与掘进平行作业的隧道洞仰拱模板台车现场组装调试及试验报告.docx
《与掘进平行作业的隧道洞仰拱模板台车现场组装调试及试验报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《与掘进平行作业的隧道洞仰拱模板台车现场组装调试及试验报告.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
与掘进平行作业的隧道洞仰拱模板台车现场组装调试及试验报告
1概述
与TBM配套的仰拱模板台车样机（以下简称“台车”）在辽宁省大伙房水库输水工程TBM1标段11＃支洞处主隧洞内的组装调试与试验可分为以下三个时间段：
（1）2008年5月1日至2008年5月10日为台车结构件的组装阶段。
（2）2008年5月11日至2008年5月19日为台车液压管路系统安装及台车系统的调试阶段。
（3）2008年5月23日至2008年6月9日为台车试验性施工阶段。
根据组装现场的实际情况，液压泵站、油缸和电气控制柜的安装也是在第一阶段进行的。
下面将详细记述台车的现场组装调试与试验。
2台车结构件的现场组装
2.1台车构造的简要说明
台车的核心部件是长43.2m的车架（栈桥）。
车架前端上部有两个抗浮平台支架，抗浮平台下支架吊杆下部的燕尾槽端与仰拱模板水平调整架（或称“仰拱模板安装架”）连接，仰拱模板水平调整架通过油缸与仰拱模板相连。
抗浮平台上支架与抗浮平台下支架相连，抗浮平台上支架立柱上有抗浮油缸及支撑头，其横担端头有防偏转油缸及支撑头。
抗浮平台上支架横担和车架前上盖间有垂直调整千斤顶。
车架横担两端有走行轮对（含驱动轮对）。
液压泵站和电气控制柜位于车架中部有管线一侧的车架横担上。
车架下纵梁两端端部的铰座通过销轴与前、后坡轨铰座销接，而车架前、后上盖的纵梁端头则通过绳系与前、后坡轨联接，通过油缸动作实现坡轨的翻转。
最后是前、后移动坡轨。
2.2台车结构件的重要几何参数
通过对台车前后坡轨、模板组件、仰拱模板水平调整架、车架下平联组件、车架前上盖、抗浮平台下支架、抗浮平台上支架等构件的几何尺寸参数和重量的对比分析可以得出单一构件的参数如下：
（1）单一构件的最大长度为12.5m；
（2）单一构件的最大宽度为3.25m；
（3）单一构件的最大重量为2.7t。
2.3组装前的准备工作
2.3.1场地准备
（1）借助水平仪选择相对较平的大致20m左右的隧洞运输轨道作为仰拱模板的组装平台。
（2）在仰拱模板组装平台上方隧洞顶部相距约3m各铺设一条长约25m的22＃工字钢作为起吊组装用滑行轨道。
为了固定滑行轨道，沿工字钢长度方向每隔1m在洞顶用锚杆进行吊挂。
2.3.2台车走行轨道铺设
根据台车的轮轨直线式移动行走方式，采用P43（43kg/m）重轨在隧洞左、右两侧的托架上各铺设长度为75m的台车行走轨道。
要求钢轨平直，轨道中心距满足设计要求（4600mm），轨道铺设完成后进行了检查，达到如下技术要求：
（1）轨道中心距偏差不大于5mm；
（2）轨道高程偏差不大于10mm；
（3）轨道中心与隧道中心偏差不大于20mm。
2.3.3组装施工机具
（1）吊车：
8吨吊车一台，用于洞外转运时吊装构件；
（2）运输：
绞车和平板车各一台；
（3）起吊工具：
3吨电动葫芦和3吨手动葫芦各两个、起吊钢丝绳及软绳若干；
（4）电焊机：
1台；
（5）乙炔焰割枪：
2套；
（6）扳手（开口、梅花）：
8套。
2.3.4组装施工人员
（1）安装技术人员（表1）：
13名
表1仰拱模板台车组装技术人员分布表
所属公司
负责工作
人数
备注
中铁西南科学研究院有限公司
总体技术指导
2
白班和夜班各1人
成都兴桥机械有限公司
结构件组装指导
2
长江液压件厂
液压系统
2
北京振冲工程股份有限公司
组装协调
3
总体协调1名，班长2名
电工、液压
2
电工、液压各1人
焊割
2
焊割白班和夜班各1人
（2）安装辅助人员：
18名
（3）材料转运人员：
6名
2.4台车组装过程
前移动坡轨→前坡轨→模板→车架→抗浮平台支架→液压系统→电气系统→后坡轨及后移动坡轨
2.4.1前移动坡轨
（1）通过绞车和平板车将尖轨组合转运到台车安装区前方，放置于隧洞未衬砌段的运输轨顶上；
（2）按照轨道支撑架上支撑轮架、横担及调节支座和辊轮座所在大致位置将它们分布在尖轨组合后端隧洞运输轨顶上；
（3）将轨道支撑平联、垫板和重轨组件放置在支撑轮架、横担及调节支座和辊轮座上，并用螺栓将其联结构成轨道支撑架组件；
（4）用鱼尾板将尖轨组合与轨道支撑架联结组成前移动坡轨（注意支撑平联横担的调整，使坡轨的坡度为30‰）。
2.4.2前坡轨
（1）将前移动坡轨向前推移；
（2）将撑脚、螺旋千斤顶和坡轨支撑横梁用螺栓联结起来放置好；
（3）将轨道支撑架安放在支撑横梁上并用螺栓联结（注意横梁与平联的联接，调整横担下部的螺旋千斤顶，使坡轨的坡度为30‰）；
（4）用鱼尾板将前坡轨和前移动坡轨联成一体；
（5）将前坡轨和前移动坡轨组合推离安装区。
2.4.3模板
仰拱模板由6块模板组件构成，总长16.5m（Ⅰ～Ⅴ号模板长度均为3m，Ⅵ号模板为1.5m）。
（1）将Ⅰ号模板置于仰拱模板安装平台，在水平仪等相关测量仪器辅助下调整好Ⅰ号模板的位置，使其中心线与隧道中心线的偏差不大于20mm，紧接着固定Ⅰ号模板的位置；
（2）以Ⅰ号模板为标准，吊起Ⅱ号模板紧贴Ⅰ号模板，调整Ⅱ号模板位置，使其和Ⅰ号模板用螺栓联结后两者间的间隙不大于1.5mm、错台不大于3mm；
（3）然后依次将Ⅲ号与Ⅱ号、Ⅳ号与Ⅲ号、Ⅴ号与Ⅳ号、Ⅵ号与Ⅴ号用螺栓联结形成仰拱模板整体构件；
（4）将仰拱模板与其纵梁用螺栓联结起来，进一步增强仰拱模板整体构件的刚度。
模板组装完成后，为了便于后期顺利安装，将仰拱模板水平调整架置于仰拱模板上方。
2.4.4车架、抗浮平台支架、液压泵站与电气控制柜
根据车架结构特点以及长途运输和现场转运的需要，车架分为下平联组件、下纵梁、走行（驱动）轮架、侧桁架（由立柱、斜撑构成）、上纵梁和前、后支架上盖。
2.4.4.1车架前部分组装
（1）车架下平联组件共有11件（从前往后排列为Ⅰ～Ⅺ），先将Ⅰ～Ⅵ组件置于台车走行轨道上，用下平联将Ⅰ号和Ⅱ号组件对好焊接并使得两组件的中心线重合；
（2）将走行（驱动）轮架吊装在Ⅰ和Ⅱ组件相应横担处，用螺栓将轮架和组件横担联结；同理组装Ⅲ和Ⅳ下平联组件、Ⅴ和Ⅵ下平联组件，并将走行（驱动）轮架安装到相应位置；
（3）调整Ⅰ～Ⅵ下平联组件，使其中心线重合，通过下平联将其焊接为一整体；
（4）将车架下纵梁（24m）置于下平联横担上并用螺栓联结；然后按照车间编号吊装车架立柱、斜撑；
（5）吊装车架前支架上盖，完成车架前部分的组装。
2.4.4.2液压泵站和电气控制柜安装
用10＃槽钢在车架下平联长横担上搭建两工作平台，分别将液压泵站和电气控制柜置于槽钢上方，并用螺栓栓好。
2.4.4.3抗浮平台支架组装
（1）将8个垂直调整千斤顶置于车架前支架上盖纵梁相应位置并点焊定位；
（2）抗浮平台支架共有两套，先将其中一套抗浮平台上支架构件转运到台车安装场地后按照其结构特点组装为整体并吊装置于车架前端4个垂直调整千斤顶上；
（3）安装前抗浮平台下支架时，先吊装皮带侧并固牢，然后再吊装电缆侧抗浮平台下支架；
（4）按照
（2）、（3）步骤组装车架后抗浮平台支架。
（5）将螺旋千斤顶斜撑与抗浮平台下支架用螺栓联结，然后旋转螺旋杆使支撑头支撑在台车走行轨道上，再焊接撑板；
（6）抗浮平台支架组装完毕后，接通电气控制柜电源，通过台车的电气控制系统和走行（驱动）系统使得台车车架向前走行一段距离以便台车剩余部分的安装。
2.4.4.4车架剩余部分组装
（1）与组装车架前部分相似，将Ⅶ和Ⅷ下平联组件与走行轮架组装在一起，将Ⅸ和Ⅹ下平联组件与走行轮架组装在一起；
（2）先将组装好的Ⅶ与Ⅷ、Ⅸ与Ⅹ用下平联焊成一体后，再将Ⅶ与Ⅵ用下平联焊成一体；
（3）将Ⅺ下平联组件和走行轮架用螺栓联结后与Ⅹ用下平联焊为一体；
（4）组装剩余部分的立柱、斜撑、车架中间部分的上纵梁和车架后支架上盖构成一个完整的车架。
至此，车架组装完毕。
2.4.5后坡轨及后移动坡轨
（1）将坡轨支撑横梁按照其在后坡轨的相应前后位置置于台车走行轨道轨顶；
（2）将后坡轨的轨道支撑架置于支撑横梁上并用螺栓联结组装为后坡轨；
（3）用鱼尾板将后坡轨和后移动坡轨联结起来；
2.4.6液压系统
液压系统包括液压泵站（已安装于电缆侧车架横担上）和动作的执行元件（32个油缸：
使台车完成立、拆模、找正、抗浮、防偏转和前、后坡轨翻转等任务）。
执行元件（油缸）的动作由两组手动阀（5联、6联各1）分别给予控制。
液压管路主要是用软管与执行元件连接，其余为硬管（焊接式接头）联结。
管路系统组装完毕后，初步调试液压系统。
2.4.7绳系
（1）将车架单铰座插入坡轨的双铰座内并用销轴串联，然后用螺旋千斤顶顶起坡轨且通过坡轨的水平移动调整单铰座到车架下纵梁端头相应位置再焊接；
（2）绳系的安装顺序：
Y型铰一端与油缸杆端耳环销接，一端与螺旋扣销接；螺旋扣的另一端通过套环与钢丝绳通过销轴相接。
钢丝绳的另一头则通过套环吊挂于车架前、后上盖的纵梁端部；
（3）启动油泵，使翻转油缸的活塞杆全伸出。
收紧螺旋扣，使绳子处于相对松弛状态（即使坡轨的坡度为30‰）。
2.4.8仰拱模板水平调整架
（1）操作台车驱动系统使车架前部分退回到仰拱模板安装区；
（2）利用手动葫芦吊起仰拱模板水平调整架，使其与抗浮平台下支架吊杆底部的燕尾槽端栓接从而使得仰拱模板水平调整架吊装在抗浮平台下支架吊杆下；
（3）启动油泵，伸出模板油缸活塞杆，使油缸活塞杆耳环与仰拱模板耳环座用销轴连接，则仰拱模板就吊挂于仰拱模板水平调整架的下面。
2.5台车检测
2.5.1例行检查
（1）各联结螺栓是否松动；
（2）联结销子是否转动灵活；
（3）各螺旋千斤顶是否达到设计要求；
（4）作业窗是否开启灵活。
2.5.2液压系统
（1）液压件、管路系统是否泄漏；
（2）油缸是否动作灵活。
2.5.3走行系统
走行是否安全、平稳、噪音小。
2.5.4尺寸检查
台车组装完毕后，对主要部件尺寸进行了检测，检测结果如下表：
表2台车尺寸检查结果
项目
尺寸偏差（单位：
mm）
模板直径尺寸
8
模板长度尺寸
15
模板宽度尺寸
6
模板环向接缝处
间隙
≤1.5
错台
≤3
车架内净空尺寸
10
车架桁架中心距
10
车架走行轮中心距
5
车架横担底面与台车走行轨道顶面距离
5
台车走行轨道直线度
≤0.5/1000
3台车的现场调试和试运行
台车现场组装完成后，为了使台车能够顺利地投入到现场生产性施工中，必须对台车进行调试、试运行，以便发现问题并及时给予处理解决。
3.1台车现场调试
3.1.1调试准备工作
（1）确认各管路联结正确、接头联结牢固，无泄漏、渗漏现象出现；
（2）确认泵站油箱中有足够的液压油；
（3）确认前后坡轨翻转绳系已绷紧；
（4）抗浮油缸支撑头、防偏转油缸支撑头联结牢固，且转动灵活；
（5）确保燕尾槽内均匀涂有润滑脂；
（6）松开燕尾槽上的紧定螺栓；
（7）使抗浮平台下支架上的螺旋千斤顶斜撑支撑在台车走行轨道上；
3.1.2调试
3.1.2.1模板油缸的同步调试
（1）启动油泵，待油泵运转3～5min，同时轻轻扳动6联手动换向阀操作面板上模板缸（左）和模板缸（右）对应的操作杆；
（2）观察模板油缸活塞杆的伸缩情况是否一致（因行程短，误差不会太大）。
3.1.2.2其他油缸执行动作调试
除模板油缸外，操作面板上的“左”均指前，“右”指后，比如：
翻转缸（左）指的是前坡轨翻转油缸，翻转缸（右）指的是后坡轨翻转油缸。
对所要调试油缸，只需扳动操作面板上对应油缸的操作杆即可。
通过对除模板油缸之外的其余油缸的调试，表明所有油缸活塞杆均能伸缩自如。
3.2台车试运行
3.2.1试运行准备工作
（1）启动油泵，前坡轨翻转油缸活塞杆收回一部分，使钢丝绳承担坡轨的一部分重量；
（2）翻转后坡轨及后移动坡轨；
（3）利用螺旋千斤顶收起前坡轨及前移动坡轨横担的撑脚；
（4）确保台车走行轨道平直、清洁、其上无异物；
（5）拧紧燕尾槽上的紧定螺栓；
（6）收回螺旋千斤顶斜撑，使之脱离轨顶；
（7）确认仰拱模板已收模。
3.2.2试运行
启动驱动减速机系统，让台车在走行轨道上来回走行数次，结果表明台车走行平稳、噪音小。
4台车现场试验
作为国内首台与TBM配套的仰拱模板台车，其性能及功能还需在现场生产性施工中加以验证。
为此该台车于2008年5月23日至6月9日在辽宁省大伙房水库输水工程TBM1标段进行了现场生产性施工试验。
4.1试验环境
（1）场地：
大伙房水库输水工程TBM1施工段11＃工区；
（2）温度：
≤10℃；
（3）湿度：
≤95％。
4.2试验准备工作
（1）台车配套设备就绪，如：
搅拌站、混凝土罐车等；
（2）启动走行电机，使台车走行到仰拱工作位置；
（3）模板外表面涂抹脱模剂；
（4）调整定位仰拱模板、拧紧燕尾槽上的紧定螺栓，并封好堵头板；
（5）伸出抗浮油缸活塞杆，使支撑头紧贴洞顶壁。
4.3试验过程
4.3.1第一仓施工情况及结果（2008年5月23日～5月24日）
（1）第一仓混凝土浇注时的特点及问题如下：
a下料方式：
采用溜槽从边墙入仓；
b混凝土坍落度为18cm；
c作业窗没打开，因此下料和振捣一律通过边墙进行操作；
d无附着式平板振捣器，振捣仅仅采用振捣棒进行且振捣不够充分；
e由于搅拌站和混凝土运输等方面因素，浇注持续时间长（10h）；
f混凝土等强时间为12h；
（2）混凝土质量
第一仓脱模后，仰拱边墙出现大量气泡、麻面；仰拱小平台部分地方出现了露骨料现象。
4.3.2第二仓施工情况及结果（2008年5月28日～5月29日）
（1）第二仓混凝土浇注时的特点及问题如下：
a下料方式：
采用溜槽从边墙和作业窗依次入仓；
b混凝土坍落度为18cm；
c采用少量的附着式平板振捣器（4个）和振捣棒联合振捣；
d由于搅拌站和混凝土运输等方面因素，浇注持续时间长（10h）；
e混凝土等强时间为12h；
（2）混凝土质量
第二仓脱模后，仰拱边墙气泡、麻面有所缓解；仰拱小平台露骨料部分凹坑面积明显减小。
4.3.3第三仓施工情况及结果（2008年6月3日～6月4日）
（1）第三仓混凝土浇注时的特点及问题如下：
a下料方式：
采用混凝土输送泵浇注混凝土，分别从两个灌注口和边墙下料；
b混凝土坍落度为14cm；
c采用8个附着式平板振捣器和振捣棒联合振捣；
d由于交接班和更换灌注口耗费大量时间（2h左右），混凝土初凝致使其流动性差；
e混凝土等强时间为12h；
（2）混凝土质量
第三仓脱模后，其混凝土质量和第一仓差不多。
4.3.4第四仓施工情况及结果（2008年6月5日～6月6日）
（1）第四仓混凝土浇注时的特点及问题如下：
a下料方式：
采用溜槽从边墙和作业窗依次入仓；
b混凝土坍落度为17cm；
c采用10个附着式平板振捣器和振捣棒联合振捣；
d混凝土浇注完后，经5个h后脱模并进行人工抹平混凝土表面；
（2）混凝土质量
混凝土质量优良，其表面光洁如镜，而且通过对混凝土取样分析得出混凝土有很好的密实度。
4.4试验结论
自第四仓获得良好混凝土质量后又于2008年6月7日、2008年6月9日连续浇注了两仓。
通过对现场生产性施工试验可以得出如下结论：
（1）为了更好地发挥台车性能，其配套设备必须跟进。
如，浮放道岔、效率高的搅拌站和混凝土输送系统；
（2）由于拆装和清洗泵管耗费大量时间，通过现场试验本台车可采用下料方便快捷的溜槽下料；
（3）采用溜槽下料以后，混凝土坍落度可维持在17～18cm；
（4）为了确保仰拱质量，混凝土浇注完后4～6h后可脱模，然后由人工抹平混凝土表面；
（5）混凝土灌注及等强养生期间，车架内通过运输车辆对混凝土质量没有产生影响。
5总结
5.1经验与注意事项
与TBM配套的仰拱模板台车在辽宁省大伙房水库输水工程TBM1施工段成功地进行了组装调试，通过5仓的现场施工生产性试验，充分发挥了仰拱台车的优越性能。
现将历时40天的组装调试与试验过程中的经验与注意事项总结如下：
（1）台车出厂前根据台车构件特点的编号使得台车现场组装进行得相当顺利；
（2）台车走行轨道的铺设必须符合台车设计要求，以便于在仰拱施工中台车走行平稳、可靠和利于模板的快速找正；
（3）为了确保台车坡轨尖轨和隧洞运输轨道紧密贴合，隧洞运输轨道的铺设应保证质量；
（4）为了安装的准确性，组装过程中需要配焊的构件必须配焊（如：
螺旋千斤顶斜撑的撑板须待支撑头靠紧台车走行轨道后才能焊接）；
（5）需要涂抹润滑脂的构件（如：
螺旋千斤顶、燕尾槽）应在组装前涂抹；
（6）液压系统调试过程中，油泵起动3～5min后，待其运转平稳再进行后续操作；
（7）检查管路、液压构件是否有泄漏、渗漏现象发生；
（8）现场施工生产性试验须经多仓试验方能掌握台车性能和现场施工工艺。
5.2现场组装调试、试验及生产性施工验收
2008年5月29日由辽宁润中供水有限责任公司、辽宁省水利勘测设计院、辽宁水利土木工程咨询有限公司（监理单位）、北京振冲工程股份有限公司等单位组成的验收小组对台车进行了现场组装调试、试验及生产性施工验收。
验收组成员一致认为：
与TBM配套的仰拱模板台车样机达到了课题的研究目标，填补了国内外特长隧洞（道）与开敞式TBM配套的实现TBM开挖与仰拱机械化施工联合作业的施工机械空白。
现场组装调试、试验及生产性施工验收合格，同意结题，可以进行下一步成果鉴定的申报工作。
升级会员 