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[摘要]依托韓江鹿湖隧洞引水工程之盾構隧洞工程，對隧洞邊頂拱二次襯砌與盾構掘進同步施工技術進行研究。通過設計出一種滿足隧洞二襯與盾構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同步施工混凝土運輸技術和隧洞內錯車技術，最終實現了隧洞邊頂拱二次襯砌與盾構掘進同步施工。

[關鍵詞]隧洞；二次襯砌；邊頂拱；盾構掘進；同步襯砌；鋼模板臺車

目前，國內研究隧道盾構施工與隧洞邊頂拱二次襯砌同步施工技術的較少，本文介紹的隧洞邊頂拱二次襯砌施工與盾構掘進同步施工技術是一種有效地提高隧洞施工效率，在不影響盾構施工的前提下，隧洞邊頂拱二次襯砌緊跟盾構施工完成二襯拱墻與頂拱結構。隧洞二襯與盾構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掘進同步施工技術特點是：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，實現盾構隧洞與二襯同步實施；采用改裝的鋼軌攪拌車負責隧洞內混凝土運輸作業；采用四軌三線供五列電瓶車、盾構臺車行駛、兩列鋼軌攪拌車、拱墻臺車、整體式液壓襯砌鋼模臺車，洞內運輸用有軌運輸。

1工程背景

韓江鹿湖隧洞引水工程盾構隧洞分為兩段，分別為1975m及2123m長距離隧洞，隧洞采用雙層復合式襯砌組合而成，初襯為盾構管片，二次襯砌采用模筑鋼筋混凝土。通過測算，在完成盾構管片安裝、清理軌道后，再進行隧洞二次襯砌施工無法滿足工期要求。若能實現在盾構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量提出了較高的要求。

2解決思路

解決技術難題的思路主要為：通過隧洞二襯與盾構同步施工技術的研究和應用，總結出一套隧洞盾構施工與二襯同步施工技術，規避二襯施工過程中對盾構施工的制約；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；通過隧洞內設道岔鋪軌合理布置，實現隧洞盾構施工電瓶車輛、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同步施工技術的研究，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。根據隧洞邊墻、頂拱澆筑特點分析，為滿足拱墻和拱頂的澆筑要求，在邊墻的位置往初襯面上打設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。為了規避邊墻與頂拱混凝土澆筑過程中接縫處漏漿的現象，可在管片面先施工一道高度30cm的拱墻，相當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，可規避邊墻與頂拱混凝土澆筑過程中接縫處漏漿的現象，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關鍵技術

4.1二襯混凝土運輸技術

二襯混凝土運輸包括混凝土地面運輸和隧洞內混凝土運輸。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，然后鋼軌攪拌車利用柴油發電機自驅運輸混凝土到隧洞內二襯臺車處。根據盾構施工軌道布設的規格，改裝一種使用原盾構施工行駛軌道的11kW柴油發電機自驅動的8m3鋼軌攪拌車負責隧洞內混凝土運輸，隧洞內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備，保證最少有一臺鋼軌攪拌車在隧洞內送料，從而保證澆筑不間斷連續進行。

4.2同步二襯施工臺車研究

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

4.3隧洞內錯車技術

隧洞內電機車通行采用隧洞內錯車技術，隧洞內設道岔鋪軌采用四軌三線供五列電瓶車、盾構臺車行駛、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。為了保證材料運輸的連續性，在盾構正常掘進后于盾構臺車后部鋪設Y型道岔實行單洞五列電瓶車、兩列鋼軌攪拌車運輸，Y型道岔隨盾構掘進、二襯澆筑遷移，如圖2所示。

5結論與展望

以韓江鹿湖隧洞引水工程盾構隧洞施工為依托，總結出一套隧洞二襯施工與盾構掘進同步施工技術，解決了因隧洞二襯無法與盾構施工同步導致的工期長、質量難以保障的困局。主要創新和先進性體現以下幾點。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、拱頂結構施工，實現盾構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責隧洞內混凝土運輸作業，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生堵管現象。3）在隧洞不同位置設置道岔，在必須滿足盾構施工與隧洞二襯澆筑的條件下，合理設置道岔，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掘進同步施工技術不僅能較大的節約成本，取得經濟效益，更能大大促進隧道建設發展，社會效益顯著。本項目盾構掘進效率與二襯施工效率基本一致。如果盾構掘進效率遠遠大于二襯施工效率，將會出現二襯施工無法緊跟盾構施工步伐。如果盾構施工效率非常低，二襯施工受到盾構施工掘進制約，因此如何提高二襯施工與盾構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：廣東華隧建設集團股份有限公司