中铁九局衬砌台车技术标准

中铁九局集团有限公司企业标准

中铁九局程〔2015〕号

隧道衬砌台车

技术标准

中铁九局集团有限公司

二〇一五年四月

前言

本技术标准依据现行的《公路隧道施工技术规范》、《铁路隧道工程施工技术指南》、《钢结构设计规范》、并结合我局施工的铁路、公路隧道工程经验编制而成。

本标准共分6章，主要包括：总则、术语、基本规定、衬砌台车设计、衬砌台车施工及常用衬砌台车设计及制作。

主要内容如下：

1.明确了衬砌台车结构形式，包括简易衬砌台车、全液压自动行走衬砌台车。

2.明确衬砌台车设计、衬砌台车施工及验收标准。

3.明确了常用铁路、公路衬砌台车的结构标准。

在执行本标准过程中，希望各单位结合工程实践，认真总结经验，积累资料，如发现需要修改和补充之处，请及时将意见及有关资料发至局工管部，供今后修订时参考。

本标准主编单位：中铁九局工程管理部

起草人员：刘壮陈英楠梁柏韩冬张立国贺函

顾博杨红磊

审查人员：金耀毛永志王春林耿波曹志国杨柳枝

目录

1总则.............................. 错误!未定义书签。2术语.............................. 错误!未定义书签。3基本规定............................ 错误!未定义书签。

4 衬砌台车设计.......................... 错误!未定义书签。

5 衬砌台车施工.......................... 错误!未定义书签。简易衬砌台车施工........................ 错误!未定义书签。全液压自动行走衬砌台车施工.............. 错误!未定义书签。衬砌台车验收标准........................ 错误!未定义书签。

6 常用衬砌台车设计及制作................ 错误!未定义书签。高铁双线隧道衬砌台车.................... 错误!未定义书签。公路隧道衬砌台车........................ 错误!未定义书签。铁路单线隧道衬砌台车.................... 错误!未定义书签。

1 总则

1.0.1 为统一我局隧道工程衬砌台车工艺设施技术标准，加强施工管理，保证隧道衬砌质量，确保施工安全，提高临时结构通用性和临时材料的周转使用率，制定本标准。

本标准适用于公路、普通铁路、高速铁路隧道衬砌工程。

衬砌台车选型应结合工程地质、水文地质、各种作用、结构形式、隧道施工工艺、施工条件和工期等因素影响，合理设计，精心施工。衬砌台车应具有出厂合格证和产品说明书。

1.0.5 衬砌台车应有足够的强度、刚度和稳定性。衬砌台车组装完成后应经验收合格方可投入使用。

2 术语

简易衬砌台车

简易衬砌台车，一般由主劲形骨架、模板体系（常用标准组合钢模板或整体钢模）、调幅机构、移动机构（一般采用外拉动力拖动）等部分组成。

全液压自动行走衬砌台车

全液压自动行走衬砌台车一般设计为整体钢模板，采用液压油缸脱、立模，施工中采用丝杆千斤支撑，电动减速机自动行走或油缸步进式自动行走，用混凝土输送泵将混凝土泵送入模的设施。

3 基本规定

衬砌台车的门架结构、支撑系统及模板的强度和刚度应满足各种荷载的组合。

全液压自动行走衬砌台车长度宜为9-12m,简易衬砌台车宜为8米。曲线段台车不宜超过10m。

衬砌台车边墙作业窗宜分层布置、层高不宜大于米，每层宜设置4-5个窗口，梅花形错开布置，纵向分布间距不小于3-4米，窗口净空不宜小于45cm×45cm，需要有良好的锁死封闭措施，并设有相应的混凝土输送管支架或吊架，拱顶按设计要求预留注浆孔或压浆孔。

顶模设置通气孔、注浆管。

衬砌台车应设置足够的承重螺杆支撑和径向模板螺杆支撑。

全液压自动行走衬砌台车应采用43kg/m及以上钢轨为行走轨道。衬砌台车应设置大直径通风管通过的位置。全台车应有防锈措施，涂抹防锈漆。

衬砌台车类型可按下表选定

衬砌台车的外轮廓在浇筑混凝土后应保证隧道净空，门架结构的净空应保证洞内车辆、机具和人员的安全通行，同时预留通风管位置。全液压自动行走衬砌台车的主要结构

台车由行走系统、台车主桁架、钢模板、模板垂直升降和侧向调幅机构、液压系统、电气控制系统6部分。主要结构如图所示：

3.10.1 台车主桁架

台车架基本尺寸应优化设计，满足施工要求,具备足够的强度与刚度。

台车架由端门架、中间门架、上下纵梁、斜拉杆、支撑杆、各部分通过螺栓联接为一体、两端门架通过下纵梁支撑于行走轮上，门架中部下端装有支撑螺杆，衬砌施工时，混凝土荷载通过模板传递到数排门架上，并分别通过行走轮和支撑丝杆传至轨道-地面。在行走状态下，丝杆应缩回，门架上部前段装有操作平台，放置液压及电气装置。

3.10.2 模板

模板是直接接触衬砌台车的重要工作部件，由经螺栓联为一体的顶模和侧模组成。顶模和侧模采用铰接，侧模可相对顶模绕销轴转动。顶模及侧模上安装数台附着式振捣器，模板上设工作窗口，便于检查和灌注混凝土。

3.10.3 液压系统

由电动机、液压泵、手动换向阀、垂直及侧向液压缸、液压锁、

油箱及管路组成。其功用是快捷、方便地完成支收模，及顶模和支撑侧模。手动换向阀分别控制模板垂直升降和两侧模的侧向伸缩，当液压缸垂直支撑到位后，在调整支撑丝杆到位，灌注混凝土对模板产生的垂直和侧向荷载主要由液压缸和丝杆承载。

3.10.4 电器系统

为有两个同步电机的行走机构和台车的液压系统提供动力，包括各电机及其控制系统

3.10.5 行走机构

行走机构由主动，被动两部分组成，共4套装置，分别安装于台车架两端的门架立柱下端，整机行走由2套主动行走机构完成，即行走电动机带动减速器，通过链条传动，使主动轮驱动整机行走，行走传动机构可以设置带有电动液压推杆的制动器，以保证整机在坡道上仍能安全驻车。

简易衬砌台车组成

简易衬砌台车一般由模板（主劲形骨架、模板体系）调幅机构、移动机构等部分组成，其中调幅机构又包括拱架升降和侧翼伸缩机构。主模架是简易台车的主要承重及连接构件，调幅机构的主要作用是调整模板于相应的确定位置，移动机构确保整个台架能相应的位移。

4 衬砌台车设计

简易衬砌台车设计

一般规定

4.1.1简易衬砌台车的主要设计参数

台车刚度必须满足现场施工最不利荷载的反复作用，抗倾覆系数大于2，配置千斤顶的安全系数取3，受压杆件强度、刚度系数大于，横梁与立柱、安全系数取2，结构空间几何尺寸满足其他施工设备工作要求，移动灵活，为满足结构物设计要求而可调。

4.1.2 台车设计中要充分考虑到隧道施工中的具体情况，要有足够的安全系数，以及在施工中的适用性和灵活性。

4.1.3 设计中要用最不利荷载组合进行计算，充分考虑明洞及特殊断面混凝土厚度要求，还要考虑台车中部的行车通道能否满足拟通行施工设备最大行车尺寸的要求。根据现场使用的机械，确定行车通道尺寸，在此基础上确定衬砌台车的基本尺寸，并按此进行结构杆件的强度检算。

4.1.4 要根据施工现场情况，充分考虑台车的移动方式，确保台架移动灵活方便。

4.1.5 衬砌台车侧模及顶模上设置的混凝土浇注窗口要方便混凝土入模、捣固、窗口翻模与模板铰接，要注意加工和安装质量，以确保可靠关闭和衬砌混凝土的外观质量。

4.1.6 台车的长度应考虑最小曲线半径对二衬净空的影响，台车断面尺寸应可调并满足设计净空尺寸的要求。

4.1.7 模架升降距离应大于15cm。如果模架移动采用人力推动及导轨

规格较小等因素，则升降距离应适当加大至30cm，以确保顺利移动台架。

4.1.8 拱模下落、台车移动拱模外缘至边墙最小距离应有25cm。

4.1.9纵梁、横梁、立柱采用槽钢或工字钢焊接或栓接制作而成，模板肋条或加劲肋采用槽钢或角钢。

4.1.10调幅机构

（1）升降机构：采用手动油压千斤顶作拱部及边墙结构升降机构，其作用荷载应考虑模架自重，不平衡升降时测压及部分动载。

（2）侧模架伸缩机构：采用螺丝杆和螺旋千斤顶，其配置数量根据检算确定，顶模与侧模采用铰接，侧模可相对顶模绕销轴转动，支模时，顶部千斤顶将拱部模架顶伸到位后，再操作侧向螺旋丝杆和螺旋千斤顶，将侧模调伸到位，调整拱部，侧部支撑丝杠，完成支模，收模时，按上述相反顺序实施。

（3）模板时台架重要的工作装置之一，其外表质量和外形尺寸精度直接决定混凝土衬砌表观质量，对于拱部模架或异性模板的加工，要制定合理的加工，焊接工艺，设计并加工拼装焊接胎膜，以保证整体外形尺寸的准确度，尽量较少焊接变形，保证外表面光滑，无凹凸等缺陷，为控制住相邻模板的错台，采用过硬配合的稳定销将相邻模板的连接板固定为一体，以有效控制由于螺栓的间隙造成的相邻模板的错台。顶模板与侧模结合部最大缝隙应小于4mm。

4.1.11 组合连接，方便拆卸，能多次重复使用

根据隧道内的施工环境条件和衬砌台架的受力情况，衬砌台架主

受力框架采用门式结构形式，采用高强螺栓连接或焊接，拱部模架与两边墙模架采用可调支架铰接，便于支模调整和装拆，衬砌台车的主受力框架，采用工字钢或钢板焊制，调幅机构的可调支架采用无缝钢管焊接工厂加工的标准螺杆，安装调整螺栓以及螺旋千斤顶，其规格和数量由受力检算确定，为利于混凝土入模，分层灌注和振捣。

4.1.12 考虑加宽断面施工需要，预留加宽值。

进行台车设计时，应充分了解隧道结构的设计状况及施工规范，对隧道局部加宽断面要有充分的了解，结合多种加宽断面形式后采取最合理断面尺寸，需要改装的台车在龙门架和顶模预留改装构件接口或连接板，为避免施工误差，设计衬砌台车断面对比隧道设计断面应有不少于5cm放大。改装对主框架进行受力检算时按隧道加宽段考虑，以便加工时预留有效的可调加宽余地。

4.1.13 考虑施工机械的通过能力

了解隧道施工中投入的施工机械，门式框架的净空要满足施工机械的最大断面尺寸，进行构件强度检算时，其刚度应满足此条件。为保证同步作业，设计台车时尽可能不采用横向临时支撑梁，多采用斜撑。

4.1.14 台车的定位与加固

（1）采用螺旋丝杆置于台车底部，中部及边墙上部，在台车定位时调节净空并定位加固，拆模时将模架往中线回收，液压千斤顶置于横梁上，抬升和定位调节台架模板整体往下落，台架前后两端门架上横梁设置横向调节丝杆，即应用螺旋和手动液压千斤顶，两者同时

对台车进行立模、定位、调整。调整到定位，进行最后加固，加固基本方法采用螺旋丝杆一端置于台车下纵梁下部，另一端支于地面，调紧螺旋丝杆，对台架下纵梁进行约束，并通过下纵梁，螺旋丝杆约束整个台架模板。

（2）在浇筑混凝土时，根据台车设计情况于台架框架的两下纵梁间安设临时斜撑梁，临时斜向支撑的一端焊接螺旋丝杆，以便施压调整和改善框架的受力状况，另一端铰接与另一侧的下纵梁上，便于回收。

（3）于边墙模板下方四个角设施手动液压或螺旋千斤顶，加固时对模板同时向上施力，将模板与前一模浇筑衬砌混凝土压紧密贴，约束模板向下的位移，当斜向支撑，台车下纵梁下部的螺旋丝杆施力后，其作用通过可调节调幅机构最终施加于衬砌模板，从而达到对台架整体约束加固的目的，在行走状态下，螺杆缩回。

钢模板纵向接头位置的选定

采用组合钢模板，在设计中应考虑模板的刚度，所以钢拱架的榀间距不宜过大。若采用3015标准组合钢模板，在长度为米，则钢拱架的骨架榀间距不宜大于，具体间距及骨架材料规格应以受力检算为准，钢模板的纵向接头应设在榀与榀之间的骨架中线上，以便于安装模板，保证模板接头之间的平顺，如果使用输送泵灌注，则灌注速度不宜过快，否者将引起组合钢模板的变形，尤其在衬砌厚度大于500mm 以上时，更应放慢灌注速度

4.1.16 台架的强度与刚度

衬砌台架整体的强度与加固形式有关，通过合理的加固可有效地增强整体强度和刚度，材料强度通过受力检算确定。强度应满足振捣，泵压要求，重点应考虑的是台架的刚度，其刚度与工作环境和工作强度有关，同样，可通过改善支撑形式来加以保证。

在整个台车中最薄弱的环节是侧模的下部和下模支撑构件，在设计下模板时应充分计算下模的受力大小，尽可能增加模板的厚度和加劲肋的数量，支撑斜杆必须通过压杆稳定计算，保证斜杆由足够的刚度和强度，不至于在使用发生变形弯曲，导致跑模。

在计算过程中应充分考虑混凝土的衬砌厚度、坍落度、入模方式、灌注速度、骨料大小、混凝土的初凝时间以及是否为钢筋混凝土等因素的影响。下模拱脚顶地千斤是主要受力构件，整个模板在衬砌圆心中线以上时，完全靠它支撑，因此在设计应考虑其结构形式和刚度大小，在使用中，该千斤必须牢牢顶紧地面，不允许有松动现象，如有必要可用其他构件进行加固，作为辅助支撑，以增强台车的整体刚度，防止跑模和台车向下移位。

应注意的是作为台车纵向定位的卡轨器和基础丝杆千斤必须拧紧，卡牢和顶牢钢轨，特别是在坡道上衬砌时更应该注意。

5 衬砌台车施工

简易衬砌台车施工

5.1.1 施工工艺（详见图5-1 施工工艺流程图）

5.1.2 施工准备

按设计拼装好台车骨架、桁架及模板后、进行调试检查、确认其是否符合设计预期要求，（加工和安装精度、外形几何尺寸、表面平整度等）液压、螺旋千斤顶、螺旋丝杆工作状态，无误后，对台车运动部件加注润滑油脂，对模板外侧涂刷脱模剂，其余构件涂刷防锈漆。确定衬砌混凝土位置，按设计图放样设出拟衬砌位置就位。

5.1.3立模

台车移动至立模位置后，锁定卡轨器，以防台架纵向位移。依次上升每一个垂直千斤顶，使净空高度达到设计要求的位置：自上而下上紧每一个丝杠，通过调整丝杠或螺旋千斤顶将台车模架外展，确保结构物净空宽度，弧形轮廓等达到设计要去，安装堵头板并加固、塞缝。实际丝杠中为保证净空，每次立模完成后，必须再次测量检查调整。立模过程中必须认真负责，对每一丝杆均要上紧到位，避免后续施工时出现跑模，台车变形，衬砌轮廓侵限等情况，与上一组衬砌搭接处要严密，防止错台，对于个别不能密贴的地方，要进行处理，使之密贴，纵向搭接不宜过长，将环向缝控制在要求范围内（2mm）堵头板一定要牢固可靠，要保证不发生漏浆，跑模现象。

（1）根据中线和标高确定台车基准。

按设计，规范要求放样测设出结构物中线，将台车两条行走轨对称置于中线两侧，然后采用人工或动力设备牵引台车就位，在移动过

程中要随时检查台车中线是否与线路中线重合（偏差不大于5cm），就位后再次检查，不合格要求要进行调整，检查符合要求后锁定台车走形轮，高程用精密水准仪测设于短边墙上（分别于台车两端相应的矮边墙上测两点）台车就位于拟定处后，将台车顶升至设计高程，

图5-1 施工工艺流程图

加固前再次用测量仪器复测中线和高程。

（2）台架拼装、加固

拼装每一个构件时，要求对应位置准确，保证螺栓能够上紧，台车不产生错位现象，模板拼装顺序按从下到上进行，模板连接用U形扣件连接同时，用φ12螺栓加强连接，模板缝要平直密贴，以防止漏浆，要求拼装缝≤，相邻模板高低差≤，模板面平整度≤。

（3）安装加固挡头板

当台车于衬砌位置就位，调整定位后，再次检查台车模板与矮边墙及与已衬砌混凝土是否密贴，施工缝或变形缝处的止水设施以及预埋件安装是否符合设计要求，检查无误后安装挡头板，挡头板采用已加工完成的4-5cm厚的木板，通过设置于台车端头的槽口，将挡头板插入端头的槽口，垂直于衬砌断面安装，其向围岩一端紧贴初支表面，然后在将金属杆件将挡头板压紧，必要时沿隧道纵向加设斜向支撑。挡头板之间的接缝用相应材料填实，塞紧，防止漏浆，爆模。

（4）定位调节

采用长度为400mm，800mm的螺旋丝杠置于台车底部及拱腰部位，在台车定位时调节净空并定位加固，拆模时将台车往中线收回（回收量为50-100mm），垂直千斤顶置于横梁上，定位时调节台车净高，拆模时将台车往下落（下落量为50-100mm），台车前后两端门架上横梁设置横向调节丝杠（调整量为100mm），即用丝杠和千斤顶两者同时对台车进行立模，定位，调节，拆模。

混凝土浇筑

浇筑混凝土，可采用人工入模，也可采用泵送入模，若采用泵送

入模，应控制混凝土入模速度，不宜过快，且浇筑必须对称，水平分层，防止两侧因浇筑的混凝土顶面高低不平而造成台车模板受力不对称，破坏台车的平衡而产生变形，移位。

（1）混凝土浇筑入模，浇筑顺序与封顶。

采用泵送混凝土入模方式浇筑衬砌混凝土，混凝土输送管顺衬砌台车立柱接于拱模架下的工作平台上，在其前端用混凝土输送软管续接，软管前端出口位于衬砌台车侧墙模板预留的混凝土浇注口内，浇注混凝土从两边墙，由下而上，对称、水平分层浇注。当混凝土浇注至拱脚时，将混凝土输送软管续接于拱部预留孔内，封闭侧墙上的浇注口。拱部混凝土可由衬砌的一端向另一端浇注，于另一端拱顶末的浇注口结束，于在末端的封口盒内，用人工装满混凝土，合上封口盒，用千斤顶强行顶就位封口。

（2）混凝土的捣固

由于简易衬砌台车在设计时除考虑确保施工质量外，还着重考虑了其灵活性以及方便加工，困难工作断面条件下的安装和拆卸，经过受力分析，采用插入式振捣器方式对台车受力有利，为确保混凝土的浇注质量，混凝土入模后必须水平分层，充分振捣密实，捣固时每层厚度不超过50cm，振动时间10-30s，振动间距10-15cm，振动棒距离钢模板5-10cm，严禁振动棒直接作用于模板上，封顶时，从拱顶每一个检查窗观察混凝土的浇注情况，并由检查窗进行适度振捣，或安装低功率的附着式振捣器振捣。

脱模

当混凝土的强度（5mpa以上）达到满足拆模要求时，拆除堵头板，拆除作用于台车门式框架下的纵梁之间的临时横向支撑和地脚加固

支撑，自下而上松开各层的侧向丝杠，将铰接以下部分台车向框架收回，使其与混凝土分离开，将下横梁上的液压垂直千斤顶，使台车整体下降，将铰接以上部位台车和混凝土分离开，检查每一个拆模的步骤到位情况，确认到位后，松开卡轨器（定位台架，防止其纵向移动）平移台车至下组衬砌位置，检查衬砌混凝土的外观质量，分析问题后，进行局部修订，检查钢模板是否有变形部位，以便更换，彻底清除模板表面的混凝土，均匀涂抹脱模剂。

（1）养护时间，脱模时间、脱模的操作顺序

对衬砌混凝土的养护，应在混凝土终凝后即进行，隧道内一般采用洒水养护，脱模时间与环境温度，混凝土的终凝时间有关，一般应在混凝土终凝且混凝土强度大于5Mpa时方能拆除，以防止混凝土强度不足而导致脱模时拉伤混凝土表面。脱模顺序，首先拆除端头模，其次，解除对边墙模板的约束，将边墙模板向中线方向收索，然后下放拱部模架千斤顶，将拱部模架下放，最后解除衬砌台架的全部约束。

5.1.6施工过程中的注意事项

（1）验证加固措施

浇筑混凝土前对台车各点检查并确认已加固到位，逐根检查螺旋丝杆是否上紧，横向临时加固支撑是否顶紧；台车工作中检查螺旋丝杆、横向临时加固支撑有否松动，端头模板是否牢固，一旦发现有松动要立即处理，并研究，改善加固措施。

（2）检查钢模板的工作质量

钢模板拼接，安装完成后，应检查结构处是否平顺，接缝是否符合设计要求，整体平整度是否满足规范要求，在浇筑混凝土时应检查连接处是否有变形，连接螺栓是否有松动等，发现问题要及时处理并分析研究解决。

（3）混凝土浇筑时的顺序及两侧混凝土高差。

混凝土浇筑由下而上，两侧对称进行浇筑，两侧混凝土的相对高差不得大于50cm，以防止台车偏压造成变形。

（4）封顶控制

衬砌混凝土浇筑将要完成时，要密切观察，若混凝土是泵送入模，此时应采用点动泵送，防止连续泵送而压力过大造成的模板变形。

台车的维护与保养

（1）润滑

台车拼装完成后，应对其进行整体检查，对台车结构的转动部分加注润油，（如行走机构，螺旋丝杆，转动轴销等）

（2）维护与保养

台车于衬砌工作中要加强检查，及时调整，拆模后要对台车进行清洗，检查，加注润滑油，紧固模板螺栓，对于变形的构件要进行校正维修或调换，使之始终处理良好的工作状态。

全液压自动行走衬砌台车施工

5.2.1 施工工艺

图5-2 全液压自动行走衬砌台车施工施工工艺流程图

5.2.2施工准备

运用模板台车实施隧道二次衬砌，应先做好以下施工准备

（1）隧道全断面初支长度在50米以上或由施工方案确定的距离掌子面长度。

（2）混凝土生产、运输、泵送设备齐备完好。

（3）模板台车安装、调试正常。