隨著(zhù)我國現代化建設步伐的加快，交通能源仍是我國國民經(jīng)濟發(fā)展的三大薄弱環(huán)節之一，鐵路（城市地鐵）、公路等基礎建設項目，是目前我國基本建設的重點(diǎn)。石太高速，莘松、濟青高速公路，滬寧及浙江杭甬、山西等多條公路隧道工程；秦嶺鐵路、西南線(xiàn)丹鳳段及在建的青藏鐵路，隧道工程數不勝數。建設單位對隧道施工質(zhì)量的要求越來(lái)越高，長(cháng)大隧道、甚至幾百米的隧道也要求用整體鋼模襯砌臺車(chē)襯砌。

　　目前，隧道襯砌施工由過(guò)去的手工操作走向綜合機械化，提高隧道襯砌質(zhì)量和工作效率是施工的最大需要。臺車(chē)是鐵路、公路隧道混凝土襯砌一次成型設備，根據用戶(hù)提供的隧道斷面設計制造，能保證邊開(kāi)挖、邊襯砌，其門(mén)架凈空高度和寬度能保證有軌和無(wú)軌運輸車(chē)輛通行；整機行走采用電機—機械驅動(dòng)；模板采用全液壓操縱，利用液壓缸支（收）模機械鎖定；在臺車(chē)架上部和模板之間留有空間供安裝隧道通風(fēng)管道用；對于有瓦斯的隧道襯砌，產(chǎn)品電氣系統按照瓦斯隧道防爆規范要求進(jìn)行設計和安裝，確保使用安全。

　　太原路橋機械廠(chǎng)研制制作的鐵路、公路襯砌臺車(chē)在許多隧道工程中得到了推廣運用。

　　1、襯砌臺車(chē)

　　1.1 研制過(guò)程

　　贛龍鐵路隧道全長(cháng)兩千多米，且有溶洞、泥巖、地下水等，地質(zhì)條件差且復雜，太原路橋機械廠(chǎng)在進(jìn)行廣泛的市場(chǎng)調研基礎上成立了“隧道襯砌臺車(chē)研制小組”，邀請有關(guān)工程單位的專(zhuān)家指導。在完成初步鐵路隧道襯砌臺車(chē)的圖紙和技術(shù)文件設計計算的基礎上，根據施工單位提供的隧道斷面圖和施工要求及隧道襯砌臺車(chē)的發(fā)展動(dòng)向、進(jìn)行優(yōu)選比較、得到用戶(hù)的認可后，組織設計和產(chǎn)品試制。為確保產(chǎn)品加工質(zhì)量，重要結構嚴控工裝模具。經(jīng)過(guò)應用，表明產(chǎn)品性能良好、結構合理、襯砌質(zhì)量好。后經(jīng)反復改進(jìn)和完善，產(chǎn)品已經(jīng)定型。

　　1.2 鋼模襯砌臺車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)

　　1.2.1 臺車(chē)結構型式

　　可采用液壓式和機械式。經(jīng)分析比較液壓式對臺車(chē)架剛性要求低，結構型式靈活，重量輕，加工要求和施工中鋪設軌道的標高要求低，使用方便，但對液壓缸自鎖性要求高，襯砌中液壓缸不允許回縮。機械式則相反，由于一個(gè)電動(dòng)機要驅動(dòng)數個(gè)絲杠傳動(dòng)，對各傳動(dòng)軸同軸度要求高，且臺車(chē)架必須有較大的剛度，結構尺寸準確，因結構較重、加工要求高，而且因絲杠是同步動(dòng)作（不象液壓傳動(dòng)，各液壓缸可同步，也可單獨動(dòng)作）因此當軌道標高誤差（各點(diǎn)不在同標高）較大時(shí)，將直接影響模板位置，從而影響襯砌質(zhì)量。經(jīng)分析比較選用液壓傳動(dòng)方案，對液壓缸采取液壓鎖和平衡閥等措施，使液壓缸自鎖；同時(shí)配套采用絲杠機構進(jìn)行機械鎖定，并加強模板的支承，保證了模板在襯砌時(shí)不回縮，不變形。實(shí)踐證明襯砌臺車(chē)采用液壓式較合理，是發(fā)展方向。

　　1.2.2 臺車(chē)架結構優(yōu)化

　　臺車(chē)采用液壓傳動(dòng)，使臺車(chē)架結構簡(jiǎn)化，重量減輕，同時(shí)也提高了結構的靈活性和多樣性，經(jīng)各種臺車(chē)架結構方案的分析比較、強度計算、優(yōu)化選擇9m四門(mén)架12m主門(mén)架結構方案，其結構重量比機械式減輕40%以上，制作成本降低25%以上。

　　1.2.3 鋼模

　　鋼模是臺車(chē)的工作裝置，其外表質(zhì)量和外形尺寸精度直接決定混凝土襯砌質(zhì)量，同時(shí)，又是加工難度最大的部件，制定了合理的加工、焊接工藝，設計并加工專(zhuān)用拼裝焊接胎模，以保證整體外形尺寸的準確度，盡量減少焊接變形，保證外表面光滑，無(wú)凹凸等缺陷。為控制相鄰模板的錯臺，采用過(guò)盈配合的穩定銷(xiāo)將相鄰模板的連接板固定為一體，有效控制了由于螺栓孔的間隙造成的相鄰模板的錯臺問(wèn)題。成功地解決了上述難題后，保證了砼襯砌質(zhì)量。

　　1.2.4 支承位置的確定

　　襯砌混凝土的全部質(zhì)量經(jīng)臺車(chē)鋼模傳給支承機構，再傳給門(mén)架。襯砌混凝土呈固液狀態(tài)，對頂部、側向產(chǎn)生較大的垂直壓力和側向壓力，同時(shí)產(chǎn)生較大的浮力，當上浮力超過(guò)垂直壓力和臺車(chē)的自重時(shí)，臺車(chē)將呈上浮狀態(tài)，將不能正常工作。為解決此項技術(shù)難題，經(jīng)仔細計算、優(yōu)化設計、合理選擇各支承位置。即在門(mén)架內側的下縱梁與地面進(jìn)行支承，避免側壓力使門(mén)架立柱內收，且在門(mén)架外側與側�？v梁處有數道水平支承，在門(mén)架上橫梁與上縱梁處采用數道垂直支承（兩端門(mén)架橫處布置有頂部液壓缸，中為垂直支承絲杠），在臺車(chē)縱向成均布狀。液壓缸采用液壓鎖鎖定，同時(shí)采用支承絲杠進(jìn)行機械鎖定，保證了襯砌施工中液壓缸不回縮，模板不變形。

　　2、鋼模襯砌臺車(chē)主要技術(shù)參數

　　3、主要結構及工作原理

　　臺車(chē)由行走機構、臺車(chē)架、鋼模板、模板垂直升降和側向伸縮機構、液壓系統、電氣控制系統6部分組成。

　　1.側模板

　　2.頂模板

　　3.上縱梁

　　4.垂直升降機構（頂部液壓缸和垂直支承絲杠）

　　5.側部液壓缸、側向支承絲杠Ⅰ

　　6.側向支承絲杠Ⅱ

　　7.側向支承絲杠Ⅲ

　　8.門(mén)架立柱

　　9.門(mén)架橫梁

　　10.行走機構

　　11.下部支承絲杠

　　3.1 行走機構

　　行走機構由主動(dòng)、被動(dòng)兩部分組成，共4套裝置，分別安裝于臺車(chē)架兩端的門(mén)架立柱下端，整機行走由2套主動(dòng)行走機構完成，即行走電動(dòng)機帶動(dòng)減速器，通過(guò)鏈條傳動(dòng)，使主動(dòng)輪驅動(dòng)整機行走，被動(dòng)輪隨動(dòng)。行走傳動(dòng)機構帶有液壓推桿制動(dòng)器，以保證整機在坡道上仍能安全駐車(chē)。

　　3.2 臺車(chē)架

　　臺車(chē)架由端門(mén)架、中間門(mén)架、上下縱梁、斜拉桿、支承桿等組成，各部分通過(guò)螺栓聯(lián)為一體，兩端門(mén)架支承于行走輪架上，中門(mén)架下端裝有支承螺桿，襯砌施工時(shí)，混凝土載荷通過(guò)模板傳遞到4個(gè)門(mén)架上，并分別通過(guò)行走輪和支承絲杠傳至軌道——地面。在行走狀態(tài)下，螺桿應縮回，門(mén)架上部前段裝有操作平臺，放置液壓及電氣裝置。

　　3.3 模板

　　模板是直接襯砌混凝土的工作部件，是由螺栓聯(lián)為一體的數塊頂模和側模組成，頂模與側模采用鉸接，側�？上鄬�頂模繞銷(xiāo)軸轉動(dòng)，支模時(shí)，頂部液壓缸將頂模伸到位，再操縱側向液壓缸，將側模伸到位，調整頂部、側部支承絲杠、完成支模；收模時(shí)，按上述相反順序實(shí)施。不需拆模板，采用襯砌臺車(chē)提高了襯砌質(zhì)量和施工效率，降低了勞動(dòng)強度，另外在頂模上安裝有數臺附著(zhù)式振動(dòng)器，供混凝土振搗用，每塊模板上有工作窗口，用于灌注混凝土。

　　3.4 液壓系統

　　由電動(dòng)機、液壓泵、手動(dòng)換向閥、垂直及側向液壓缸、液壓鎖、油箱及管路組成，其功用是快捷、方便地完成支收模、即頂模升降和支承側模。手動(dòng)換向閥分別控制模板垂直升降和兩側模的側向伸縮，當液壓缸將模板支承到位后，再調整支承絲杠到位，灌注混凝土對模板產(chǎn)生的垂直和側向載荷主要由液壓缸和絲杠承載。

　　4、工程應用及臺車(chē)襯砌效果分析與評價(jià)

　　4.1 工程應用

　　臺車(chē)在贛龍隧道、玉元公路隧道、晉濟公路隧道、寶蘭單線(xiàn)鐵路隧道、內昆鐵路隧道、西南線(xiàn)鐵路隧道、青藏鐵路隧道等工程得到廣泛應用，臺車(chē)性能良好，結構合理，襯砌質(zhì)量好。

　　4.2 襯砌效果分析

　�。�1）當隧道開(kāi)挖偏離中心時(shí)，可通過(guò)臺車(chē)的模板調整機構達到調中、滿(mǎn)足了設計和施工要求。

　�。�2）臺車(chē)有足夠的剛度和強度，在液壓缸和支承絲杠的聯(lián)合作用下，能抵抗混凝土強大的垂直和側向壓力，臺車(chē)不發(fā)生變形，由于各支點(diǎn)設計布局合理，有效的利用了臺車(chē)自身的重量和混凝土重量的壓力，保證了臺車(chē)澆注混土時(shí)克服混凝土的上浮作用。

　�。�3）工作窗口布局合理，兩側澆注混凝土和振搗作業(yè)方便，頂部設有注料口和附著(zhù)式振動(dòng)器，注入混凝土方便，且不需要人工搗固，減輕了施工人員的勞動(dòng)強度。

　�。�4）大片鋼模結縫嚴實(shí)，混凝土搗固設施齊備，混凝土密實(shí)無(wú)蜂窩、斑點(diǎn)、錯臺現象發(fā)生，表面光滑、平整、美觀(guān)。

　　4.3 創(chuàng )新性和先進(jìn)性

　�。�1）臺車(chē)架優(yōu)化設計，既保證足夠的強度和剛度，又結構簡(jiǎn)單，重量減輕，且外形美觀(guān)。

　�。�2）液壓系統采用了液壓鎖、平衡閥等措施，對液壓缸進(jìn)行液壓鎖定，同時(shí)配套采用了絲杠機械鎖定，這樣的“雙鎖定”保證了模板在襯砌狀態(tài)不變形、不移位，強化了模板的支承剛性，減輕了模板結構重量。

　　鐵路公路隧道鋼模襯砌臺車(chē)的研制成功，是對傳統隧道襯砌施工方法的重大突破，一次襯砌長(cháng)度最長(cháng)可達12m，混凝土注入采用機械化，襯砌效率是傳統施工方法的數十倍，可節省大量的人力物力，改善了工人的工作條件。臺車(chē)可廣泛適用于長(cháng)短隧道的襯砌施工，同時(shí)襯砌、開(kāi)挖時(shí)車(chē)輛通行互不干擾，可同時(shí)作業(yè)，其綜合性能達到了國內先進(jìn)水平，具有良好的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益，可廣泛推廣使用。