秦 磊 吳俊杰

（中交二公局鐵路工程有限公司，西安710065）

近年來隨著國家對基礎設施建設投入力度的增加，隧道施工技術的不斷進步，其在鐵路，公路中所占的比例越來越大，同時隧道各種施工缺陷病害也日益突顯。長久以來，我國隧道施工長期受管理模式影響，導致機械化程度不高且工裝落后，其中襯砌混凝土養(yǎng)護問題尤為凸顯，導致襯砌混凝土很難得到有效養(yǎng)護，使得隧道內部混凝土結構疏松，表面產生收縮裂縫，嚴重降低混凝土強度，影響混凝土耐久性和使用功能。伴隨著施工要求提高，品質工程、標準化作業(yè)進程不斷推進，混凝土有效養(yǎng)護問題急需解決。

1 工程概況

中交二公局鐵路工程有限公司荔榕高速第四經理部擺加隧道位于貴州省榕江縣境內，為80km/h雙向四車道分離式長隧道，屬于典型的山區(qū)高速公路隧道。隧道左幅長2160m，最大埋深約213.5m；右幅長2187m，最大埋深約218.4m。隧道洞身結構基于新奧法原理進行設計，采用復合式襯砌，襯砌設計支護參數通過觀察類比和計算分析法進行確定。

2 國內隧道襯砌混凝土養(yǎng)護現狀

長久以來，傳統(tǒng)隧道襯砌混凝土養(yǎng)護多采用高壓水槍進行噴射養(yǎng)護，該方法不僅會使剛拆模的混凝土表面受到損傷，而且大量水流到仰拱地面，嚴重浪費水資源，造成仰拱地面泥濘不堪，嚴重違背標準化文明施工宗旨。另外，該方法過分依賴工人，很難達到混凝土表面保持濕潤并養(yǎng)護7天的規(guī)范標準要求，從而導致隧道在交驗時混凝土表面收縮裂縫情況嚴重。

3 研究思路

考慮到隧道內有通風管、襯砌臺車等設備，新型裝置作業(yè)既不能影響其他工序，又要正常通過障礙物，以完美狀態(tài)達到養(yǎng)護和除塵目的。因此，依托中交二公局荔榕高速第四經理部擺加隧道襯砌施工為載體，針對隧道二襯施工中普遍存在的養(yǎng)護不及時問題進行專項研究，并且以工裝創(chuàng)新改進為突破點進行構思設計，研發(fā)新型隧道用噴霧養(yǎng)護裝置，此創(chuàng)新裝置以普通二襯防水板掛設臺車為原型改裝而成，在研究中主要從以下四個方面進行考慮。

3.1 行走方面

借鑒二襯臺車軌行法，養(yǎng)護臺車和二襯臺車使用同一條軌道，達到一軌兩用效果，既節(jié)省軌道，又使現場標準整潔，避免現場各種軌道鋪設過于凌亂。在行走系統(tǒng)方面，有智能行走和手動行走兩種操作方法。智能行走是通過軟件設定，使噴霧臺車在規(guī)定時間節(jié)點，按照規(guī)定軌道開始往返行走，根據軟件中提前設定的養(yǎng)護時長，達到養(yǎng)護時間后自動停止作業(yè)；手動行走即人工通過控制遙控按鈕，根據現場需要進行養(yǎng)護作業(yè)操作。

3.2 噴淋方面

首先解決水源問題，臺車設計自帶儲水箱；其次是噴頭設置，根據隧道斷面輪廓，結合噴頭噴水范圍、噴頭與二襯混凝土的安全距離等因素，確定合理噴頭位置和數量；防止高壓水對混凝土表面造成損傷，達到均勻養(yǎng)護，設計使用霧化噴頭，另外霧化噴淋還可以達到隧道除塵效果。

在噴淋操作方面，同樣有智能噴淋和手動噴淋兩種操作方法。智能噴淋是直接在軟件中設定作業(yè)時間點和作業(yè)時長，到達設定時間點后，臺車會自動進行噴淋作業(yè)，時間到達后自動停止作業(yè)；手動噴淋人工通過遙控按鈕，根據現場需要進行噴淋操作。

3.3 二襯混凝土檢查方面

臺車上設置有三級作業(yè)平臺，工人可以通過操作平臺及時對施作二襯混凝土進行敲擊檢測，發(fā)現病害及時治理，從而提高二襯混凝土施工質量，確保交工驗收通過率。

3.4 安全作業(yè)方面

臺車設置有警報裝置，當作業(yè)時，警報會進行語音播報，提醒周圍作業(yè)工人注意安全。同時臺車兩端配備感應裝置，在遇到障礙物時臺車可自行制動停止，防止發(fā)生安全事故。

4 新型裝置具體實施方式

下面筆者結合設計模型和現場實圖對本創(chuàng)新裝置內容進行詳細說明，本創(chuàng)新裝置設計模型示意圖和現場實圖照片如圖1、圖2所示。

圖1 裝置設計模型示意圖

圖2 臺車現場實圖

隧道所用噴淋養(yǎng)護臺車，包括門形承重架，設于門形承重架底部的行走裝置以及噴淋組件構成；噴淋組件包括架設于門形承重架上的拱形噴水管以及設于拱形噴水管下方的集水槽組成；拱形噴水管下端依次與加壓水泵及儲水箱相連。

門形承重架中空部可供人員及車輛通行，避免隧道二襯保養(yǎng)時影響其他工序作業(yè)；拱形噴水管通過支架，固定于門形承重架上方，拱形噴水管外側均勻布設若120°角扇形霧化噴頭；拱形噴水管由半拱形噴水管、加壓水泵及儲水箱構成，設于門形承重架一側，半拱形噴水管下端進水口與加壓水泵出水口相連，加壓水泵進水口與對應側儲水箱出水口相連。

噴淋所用水源采用臺車自身上儲水箱進行供應，先在洞外將儲水箱加滿，然后在洞內利用儲水箱內的水進行噴淋。儲水箱大小為1.0m3，儲水箱與半拱形噴水管之間設置加壓水泵，通過控制水壓來實現噴淋水霧效果。

行走裝置采用與二襯臺車相同的軌型和軌距，軌道配置長度36m，每鋪設一次軌道，可以使二襯臺車、噴霧養(yǎng)護臺車同時在軌道上行走，增加軌道利用率，減少工人挪動軌道頻率；行走系統(tǒng)設有手動和自動系統(tǒng)，并設有緊急制動按鈕，通過手動按鈕，操作人員可以手動控制臺車前進、后退及停止，自動開關可以使臺車按照系統(tǒng)指定時間、路程進行往復行走作業(yè)。噴淋過程中水難免會對電源產生影響，所以在電源安裝上還要安裝防腐防漏電裝置，配電箱采用絕緣封閉集成配電箱。

5 現場使用情況總結

本創(chuàng)新裝置實施效果良好，不僅使二襯混凝土得到有效養(yǎng)護，還能起到隧道除塵、凈化作業(yè)環(huán)境等效果，對二襯出現的病害及時發(fā)現并處理。此創(chuàng)新方法經過微調改裝，可延伸至鐵路隧道應用。

以擺加隧道出口右洞為例，二襯施工總工期12個月，不同養(yǎng)護方案內容如下所示：

（1）常規(guī)高壓水槍養(yǎng)護方案：水車1部，租費8000元/月；3名輔助工人作業(yè)，工費4500元/月·人；工業(yè)用高壓水槍13500元/臺?？傎M用為271500元。

（2）創(chuàng)新臺車養(yǎng)護方案：臺車1部，租費80000元，工費4500元/月·人?？傎M用為134000元。

對比上述兩種方案，創(chuàng)新臺車養(yǎng)護比常規(guī)養(yǎng)護節(jié)約費用137500元。

6 結語

隨著品質工程、標準化施工進程的不斷推進，二襯混凝土有效養(yǎng)護必將被重視，本文研究的創(chuàng)新裝置，能夠有效解決隧道襯砌質量問題，提升隧道交驗通過率。