浇筑盾构隧道内的中板用的模架台车及其施工方法与流程

本发明涉及建筑施工领域，尤指一种浇筑盾构隧道内的中板用的模架台车及其施工方法。

背景技术：

随着超大直径盾构隧道施工技术的日益成熟，超大断面盾构隧道已成为建造城市地下快速路的重要途径。当盾构掘进一定距离后，内部结构在兼顾盾构掘进的基础上同步进行施工。“单管双层双向车道”是指在超大断面隧道内增设一道中板，直接在单管隧道内实现上、下层车道的正、反向车辆通行，周边其余空间均为电缆管廊、排烟通道以及消防通道等，充分实现隧道内部空间的集约化利用。

其中，中板作为上方排烟通道结构施工的材料补给通道，还兼顾着下方盾构掘进的匹配和主线交通的组织。在模板上浇筑形成中板时，针对中板施工距离长、跨度大、净高低、连续急曲线多，且必须在密闭环境里实现与盾构掘进同步施工的难点，加之隧道存在多种立体交叉作业，交通组织困难，对狭小空间内施工作业的安全性能及文明施工水平提出了较高的要求。

现有技术中通过搭设和拆除模板支架，满足中板的浇筑、养护和拆模，但是施工工序多，模板和支架在多次人工拆除、堆放、搬运和搭设的整个过程中将造成损坏，成本较高安全性能差。同时因隧道存在大量呈现连续“s”型急曲线，中板的面积随曲率半径的变化而变化，导致浇筑中板用的模板翻样复杂，无法统一，大大降低了模板拼装效率和拼装质量。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种浇筑盾构隧道内的中板用的模架台车及其施工方法，解决现有技术中通过搭设和拆除模板支架，满足中板的浇筑、养护和拆模，但是施工工序多，模板和支架在多次人工拆除、堆放、搬运和搭设的整个过程中将造成损坏，成本较高安全性能差。同时因隧道存在大量呈现连续“s”型急曲线，中板的面积随曲率半径的变化而变化，导致浇筑中板用的模板翻样复杂，无法统一，大大降低了模板拼装效率和拼装质量的问题。

实现上述目的的技术方案是：

本发明提供一种浇筑盾构隧道内的中板用的模架台车，包括至少一节模架台车单元，所述模架台车单元包括：

立设于隧道内且可移动的门型支架，所述门型支架形成有供行车的门洞；

间隔铺设于所述门型支架的顶部且连接的支管，所述支管的端部穿设有调节杆，通过调节所述调节杆凸伸出所述支管且端部抵靠于对应的侧墙；

铺设于所述支管上的模板；

固定于所述门型支架的底部且立设于隧道底板上的液压千斤顶，通过所述液压千斤顶调节所述门型支架的支撑高度；以及

一端固定于所述门型支架侧面的导向结构，所述导向结构相对的另一端设有滑设于对应的侧墙的滑轮。

本发明浇筑盾构隧道内的中板用的模架台车的进一步改进在于，还包括铺设于所述调节杆上的边板，所述边板的一边拼接于所述模板且与所述模板齐平设置，所述边板相对的另一边的弧度和对应的所述侧墙的弧度适配且抵靠于所述侧墙。

本发明浇筑盾构隧道内的中板用的模架台车的进一步改进在于，还包括固接多个所述支管的拉结杆，相邻两个所述模架台车单元的位于边沿的支管之间留设一定间距，相邻两个所述模架台车单元对应的拉结杆的端部铰接连接。

本发明浇筑盾构隧道内的中板用的模架台车的进一步改进在于，还包括：

固定于相邻两个所述模架台车单元拉结杆的端部的角钢，所述角钢形成有横向设置的承托面；以及

搭设于相邻两个所述模架台车单元拉结杆的所述承托面的连接板，所述连接板和所述模板的表面齐平。

本发明浇筑盾构隧道内的中板用的模架台车的进一步改进在于，位于首和/或尾部的所述模架台车单元的门型支架固定有供驱动所述所述模架台车单元移动的动力结构。

本发明浇筑盾构隧道内的中板用的模架台车的进一步改进在于，所述门型支架包括靠近对应的所述侧墙且相对设置的一对立柱组，一对所述立柱组之间留设形成所述门洞，所述立柱组包括通过连杆连接的一对立柱，所述立柱的底面固定有所述液压千斤顶。

本发明浇筑盾构隧道内的中板用的模架台车的进一步改进在于，所述立柱的侧面连接有供微调所述立柱高度的机械千斤顶。

本发明还提供一种所述的浇筑盾构隧道内的中板用的模架台车的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

移动模架台车单元至中板的待施工位置；

调节液压千斤顶以顶升调节所述门型支架的支撑高度至所述设计标高；

调节对应的支管端部的调节杆凸伸出所述支管且端部抵靠于对应的侧墙；

提供边板，将所述边板铺设于所述调节杆上，将所述边板的一边拼接于所述模板且与所述模板齐平设置，所述边板相对的另一边的弧度和对应的所述侧墙的弧度适配且抵靠于所述侧墙；

在模板和所述边板上绑扎钢筋并浇筑混凝土形成中板；

调节所述液压千斤顶以降低所述门型支架的支撑高度；以及

移动所述模架台车单元至下一中板的待施工位置。

本发明浇筑盾构隧道内的中板用的模架台车的施工方法的进一步改进在于，

提供所述门型支架包括提供一对立柱组，将一对立柱组靠近对应的所述侧墙且相对设置，一对所述立柱组之间留设形成所述门洞，所述立柱组包括通过连杆连接的一对立柱，所述立柱的底面固定有所述液压千斤顶。

本发明浇筑盾构隧道内的中板用的模架台车的施工方法的进一步改进在于，

还包括提供机械千斤顶，将所述机械千斤顶固定于所述立柱的侧面；

在调节液压千斤顶以顶升调节所述门型支架的支撑高度之后，调节所述机械千斤顶以微调所述立柱的支撑高度。

本发明浇筑盾构隧道内的中板用的模架台车及其施工方法的有益效果：

本发明通过研制中板专用的模架台车，通过设置支撑模板的支管小于隧道的宽度，防止支管过长而阻碍模架台车在隧道的转弯处行驶，能够满足隧道存在多个转弯半径时模架台车的行驶要求。在支管内以可移动方式插设调节杆，能根据隧道转弯半径调节调节杆支撑于侧墙，并在调节杆上铺设边板以和模板拼接，防止模板和侧墙之间存在间隙而出现渗漏的问题。本发明解决了现有技术中通过搭设和拆除模板支架，满足中板的浇筑、养护和拆模，但是施工工序多，模板和支架在多次人工拆除、堆放、搬运和搭设的整个过程中将造成损坏，成本较高安全性能差。同时因隧道存在大量呈现连续“s”型急曲线，中板的面积随曲率半径的变化而变化，导致浇筑中板用的模板翻样复杂，无法统一，大大降低了模板拼装效率和拼装质量的问题。

附图说明

图1为本发明浇筑盾构隧道内的中板用的模架台车的横断面示意图。

图2为本发明浇筑盾构隧道内的中板用的模架台车的纵断面示意图。

图3为本发明浇筑盾构隧道内的中板用的模架台车的平面示意图。

图4为本发明浇筑盾构隧道内的中板用的模架台车的相邻两个台车单元的间距范围内支模的放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

参阅图1，显示了本发明浇筑盾构隧道内的中板用的模架台车的横断面示意图。参阅图2为本发明浇筑盾构隧道内的中板用的模架台车的纵断面示意图。参阅图3为本发明浇筑盾构隧道内的中板用的模架台车的平面示意图。结合图1至图3所示，本发明浇筑盾构隧道内的中板用的模架台车包括至少一节模架台车单元1，所述模架台车单元1包括：

立设于隧道2内且可移动的门型支架10，所述门型支架10形成有供行车的门洞；

间隔铺设于所述门型支架10的顶部且连接的支管20，所述支管20的端部穿设有调节杆21，通过调节所述调节杆21凸伸出所述支管20且端部抵靠于对应的侧墙30；

铺设于所述支管20上的模板40；

固定于所述门型支架10的底部且立设于隧道底板上的液压千斤顶50，通过所述液压千斤顶50调节所述门型支架10的支撑高度；以及

一端固定于所述门型支架10侧面的导向结构60，所述导向结构60相对的另一端设有滑设于对应的侧墙30的滑轮61。

在本实施例中，根据设计图纸，隧道中板的中心厚度为560mm，平坡段中心沿断面两边放坡1％，超高段范围则单边放坡1％，且在混凝土浇筑和收水过程中直接实现放坡。跨度为两侧侧墙之间净间距10.8m，且在侧墙浇筑完成后再行现浇施工。沿隧道方向，中板总长约6.5km，相邻变形缝之间为1节，标准节长30m，全线共223节。中板施工存在如下特点、难点：

1)隧道曲率半径多变，结构线型质量较高。

隧道平曲线呈现连续“s”型急曲线，r500～700m的超高段占全线60％以上。这对中板上表面坡度以及下表面平整度的整体线型控制带来不小的难度。

2)隧道空间狭小，施工统筹复杂。

下层车道结构净高仅4.2m，净宽10.8m。如此密闭狭小的空间，常规的混凝土罐车尺寸以及模架技术规格很难满足中板结构的正常施工。

3)兼顾盾构掘进，结构同步交叉，交通组织较难。

因隧道距离较长，为确保总体进度，盾构掘进与结构同步施工。在中板工作面范围内将存在大量盾构掘进及结构施工补给车辆的交汇，交通组织难，安全风险大。

为此，本发明将模架台车设于隧道内，模架台车的顶部铺设有模板用于浇筑形成中板。整套台车纵向长30m，宽度10.2m。台车分为5小节，6m/节。

作为本发明浇筑盾构隧道内的中板用的模架台车的一较佳实施方式，还包括铺设于所述调节杆21上的边板41，所述边板41的一边拼接于所述模板40且与所述模板40齐平设置，所述边板41相对的另一边的弧度和对应的所述侧墙30的弧度适配且抵靠于所述侧墙30。

由于隧道平曲线呈现连续“s”型急曲线，采用统一长度规格的支管20难以连续地横向支设在隧道内。通过设置统一长度规格的支管20，支管20的长度小于隧道的宽度，在支管20内穿设调节杆21，从而可通过移动对应位置处支管20的一端的调节杆21至抵靠于侧墙20上，将另一端的调节杆21插设于支管20内使得支管20抵靠于对应的侧墙20，以确保5节6m台车在行驶移动过程中满足隧道转弯的要求，满足不同跨度、不同转弯半径下的中板浇筑施工。

对应的，铺设于支管20上的模板和侧墙之间也存在间隙，将边板41的一边拼接于所述模板40且与所述模板40齐平设置，所述边板41相对的另一边的弧度和对应的所述侧墙30的弧度适配且抵靠于所述侧墙30，从而利用边板41填补模板40和侧墙30之间的间距，后续通过在模板40和边板41上浇筑混凝土形成中板。

作为本发明浇筑盾构隧道内的中板用的模架台车的一较佳实施方式，结合图1至图3所示，本发明还包括固接多个所述支管20的拉结杆22，相邻两个所述模架台车单元1的位于边沿的支管20之间留设一定间距，相邻两个所述模架台车单元1对应的拉结杆22的端部铰接连接。

隧道轴线存在多处急曲线转弯，平曲线最小转弯半径为r500m，其中r500～700m转弯占全线60％以上，而中板的浇筑是连续的。因此，要确保5节6m的模架台车单元在行驶移动过程中满足转弯半径，各节模架台车单元需铰接连接，并保留一定间距。

通过autocad软件，依据台车的构造尺寸，对全线r500～1200m半径下的台车转弯进行模拟，并整理相关数据。充分考虑余量后最终确定在r500m最大转弯半径下最大楔形量为350mm，因此确定模架台车单元铰接连接的中心间距定位为175mm。

作为本发明浇筑盾构隧道内的中板用的模架台车的一较佳实施方式，参阅图4为本发明浇筑盾构隧道内的中板用的模架台车的相邻两个台车单元的间距范围内支模的放大示意图。结合图1至图4所示，本发明还包括：

固定于相邻两个所述模架台车单元拉结杆22的端部的角钢70，所述角钢70形成有横向设置的承托面；以及

搭设于相邻两个所述模架台车单元拉结杆22的所述承托面的连接板71，所述连接板71和所述模板40的表面齐平。

在隧道不同转弯半径下，模架台车单元的间距的不同，将会导致该空挡范围仅能根据实际尺寸制模和下方搭设支架。为考虑工人铺设模板的安全性，以及确保下方门洞交通不受影响。本发明利用相邻模架台车单元之间的拉结杆22的端部，焊接角钢作为支撑点，连接板71支设固定于角钢70上，且连接板71和所述模板40的表面齐平，以满足浇筑连续的中板的要求。

作为本发明浇筑盾构隧道内的中板用的模架台车的一较佳实施方式，位于首和/或尾部的所述模架台车单元的门型支架10固定有供驱动所述所述模架台车单元移动的动力结构80。本发明通过布置动力结构80，并利用导向结构的导向轮抵靠已完成的侧墙来控制行走方向，实现模架台车的整体移动。

作为本发明浇筑盾构隧道内的中板用的模架台车的一较佳实施方式，所述门型支架10包括靠近对应的所述侧墙30且相对设置的一对立柱组，一对所述立柱组之间留设形成所述门洞，所述立柱组包括通过连杆11连接的一对立柱12，所述立柱12的底面固定有所述液压千斤顶50。门型支架10为钢结构。

门型支架10在原始状态下(未顶升前)的门洞净尺寸，满足隧道内运输盾构推进所需材料的双头车通行，该车满载后宽度3.5m，高度3.7m。因此，门洞净尺寸设为高3.9m，宽5.1m。

在模板的选取中，材料刚度、强度、耐久性需满足近6.5km的厚560mm中板的施工荷载，材料尺寸需确保门型支架10未顶升前离地最低距离大于3.9m，且在顶升后符合中板底标高4.26m。因此，通过验算，模板采用厚6mm耐磨钢板，支管20采用220×80×8mm矩形管横向布置，并内设120×60×6mm小号矩形管作为调节杆。

作为本发明浇筑盾构隧道内的中板用的模架台车的一较佳实施方式，所述立柱12的侧面连接有供微调所述立柱12高度的机械千斤顶51。液压千斤顶50主要负责台车模板支架的顶升(立模)和下降(脱模)，机械千斤51顶则负责模板面标高的微调及为液压式提供模架的稳定及安全保障。

本发明还提供一种浇筑盾构隧道内的中板用的模架台车的施工方法，包括如下步骤：

移动模架台车单元1至中板的待施工位置；

调节液压千斤顶50以顶升调节所述门型支架10的支撑高度至所述设计标高；

调节对应的支管20端部的调节杆21凸伸出所述支管且端部抵靠于对应的侧墙30；

提供边板41，将所述边板41铺设于所述调节杆21上，将所述边板41的一边拼接于所述模板40且与所述模板40齐平设置，所述边板41相对的另一边的弧度和对应的所述侧墙30的弧度适配且抵靠于所述侧墙30；

在模板40和所述边板41上绑扎钢筋并浇筑混凝土形成中板90；

调节所述液压千斤顶50以降低所述门型支架10的支撑高度；以及

移动所述模架台车单元1至下一中板的待施工位置。

具体地，在利用液压千斤顶50以顶升调节所述门型支架10的支撑高度时，与设计标高比对，不满足要求就继续调节直到满足设计标高的施工要求。

作为本发明浇筑盾构隧道内的中板用的模架台车的一较佳实施方式，提供所述门型支架10包括提供一对立柱组，将一对立柱组靠近对应的所述侧墙且相对设置，一对所述立柱组之间留设形成所述门洞，所述立柱组包括通过连杆连接的一对立柱12，所述立柱12的底面固定有所述液压千斤顶50。

作为本发明浇筑盾构隧道内的中板用的模架台车的一较佳实施方式，

还包括提供机械千斤顶51，将所述机械千斤顶51固定于所述立柱12的侧面；

在调节液压千斤顶50以顶升调节所述门型支架10的支撑高度之后，调节所述机械千斤顶51以微调所述立柱12的支撑高度。

在混凝土达到养护强度后，先拆除边板41，再拆除机械千斤顶51，然后调节以下降模板实现脱模，完成此处的中板施工。利用动力结构驱动模架台车移动到下一施工位置。

本发明浇筑盾构隧道内的中板用的模架台车及其施工方法的有益效果为：

本发明通过研制中板专用的模架台车，通过设置支撑模板的支管小于隧道的宽度，防止支管过长而阻碍模架台车在隧道的转弯处行驶，能够满足隧道存在多个转弯半径时模架台车的行驶要求。在支管内以可移动方式插设调节杆，能根据隧道转弯半径调节调节杆支撑于侧墙，并在调节杆上铺设边板以和模板拼接，防止模板和侧墙之间存在间隙而出现渗漏的问题。本发明解决了现有技术中通过搭设和拆除模板支架，满足中板的浇筑、养护和拆模，但是施工工序多，模板和支架在多次人工拆除、堆放、搬运和搭设的整个过程中将造成损坏，成本较高安全性能差。同时因隧道存在大量呈现连续“s”型急曲线，中板的面积随曲率半径的变化而变化，导致浇筑中板用的模板翻样复杂，无法统一，大大降低了模板拼装效率和拼装质量的问题。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。