隧道衬砌台车加工工艺？

目前，隧道衬砌施工已经从人工操作向综合机械化转变，提高隧道衬砌质量和工作效率是施工的最大需求。台车是铁路、公路隧道混凝土衬砌一次成型设备。根据用户提供的隧道断面进行设计制造，可以保证开挖和衬砌同时进行。其门架的净空高度和宽度能保证有轨和无轨运输车辆的通行。整个机器由电机驱动；模板采用全液压控制，液压缸机械锁紧模板。平台架上部与模板之间留有安装隧道通风管道的空间；对于有瓦斯的隧道衬砌，产品的电气系统按照《瓦斯隧道防爆规范》的要求进行设计和安装，确保使用安全。

太原路桥机械厂研制的铁路公路衬砌台车已广泛应用于许多隧道工程中。

1，衬砌台车

1.1的开发过程

甘龙铁路隧道全长2000多米，有溶洞、泥岩和地下水，地质条件恶劣复杂。太原路桥机械厂在广泛市场调研的基础上，成立了“隧道衬砌台车开发小组”，并邀请相关工程单位的专家进行指导。在铁路隧道衬砌台车初步图纸和技术文件设计计算的基础上，根据建设单位提供的隧道横断面图纸和施工要求以及隧道衬砌台车的发展趋势，经优化比较并经用户认可后，组织设计和产品试制。为了保证产品的加工质量，重要结构由工装和模具严格控制。应用表明，该产品性能良好，结构合理，内衬质量良好。经过反复改进和完善，产品已经定型。

1.2钢模板衬砌台车关键技术

1.2.1台车结构类型

可采用液压式和机械式。通过分析比较，液压平台架对刚度要求低，结构灵活，重量轻，施工时对加工和铺轨标高要求低，使用方便，但对液压缸自锁要求高，衬砌内液压缸不允许回缩。而机械式则因为一个电机带动几个丝杠轴，对各个传动轴的同轴度要求很高，平台框架必须有较大的刚性和准确的结构尺寸。由于结构笨重，加工要求高，而且由于螺旋轴是同步的(不像液压传动，每个液压缸可以同步或独立动作)，当轨道标高误差(各点不在同一标高)较大时，会直接影响模板位置，从而影响衬砌质量。经过分析比较，选择液压传动方案，并采取液压锁和平衡阀等措施，使液压缸自锁。同时采用螺旋机构进行机械锁紧，加强对模板的支撑，保证衬砌时模板不回缩变形。实践证明，衬砌台车采用液压式是合理的，是发展方向。

1.2.2车架的结构优化

小车采用液压传动，简化了平台架的结构，减轻了重量，提高了结构的灵活性和多样性。通过对多种平台框架结构方案的分析比较、强度计算和优化，选择9m四门架12m主龙门架的结构方案，其结构重量比机械式减轻40%以上，制造成本降低25%以上。

1.2.3钢模

钢模是台车的工作装置，其外观质量和尺寸精度直接决定了混凝土衬砌的质量，同时也是最难加工的部分。制定了合理的加工和焊接工艺，设计加工了专用的组焊胎模，保证了外形尺寸的准确性，最大限度地减少了焊接变形，保证了外表面光滑无凹凸缺陷。为了控制相邻模板的错位，相邻模板的连接板采用过盈配合的稳定销固定为一体，有效控制了相邻模板因螺栓孔间隙造成的错位。成功解决上述问题后，保证了混凝土衬砌质量。

1.2.4支承位置的确定

衬砌混凝土的质量全部通过台车钢模板转移到支撑机构，再转移到门架上。衬砌混凝土处于固液状态，在顶部和侧面产生很大的竖向压力和侧压力，同时产生很大的浮力。当上部浮力超过垂直压力和小车自重时，小车就会浮起，不能正常工作。为了解决这一技术难题，经过精心计算，优化设计，合理选择各支撑位置。即门式刚架内侧的下纵梁用地面支撑，防止门式刚架立柱因侧压力而倒塌，在门式刚架外侧和侧模纵梁处有若干水平支撑， 在龙门架的上横梁和上纵梁处采用若干个垂直支撑(两端龙门架的横向部位设置顶部液压缸，中间设置垂直支撑螺杆)，沿小车纵向均匀分布。 液压缸采用液压锁锁紧，支撑螺杆机械锁紧，保证衬砌施工时液压缸不回缩，模板不变形。

2.钢模板衬砌台车主要技术参数

3.主要结构和工作原理

台车由行走机构、平台架、钢模板、模板垂直升降和侧向伸缩机构、液压系统和电气控制系统六部分组成。

1.侧模板

2.顶部模板

3.上部纵梁

4.垂直提升机构(顶部液压缸和垂直支撑螺钉)

5.横向液压缸和横向支撑螺钉ⅰ

6.侧向支撑螺钉ⅱ

7.侧向支撑螺钉ⅲ

8.门户帖子

9.刚架横梁

10.行走机构

11.下部支撑螺钉

3.1行走机构

行走机构由主动部分和被动部分组成。***4套装置分别安装在龙门架两端龙门架立柱的下端。整机行走采用2套主动行走机构，即行走电机带动减速器，驱动轮通过链传动带动整机行走，被动轮跟随。行走传动机构装有液压推杆制动器，保证整机在坡道上仍能安全停放。

3.2框架

平台框架由端龙门架、中间龙门架、上下纵梁、斜拉杆、支撑杆等组成。所有部件通过螺栓连接成一个整体。两端的龙门架支撑在行走轮架上，中间龙门架的下端装有支撑螺钉。衬砌施工时，混凝土荷载通过模板传递到四个门架上，然后分别通过行走轮和支撑螺杆传递到轨道地面上。行走时螺杆要缩回，龙门架上部前段配有放置液压和电气装置的操作平台。

3.3模板

模板是直接衬砌混凝土的工作部件，由若干顶模板和侧模板通过螺栓连接而成。顶模和侧模铰接，侧模可相对于顶模绕销轴转动。支模时，顶液压缸将顶模伸出到位，然后操纵侧液压缸将侧模伸出到位，调整顶撑和侧撑螺杆，完成支模。合模时，应按上述相反顺序进行。无需拆除模板，采用衬砌台车，提高衬砌质量和施工效率，降低劳动强度。此外，在顶部模板上安装了几个附着式振动器，用于振动混凝土，每个模板都有一个用于浇筑混凝土的工作窗口。

3.4液压系统

它由电机、液压泵、手动换向阀、垂直和侧向液压缸、液压锁、油箱和管路组成，其作用是快速方便地完成支撑和缩回模具，即抬起上模和支撑侧模。手动换向阀分别控制模板的垂直升降和两侧模板的横向伸缩。当模板被液压缸支撑到位后，调整支撑螺杆，模板上浇筑混凝土产生的竖向和侧向荷载主要由液压缸和螺杆承担。

4.工程应用及台车衬砌效果的分析与评价

4.1工程应用

台车已广泛应用于甘龙隧道、豫园公路隧道、金鸡公路隧道、宝兰单线铁路隧道、内昆铁路隧道、西南铁路隧道、青藏铁路隧道等工程，性能良好，结构合理，衬砌质量好。

4.2衬砌效果分析

(1)隧道开挖偏离中心时，可通过台车的模板调整机构进行调整，满足设计和施工要求。

(2)小车具有足够的刚度和强度，在液压缸和支撑螺杆的共同作用下，能抵抗混凝土强大的竖向和侧向压力，小车不变形。由于各支点设计布局合理，台车自重和混凝土重量的压力得到有效利用，保证了台车在浇注混合土时能够克服混凝土的上浮效应。

(3)工作窗口布局合理，两侧混凝土浇筑和振捣操作方便，顶部设有注料口和附属振动器，方便混凝土浇筑，无需人工捣固，减轻了施工人员的劳动强度。

(4)大钢模板接缝密封，混凝土捣固设施齐全，混凝土密实无蜂窝、斑点、错位，表面光滑平整美观。

4.3创新和进步

(1)车架的优化设计不仅保证了足够的强度和刚度，而且结构简单、重量轻、外形美观。

(2)液压系统采用液压锁、平衡阀等措施锁定液压缸，同时采用螺旋机械锁。这种“双锁”保证了模板在衬砌状态下不会变形或位移，加强了模板的支撑刚度，减轻了模板的结构重量。

铁路、公路隧道钢模板衬砌台车的研制成功，是对传统隧道衬砌施工方法的重大突破。最长一次衬砌长度可达12m。混凝土喷射机械化，衬砌效率是传统施工方法的几十倍，可节省大量人力物力，改善工人劳动条件。台车可广泛应用于长短隧道衬砌施工。同时衬砌和开挖时车辆的通行互不干扰，可以同时作业。其综合性能达到国内先进水平，具有良好的经济效益和社会效益，可广泛推广。

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