本发明涉及模筑混凝土施工领域，更具体而言，涉及一种自制二衬台车及其在修复受损隧道中的应用。
背景技术：
隧道二衬施工中目前最常用的方法是采用全断面液压式整体式衬砌台车由下而上浇注墙部和拱部混凝土，但这种二衬施工方法在特殊情况或特定环境下无法使用。受损隧道加固修复时按常规的整体式台车施工，台车通过性不好，无法进行正常施工。
技术实现要素：
为了克服现有技术中所存在的不足，本发明提供一种自制二衬台车及其在修复受损隧道中的应用，适用于隧道开挖断面超宽、超高较大，初期支护断面尺寸变化较大，且二衬断面宽度和高度需大幅度调整的隧道二衬施工。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：
一种二衬台车，包括台架系统、顶模及顶模支架系统、侧模及侧模支架系统；
所述顶模及顶模支架系统包括顶模、顶模拱架顶梁、拱架顶梁连接活页、顶模拱架支撑钢管及顶托、顶模拱架纵横连接钢管、顶模拱架底横梁；
所述台架包括横梁、斜撑、立柱、侧模支撑梁、地锚、底纵梁、边纵梁、中纵梁；
所述侧模及侧模支架系统包括侧模、侧模顶托、侧模桁架、侧模底锚固钢筋、侧模支架斜撑。
所述顶模包括圆弧段和直边墙段，圆弧段模板采用30×150cm小块模板环向拼装，拟合成拱顶圆弧，直边墙段采用60×150cm模板横向拼装。
所述斜撑与立柱呈30°角。
所述顶托为滚珠丝杆，丝杆直径为32mm，长度为600mm，顶托使用时在钢管内的长度不小于20cm。
所述底纵梁为双榀竖向工字钢焊接而成，底纵梁是台车拖拉移位的滑动面，同时也起到了增加台架刚度的作用。
所述拱架顶梁在顶托支撑立柱位置切割断开，采用合页焊接连接。
所述顶模拱架支撑钢管之间采用十字扣件连接固定，每两榀拱架顶梁支撑一环模板。
所述支撑托顶为滚珠丝杆，直径为32mm，长度为60mm，使用时，顶托使用时在钢管内的长度不小于30cm。
二衬台车在修复受损隧道中的应用，包括以下步骤：
（1）二衬边线放样，（2）土工布、防水板安装，（3）矮边墙施工，（4）二衬钢筋绑扎，（5）台车就位、模板调节与加固，（6）二衬混凝土浇筑，（7）拆模与台车移位。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：
本发明采用了小模板拼装二衬台车进行施工，同时对模板台车及模板支撑系统进行了设计优化，采用的模板台车可以较大幅度地调节二衬模板的宽度和高度，使二衬紧贴初期支护断面施工，从而大量减少二衬混凝土方量；采用的台车侧模、顶模为一个独立的整体，使模板加固和拆模方便快速并能和台车一起整体移动，提高了二衬施工的效率；采用的台车收缩量大，在既有隧道线形差、拐弯半径不够的情况下通过性好；台车加工费用低，且可以利用周转材料中的钢管和型钢等，经济效益可观；二衬台车使用时不需要电力。本发明不仅保证了施工安全、质量，而且提高了施工效率，取得了较好的经济、社会效益。
附图说明
图1为本发明二衬台车正面示意图
图2为本发明二衬台车侧面示意图
图3为本发明二衬台车台架正面示意图
图4为本发明二衬台车台架顶面示意图
图5为本发明二衬台车台架侧面示意图
图6为本发明底纵梁焊接示意图
图7为本发明侧模悬挂方式图
图8为本发明施工工艺流程图
图中：1为二衬混凝土、2为顶模、3为顶模拱架顶梁、4为顶模拱架支撑钢管及顶托、5为顶模拱架纵横连接钢管、6为拱架顶梁连接活页、7为顶模拱架底横梁、8为横梁、9为斜撑、10为立柱、11为底纵梁、12为侧模支架梁、13为侧模支架连接、14为侧模支架斜撑、15为侧模顶托、16为侧模桁架、17为侧模、18为侧模底锚固钢筋、19为原混凝土路面、20为地锚、21为中纵梁、22为边纵梁、23为手拉葫芦。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-图5所示，台车由台架系统，顶模及顶模支架系统、侧模及侧模支架系统三大系统组成。
在本实施例中，所述顶模及顶模支架系统包括顶模2、顶模拱架顶梁3、顶模拱架支撑钢管及顶托4、顶模拱架纵横连接钢管5、拱架顶梁连接活页6、顶模拱架底横梁7。
其中，顶模采用面板厚度为5mm的30×150cm小块模板，150cm长边纵向拼装，30cm短边节段环向拼装成拱顶弧形。
其中，拱架顶梁采用［8槽钢用型钢弯曲机弯制而成。拱架顶梁加工后在顶托支撑立柱位置切割断开，将整个拱架顶梁分成14段，然后用合页焊接连接，连接处两节槽钢可以转动，通过调整顶托支撑之间的相对高度改变拱架顶梁的弧度，从而可以达到改变顶模的宽度要求。顶模宽度调整后，顶模与侧模连接处的间隙用小块模板增补闭合。
其中，顶模拱架支撑钢管之间采用十字扣件连接固定，每两榀拱架顶梁支撑一环模板。支撑顶托长60cm，直径32mm，可调节范围30cm，使用时保证钢管内顶托长度30cm，以确保稳定性。由于顶托竖直支撑，顶托与拱架顶梁之间角度不同，中间存在空隙，可采用楔形木块填塞，保证顶托与顶梁槽钢之间的传力效果。
其中，顶模拱架钢管底部与i16工字钢底横梁焊接牢固，底横梁与台车台架顶板焊接固定。
在本实施例中，所述台架包括横梁8、斜撑9、立柱10、底纵梁11、中纵梁,21、边纵梁22、侧模支撑梁12、地锚20。
其中立柱、斜撑、底纵梁采用i16工字钢，边纵梁采用i20工字钢，横梁采用i16工字钢，中纵梁采用i14工字钢。门架包括横梁、斜撑、立柱，门架顶面的工字钢顶面焊接在同一个平面上，有利于对顶模支架的支撑。门架立柱用12根i12工字钢，横向焊接，焊接间距60cm，同时作为侧模支架的支撑梁。
如图6所示，底纵梁为双榀竖向工字钢焊接而成，底纵梁是台车拖拉移位的滑动面，同时也起到了增加台架刚度的作用。
在本实施例中，所述侧模及侧模支架系统包括侧模支架斜撑14、侧模顶托15、侧模桁架16、侧模17、侧模底锚固钢筋18。
其中，二衬侧墙为直边，侧模采用面板厚度为5mm的60×150cm小块模板横向拼装。
其中，侧模支撑横梁采用i12工字钢与台车台架焊接，上下间距为60cm。支撑钢管采用φ48的钢管与支撑横梁焊接，支撑钢管与竖向和纵向连接钢管通过十字扣件连接后形成支架体系。为加强侧模支架的稳定性，支架底部用φ48钢管斜撑支撑于台架底横梁上。侧模支撑顶托长度60cm，直径32mm，可调节范围40cm，钢管内顶托丝杆长度不小于20cm，二衬宽度可调节80cm。
其中侧模桁架由两根φ48的钢管通过中间的钢管和钢筋焊接而成。桁架中间的支撑钢管间距为60cm并与顶托支撑处对齐，保证支撑的传力效果。侧模与支撑桁架连接固定形成整体的大块平模，通过顶托调节和固定。侧模桁架间距为75cm与对应的顶模拱架处于同一个断面上。
在本实施例中，台架焊接拼装顺序为：台架双榀i16底纵梁→i16立柱→顶板i20边纵梁→顶板i16横梁→顶板i14中纵梁→i16斜撑→i12侧模支撑梁。台架加工完成后，开始安装侧模支架和顶模拱架，支架全部安装完成后，用装载机将台车拖移至第一模二衬位置。最后一步为安装顶托和模板，铺设台架顶面防漏钢筋网片以及爬梯、围栏等安全防护部件。
如图7和图8所示，二衬台车在修复受损隧道中的应用，包括以下步骤：
（1）二衬边线放样
根据二衬需紧贴锚喷支护施工，保证二衬混凝土厚度不小于30cm的要求，放样出每一板二衬的边线。由于台车模板无法在一段浇筑段之内实现宽度的渐变过程，故二衬两侧边线要求平行，在宽度有变化处，两板二衬之间按小于10cm的错台渐变。
（2）土工布、防水板安装
土工布和防水板采用专用简易台车进行安装。
（3）矮边墙施工
由于是既有隧道，二衬钢筋没有可以与之连接的仰拱钢筋，需要将钢筋植入在底板上。先施工矮边墙有利于二衬钢筋的固定和绑扎，另外有利于二衬侧模的加固和安装。矮边墙二衬钢筋要满足同一截面上搭接接头的不超过50%的规定。矮边墙模板采用60×150mm模板，竖向安装，通过钢管与顶托支撑与固定。
矮边墙混凝土采用混凝土罐车直接浇筑混凝土，采用振动棒振捣密实，浇筑完成后对混凝土顶面采用拉毛处理。混凝土浇筑完成24h后便可以拆模，拆模后及时洒水养护。
（4）二衬钢筋绑扎
二衬钢筋安装台车采用简易台车，钢筋安装方法同一般二衬钢筋安装。
（5）
（6）台车就位、模板调节与加固
根据已施工完成的二衬矮边墙边线，放样出台架底横梁的边线，使台车处于居中位置。
侧模调节、加固：台车就位后，首先在对应底模底边缘的矮边墙上，钻孔打眼插入φ16侧模底锚固钢筋，锚固深度为10cm，间距1m。底部锚固钢筋安装完成后，放松手拉葫芦23使底模落于锚固钢筋上。然后通过调整顶托，使模板底部紧贴矮边墙。模板上边桁架与顶托采用钢丝绑扎固定，防止桁架及模板内倾。最后通过调节顶托的长度，使侧模垂直度满足要求。
顶模调节、加固：侧模加固好以后，再根据二衬宽度对顶模宽度进行调节与加固。顶模拱架顶梁由14段槽钢用合页焊接连接而成的，通过调节节点处顶托与顶托之间的高差，改变钢筋支撑顶梁的弧度来实现顶模宽度的调节。宽度调节以后，顶模与侧模连接处之间的空隙采用增设模板来闭合，增设的模板与顶模螺栓连接，用顶托支撑于拱架底横梁上。由于混凝土对台架的侧压力作用，为防止台架向内侧收敛，在底横梁内侧混凝土路面上植入φ20锚固钢筋，锚固钢筋间距1.5m，植入路面深度为10cm。
（6）二衬混凝土浇筑
二衬混凝土浇筑采用车载泵泵送，混凝土性能要满足泵送混凝土的要求，防止混凝土堵管。混凝土应自下而上从窗口处浇筑，分层对称浇筑，台车左右混凝土高差不超过40cm，前后高差不超过50cm。混凝土振捣采用振动棒为主，橡皮锤敲击模板为辅，橡皮锤主要用于敲击边角及容易产生气泡的位置的模板。
（7）拆模与台车移位
顶模拆模时，按两侧对称，纵向依次下调顶托，顶模在自重作用下脱离混凝土面，模板与混凝土粘接较紧时可用自制的勾筋适当下拽模板使之脱离。
侧模拆模前先用三根手拉葫芦把模板悬挂在顶模底横梁上，然后按从上往下的顺序对称回调顶托，并用撬棍小心撬动模板使之与混凝土面脱离。
当顶模和侧模均已脱离混凝土面以后，拆除台架地锚钢筋，用装载机牵引钢丝绳拖拉移位至下一模二衬位置，在加固模板之前，先对模板表面进行清理或打磨，涂刷模板漆等工作。
上面仅对本发明的较佳实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本发明的保护范围之内。