬砌方法。 

背景技术

我国当前模板台车在隧道衬砌施工方面不能进行多变径，在复杂多变径衬砌断面的隧道施工中存在模板台车改装慢，且衬砌轮廓圆顺度较差，有较明显地错台现象，表观质量难以保证。 

目前隧道变截面的衬砌施工采用拱顶加宽模板、更换拱顶模板或者采取小块模板拼装来变换拱部模板的弧度和宽度，或者需要调整主门架的尺寸，侧模板的半径不变。由于小模板拼装困难，工作量大，变截面施工时劳动强度大，且衬砌表面会遗留明显的小模板痕迹，表观质量差，不能满足目前衬砌质量的要求。 

有的技术方案是通过几次拆换顶模拱架结构和调整门架横梁长度的方法来解决隧道变断面衬砌施工。为方便在洞内拆换台车，顶拱模板做成小块弧形钢模，为使弧形模板满足各断面尺寸的要求，模板弧形半径按断面中间半径R9960mm设计，基本块模板规格为1000mm×1800mm，以台车顶部中间块模板作为各断面的调整块模板，以减少模板规格，小模板之间采用螺栓连接。 

这种变断面衬砌施工工作量大，机械化程度底，劳动强度大，施工速度慢，成本难以控制，且衬砌表面分模线较多，且容易跑模，外观不美观；由于该隧道尺寸变化较大，在门架横梁上还需要设置平移油缸，门架横梁上的油缸支座、侧模上纵梁、侧架的连接板定位螺孔根据几个断面和油缸行程定制，才能满足 断面调整的需要，衬砌速度非常慢，且衬砌整体性差。 

发明内容

本发明的目的在于提出一种多变径模板台车整体衬砌方法，能够在有多种断面尺寸的隧道中连续衬砌，根据不同的断面半径进行变径，完成各种变径断面的衬砌作业。 

为达此目的，本发明采用以下技术方案： 

一种多变径模板台车整体衬砌方法，包括以下步骤： 

A、在模板台车制作时，模板顶部中心处采用活动分模结构； 

B、在模板台车的顶部吊装四块加宽模板； 

C、在模板台车的上纵梁底部增设加高节，以配合升降油缸的调节； 

D、下锚段施工时，在主门架上增加一套辅助门架； 

E、顶模板与侧模板、边墙挂板与侧模板的连接以铰接的形式进行连接，侧模板可以绕铰链转动； 

F、将模板台车的边墙挂板作用在仰拱填充顶面； 

G、模板台车进行行走； 

H、模板台车走行到衬砌位置，调整模板到位，进行立模； 

I、通过液压油缸收缩模板，进行脱模。 

步骤A进一步包括以下步骤： 

在模板台车两端焊接机械千斤顶，使模板台车顶部模板分模后处于稳定状态，模板台车中心处两侧高强连接螺栓松开并取下； 

启动模板台车的水平移动油缸，让顶部左右侧模板分别向两侧移动； 

在水平油缸移动的同时，模板台车两端的机械千斤顶也同时同步松开，使机械千斤顶的行程与水平油缸的行程一致。 

步骤B进一步包括以下步骤： 

在模板台车顶部安装三角架，三角架底部与模板台车面板焊接，将手拉葫芦固定在三角架上； 

在加宽模板中部焊接一个三角形悬挂手柄； 

采用手拉葫芦将加宽模板吊装至预设位置，使用高强螺栓将加宽模板与模板台车连接。 

步骤C进一步包括以下步骤： 

将模板台车的四个升降油缸同时升至最高位置； 

在油缸旁的立柱支撑位置增加加高节； 

在四个立柱支撑加固稳定后，对升降油缸卸压； 

在四个升降油缸上部增加加高节，加高节与油缸、模板台车上纵梁之间采用法兰连接； 

再升高预设行程。 

步骤D进一步包括以下步骤： 

使用模板台车左右前后四个侧模油缸将模板台车的左右侧的模板撑开； 

模板台车有七榀主门架，侧模油缸位于第一榀和第七榀主门架上，在侧模油缸将模板台车模板撑开后，安装左侧第二榀至第六榀主门架上的辅助门架，每榀主门架上分别安装一榀辅助门架，辅助门架与主门架采用高强螺栓连接； 

左侧第二榀至第六榀辅助门架安装完成后，安装第二榀至第六榀辅助门架上的螺旋千斤顶，并与模板台车面板连接，再将螺旋千斤顶撑开； 

将左侧的两个侧模油缸卸压，并将侧模油缸从主门架上拆下，按照上述步骤安装第一榀与第七榀上的辅助门架和螺旋千斤顶，完成后将侧模油缸安装在辅助门架上； 

再按照上述步骤安装模板台车右侧辅助门架、螺旋千斤顶和油缸。 

步骤E进一步包括以下步骤： 

在铰接的上、下两侧设置螺旋千斤顶支撑； 

变径时将环向筋板的所有连接螺栓全部拧开取下，下部侧模板可以围绕柔性铰接点转动，可以通过螺旋千斤顶的作用力进行内外调节，以调节模板台车半径； 

变径完成后用高强螺栓将环向筋板再次进行连接、固定。 

步骤H进一步包括以下步骤： 

检查电路电器防爆系统安全后，合闸通电，使液压系统处于待运转状态； 

调整模板台车至衬砌位置后，将支撑行走梁底部丝杠撑于钢轨上并旋紧； 

操纵液压控制阀，调整各部模板到位，所有支撑丝杠和千斤顶都处于分开状态，在各油缸旁安装支撑丝杠； 

操作换向阀手柄，使水平油缸平移，调整模板台车中心距与衬砌中心线对齐； 

操作换向阀手柄，使升降油缸上升，调整台车达到预设高度后，旋紧所有竖向千斤顶； 

操作换向阀手柄，使侧向油缸撑出，同时调整节流阀，粗调侧模板至预设位置； 

关闭电机，来回摇动换向阀手柄，使侧向油缸卸压，调节侧向支撑丝杠，使台车侧模达到混凝土灌注状态； 

启动电机，保持油缸压力； 

通过螺旋千斤顶调整边墙挂板至预设位置，小边墙地锚丝杠和支撑杆件定位； 

边墙挂板底部用木模板挡护密实，端模挡护与支撑； 

立模完后检查所有支撑点的稳定性和整体尺寸，无误后进行混凝土灌注，混凝土灌注前台车外表面需涂抹脱模剂，以减少脱模时的表面粘力。 

步骤I进一步包括以下步骤： 

拆除端头模板及支护杆件、紧固件； 

拆除边墙挂板的螺旋千斤顶，取出边墙挂板下面的木板挡护，用手拉葫芦将边墙挂板拉起； 

拆除侧面支撑丝杠一端的销子，放下丝杠，再拧松拱部平台支撑千斤顶，并从纵梁下部抽出摆放好； 

拧松行走梁下边的支撑丝杠； 

操纵液压控制阀，收回侧模油缸，再降落拱部升降油缸，收模操纵油缸时应先点动后续动收位； 

台车移动到位置后，切断电源； 

清除模板表面的异物和检查模板表面质量。 

采用了本发明的技术方案，能够在有多种断面尺寸的隧道中连续衬砌，根据不同的断面半径进行变径，完成各种变径断面的衬砌作业；一部台车替代了以前多台模板台车才能够完成的作业；在复杂多变径衬砌断面的隧道施工中发挥了特殊的作用，在变径作业时，模板台车改装快，且衬砌轮廓圆顺，无错台，表观质量好，大幅度降低了施工成本。 

附图说明

图1是本发明具体实施方式中多变径模板台车整体衬砌的流程图。 

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。 

图1是本发明具体实施方式中多变径模板台车整体衬砌的流程图。如图1所示，该多变径模板台车整体衬砌的流程包括以下步骤： 

步骤101、在模板台车制作时，模板顶部中心处采用活动分模结构。 

首先将在模板台车两端焊接机械千斤顶，使模板台车顶部模板分模后处于 稳定状态，模板台车中心处两侧高强连接螺栓松开并取下，这时启动模板台车的水平移动油缸，让顶部左右侧模板分别向两侧移动，单侧移动距离各为155mm(模板分模310mm，比加宽块模板宽10mm，方便加宽模板吊装)，即在拱顶中心增加一块300mm的加宽模板，以确保下锚段拱板弧度。在水平油缸移动的同时，模板台车两端的机械千斤顶也同时同步松开，使机械千斤顶的行程与水平油缸的行程一致。 

步骤102、在模板台车的顶部吊装四块加宽模板。 

1)模板顶部分模后，在模板台车顶部用φ80mm的钢管制作一个简易三角架，三角架高度约800mm，三角架底部与模板台车面板焊接，保证三角架的稳定性。将手拉葫芦固定在三角架上。 

2)在加宽模板中部焊接一个三角形悬挂手柄，焊接强度保证能够承受加宽模板的自重。 

3)采用手拉葫芦将加宽模板吊装至设计位置，工人及时使用高强螺栓将加宽模板与模板台车连接，吊装时，人工将加宽模板扶稳，防止碰撞模板台车其他部位。 

4)按照上述步骤，再吊装其他加宽模板。加宽模板一共四块，其中有三块长度为3.0m，一块为3.1m，模板台车总长度为12.1m。加宽模板横向与纵向均用高强螺栓连接，保证模板台车分模处的强度。 

步骤103、在模板台车的上纵梁底部增设加高节，以配合升降油缸的调节。 

模板台车的升降油缸行程为300mm，在施工下锚段断面衬砌时，显然不能满足断面加高550mmm的要求。因此考虑在标准台车的基础上，在上纵梁底部增设加高节510mm，配合升降油缸的调节，就能满足下锚段断面衬砌的要求。 

1)首先将模板台车的四个升降油缸同时升至最高位置，由于油缸的行程为300mm，所以本次升高为300mm。 

2)在油缸旁的立柱支撑位置按照实际高度增加加高节，技术员用钢尺测 量立柱支撑需要加高的长度，底部用25T的液压千斤顶调节。 

3)在四个立柱支撑加固稳定后，对升降油缸卸压，这时模板台车的自重全部由立柱支撑承受。 

4)在四个升降油缸上部增加加高节，加高节与油缸、模板台车上纵梁之间采用法兰连接。 

5)这时升降油缸重新有了300mm的行程，就可以再升高300mm，这时取下液压千斤顶。该模板台车最大升高为550mm，可以满足模板台车的整体升高要求。 

步骤104、下锚段施工时，在主门架上增加一套辅助门架。 

由于下锚段的衬砌半径加大了550mm，在模板台车撑开后，主门架与面板的距离就增加了550mm，侧模螺旋千斤顶的长度就不能满足要求，且模板的受力结构发生了变化，所以在下锚段施工时，在主门架上增加一套辅助门架，辅助门架宽度为500mm。侧模螺旋千斤顶在加工时要考虑衬砌断面变化以后的通用性。 

1)使用模板台车左右、前后四个侧模油缸将模板台车的左右侧的模板最大程度的撑开； 

2)模板台车一共七榀主门架，侧模油缸位于第一榀和第七榀主门架上，在侧模油缸将台车面板撑开后，先安装左侧第二榀至第六榀主门架上的辅助门架，每榀主门架上分别安装一榀辅助门架。 

3)辅助门架与主门架采用高强螺栓连接。模板台车在制作时，主门架上预留与辅助门架的连接螺栓孔。辅助门架安装后，一定要派专人逐一检查连接螺栓，检查是否有松动螺栓。 

4)左侧第二榀至第六榀辅助门架安装完成后，即可安装第二榀至第六榀辅助门架上的螺旋千斤顶，并与模板台车面板连接，并将螺旋千斤顶撑开。 

5)将左侧的两个侧模油缸卸压，并将侧模油缸从主门架上拆下，按照步 骤2～4的方法安装第一榀与第七榀上的辅助门架、螺旋千斤顶。完成后将侧模油缸安装在辅助门架上。 

6)按照步骤2～5的方法安装模板台车右侧辅助门架、螺旋千斤顶及油缸。 

步骤105、顶模板与侧模板、边墙挂板与侧模板的连接以铰接的形式进行连接，侧模板可以绕铰链转动。 

顶模与侧模、边墙挂板与侧模的连接以铰接的形式进行连接，侧模板可以绕铰链转动，以便调节模板的伸缩，满足衬砌断面要求。台车侧模面板是一块整体的模板，侧模的上、下两部分以柔性铰接的形式进行连接。 

柔性铰接就是以模板台车的面板为固定连接，中间的环向加强筋板在该处全部断开，环向筋板全部采用高强螺栓进行连接，螺栓孔间距可以调整，连接螺栓拧下后，下部侧模板即可围绕该处转动，达到变径的目的，变径后再用螺栓连接。 

柔性铰接处上边设置一根纵梁，下边设置纵向加强筋板，保证模板台车的强度和刚度。模板台车面板为10mm的钢模板，由于台车面板有一定的强度，所以，在柔性铰接的上、下两侧必须设置螺旋千斤顶支撑，变径时将环向筋板的所有连接螺栓全部拧开取下，这时下部侧模板可以围绕柔性铰接点转动，可以通过螺旋千斤顶的作用力进行内外调节，达到调节台车半径的目的。变径完成后用高强螺栓将环向筋板再次进行连接、固定，这样就完成了模板台车的变径改装。 

步骤106、将模板台车的边墙挂板作用在仰拱填充顶面。 

台车制作时，将台车的边墙挂板直接作用在仰拱填充顶面，模板底部距离仰拱顶面10cm，即仰拱填充两侧1.2m范围内浇筑成台阶状，台阶高度为10cm。 

在施工时，该处用木模进行垫实，防止漏浆，取消以往“矮边墙”的做法，边墙挂板通过铰链与上部模板连接，保证了模板台车的操作灵活性。这样减少了超前施工工序，减少了一道施工缝及施工缝的处理，有利于加快工序循环， 减少投入，节约成本。 

由于该模板台车改装后，整体抬高了550mm，且左右侧均加宽了550mm，模板台车面板总弧长比设计短，侧模底部距离地面较高，这时更换弧长较长的边墙挂板，就能满足下锚段衬砌断面的要求，A1型边墙挂板弧长比A型边墙挂板长595mm。 

边墙挂板纵向分成三块进行拼装，边墙挂板与侧模采用铰链连接。由于边墙挂板没有动力装置，所以，在二衬脱模时，采用手拉葫芦将其吊起，完成脱模过程。 

边墙挂板更换完成后，技术人员必需对左右侧的铰接点逐一检查，是否有未拧紧螺栓，发现问题，要及时纠正，防止在砼浇筑过程中跑模，影响施工进度和衬砌的表观质量。 

步骤107、模板台车进行行走。 

操作台车人员，必须由熟悉台车性能的专职人员操作。 

1)检查 

台车移动前，必须认真检查台车，是否收缩到位置；侧纵联两头与中部在移动前，必须用丝杠临时支护，防止模板与门架摆动而折断油缸，侧丝杠临时固定是否牢靠，防止移动过程松脱支地；模板台车上平台前后两侧与地面前后两侧，必须有直接监护人员进行移动式的监护。 

2)校对钢轨是否平直，钢轨中心距与衬砌中心距是否对齐，检查钢轨的牢固性。用于垫钢轨的枕木纵向间距一般不得超过600mm。 

3)行走模板台车 

模板台车行走一定要慢，匀速行走。行走时，操作人员必须时刻与监护人员保持联系，发现问题，立即停止行走。 

步骤108、模板台车走行到衬砌位置，调整模板到位，进行立模。 

1)检查电路电器防爆系统安全后，合闸通电，使液压系统处于待运转状 态。 

2)调整台车至衬砌位置后，将支撑行走梁底部丝杠撑于钢轨上并旋紧。 

3)操纵液压控制阀，调整各部模板到位。先确定拱顶模板位置与隧道断面相符。精测各切线、腰线中心位置。这时所有支撑丝杠和千斤顶都处于分开状态，在各油缸旁安装支撑丝杠。(拱部起升、侧模板调节、模板横移均采用液压控制)。 

4)操作换向阀手柄，使水平油缸平移，可调整模板台车中心距与衬砌中心线对齐。 

5)操作换向阀手柄，使升降油缸上升。调整台车达到设计高度后，旋紧各竖向千斤顶。 

6)操作换向阀手柄，使侧向油缸撑出。同时调整节流阀，粗调侧模板至设计位置。 

7)关闭电机，来回摇动换向阀手柄，使侧向油缸卸压。调节侧向支撑丝杠，使台车侧模达到混凝土灌注状态。 

8)启动电机，保持油缸压力。 

9)通过螺旋千斤顶调整边墙挂板至设计位置。小边墙地锚丝杠和其它支撑杆件定位。检查各铰接点和主要的螺栓紧固区，检查窗口的锁定等。 

10)边墙挂板底部用木模板挡护密实，端模挡护与支撑。 

11)立模完后检查各支撑点的稳定性和整体相关尺寸，检查无误后，可进行混凝土灌注。混凝土灌注前台车外表面需涂抹脱模剂，以减少脱模时的表面粘力。 

步骤109、通过液压油缸收缩模板，进行脱模，不需要拆模板。 

1)首先拆除端头模板及支护杆件、紧固件。 

2)拆除边墙挂板的螺旋千斤顶，取出边墙挂板下面的木板挡护，用手拉葫芦将边墙挂板拉起； 

3)拆除侧面支撑丝杠一端的销子，放下丝杠。然后再拧松拱部平台支撑千斤顶，并从纵梁下部抽出摆放好，防止台车移动时掉落伤人或摔坏。 

4)拧松行走梁下边的支撑丝杠(离轨平面约60～100mm)。 

5)拆模：操纵液压控制阀，首先收回侧模油缸，然后再降落拱部升降油缸。收模操纵油缸时应先点动后续动收位。 

6)台车移动到位置后，请切断电源。 

7)清除模板表面的异物和检查模板表面质量(分模线、接模线、铰接线、窗口、砼灌注孔)。 

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。 

Claims (8)

1.一种多变径模板台车整体衬砌方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、在模板台车制作时，模板顶部中心处采用活动分模结构；

B、在模板台车的顶部吊装四块加宽模板；

C、在模板台车的上纵梁底部增设加高节，以配合升降油缸的调节；

D、下锚段施工时，在主门架上增加一套辅助门架；

E、顶模板与侧模板、边墙挂板与侧模板的连接以铰接的形式进行连接，侧模板可以绕铰链转动；

F、将模板台车的边墙挂板作用在仰拱填充顶面；

G、模板台车进行行走；

H、模板台车走行到衬砌位置，调整模板到位，进行立模；

I、通过液压油缸收缩模板，进行脱模。

2.根据权利要求1所述的一种多变径模板台车整体衬砌方法，其特征在于，步骤A进一步包括以下步骤：

在模板台车两端焊接机械千斤顶，使模板台车顶部模板分模后处于稳定状态，模板台车中心处两侧高强连接螺栓松开并取下；

启动模板台车的水平移动油缸，让顶部左右侧模板分别向两侧移动；

在水平油缸移动的同时，模板台车两端的机械千斤顶也同时同步松开，使机械千斤顶的行程与水平油缸的行程一致。

3.根据权利要求1所述的一种多变径模板台车整体衬砌方法，其特征在于，步骤B进一步包括以下步骤：

在模板台车顶部安装三角架，三角架底部与模板台车面板焊接，将手拉葫芦固定在三角架上；

在加宽模板中部焊接一个三角形悬挂手柄； 

采用手拉葫芦将加宽模板吊装至预设位置，使用高强螺栓将加宽模板与模板台车连接。

4.根据权利要求1所述的一种多变径模板台车整体衬砌方法，其特征在于，步骤C进一步包括以下步骤：

将模板台车的四个升降油缸同时升至最高位置；

在油缸旁的立柱支撑位置增加加高节；

在四个立柱支撑加固稳定后，对升降油缸卸压；

在四个升降油缸上部增加加高节，加高节与油缸、模板台车上纵梁之间采用法兰连接；

再升高预设行程。

5.根据权利要求1所述的一种多变径模板台车整体衬砌方法，其特征在于，步骤D进一步包括以下步骤：

使用模板台车左右前后四个侧模油缸将模板台车的左右侧的模板撑开；

模板台车有七榀主门架，侧模油缸位于第一榀和第七榀主门架上，在侧模油缸将模板台车模板撑开后，安装左侧第二榀至第六榀主门架上的辅助门架，每榀主门架上分别安装一榀辅助门架，辅助门架与主门架采用高强螺栓连接；

左侧第二榀至第六榀辅助门架安装完成后，安装第二榀至第六榀辅助门架上的螺旋千斤顶，并与模板台车面板连接，再将螺旋千斤顶撑开；

将左侧的两个侧模油缸卸压，并将侧模油缸从主门架上拆下，按照上述步骤安装第一榀与第七榀上的辅助门架和螺旋千斤顶，完成后将侧模油缸安装在辅助门架上；

再按照上述步骤安装模板台车右侧辅助门架、螺旋千斤顶和油缸。

6.根据权利要求1所述的一种多变径模板台车整体衬砌方法，其特征在于，步骤E进一步包括以下步骤：

在铰接的上、下两侧设置螺旋千斤顶支撑； 

变径时将环向筋板的所有连接螺栓全部拧开取下，下部侧模板可以围绕柔性铰接点转动，可以通过螺旋千斤顶的作用力进行内外调节，以调节模板台车半径；

变径完成后用高强螺栓将环向筋板再次进行连接、固定。

7.根据权利要求1所述的一种多变径模板台车整体衬砌方法，其特征在于，步骤H进一步包括以下步骤：

检查电路电器防爆系统安全后，合闸通电，使液压系统处于待运转状态；

调整模板台车至衬砌位置后，将支撑行走梁底部丝杠撑于钢轨上并旋紧；

操纵液压控制阀，调整各部模板到位，所有支撑丝杠和千斤顶都处于分开状态，在各油缸旁安装支撑丝杠；

操作换向阀手柄，使水平油缸平移，调整模板台车中心距与衬砌中心线对齐；

操作换向阀手柄，使升降油缸上升，调整台车达到预设高度后，旋紧所有竖向千斤顶；

操作换向阀手柄，使侧向油缸撑出，同时调整节流阀，粗调侧模板至预设位置；

关闭电机，来回摇动换向阀手柄，使侧向油缸卸压，调节侧向支撑丝杠，使台车侧模达到混凝土灌注状态；

启动电机，保持油缸压力；

通过螺旋千斤顶调整边墙挂板至预设位置，小边墙地锚丝杠和支撑杆件定位；

边墙挂板底部用木模板挡护密实，端模挡护与支撑；

立模完后检查所有支撑点的稳定性和整体尺寸，无误后进行混凝土灌注，混凝土灌注前台车外表面需涂抹脱模剂，以减少脱模时的表面粘力。

8.根据权利要求1所述的一种多变径模板台车整体衬砌方法，其特征在 于，步骤I进一步包括以下步骤：

拆除端头模板及支护杆件、紧固件；

拆除边墙挂板的螺旋千斤顶，取出边墙挂板下面的木板挡护，用手拉葫芦将边墙挂板拉起；

拆除侧面支撑丝杠一端的销子，放下丝杠，再拧松拱部平台支撑千斤顶，并从纵梁下部抽出摆放好；

拧松行走梁下边的支撑丝杠；

操纵液压控制阀，收回侧模油缸，再降落拱部升降油缸，收模操纵油缸时应先点动后续动收位；

台车移动到位置后，切断电源；

清除模板表面的异物和检查模板表面质量。