小直径大曲率隧道二次衬砌拱墙台车的设计

彭文韬 苏长毅 刘灿光 刘康宇

中建三局基础设施建设投资有限公司 湖北 武汉 430073

武汉大东湖核心区污水传输系统工程（以下简称“本工程”）涉及9个区间共17.5 km盾构隧道洞通后的二次衬砌施工，隧道成形直径最小仅3 m、最小转弯半径250 m，施工工期紧张。

传统全圆针梁式台车[1]与穿行式台车在小断面工况下难以投入多作业面进行跳仓施工，一般采用连续浇筑方式，施工工效低，且无法适应大曲率隧道施工。

为解决上述问题，研究了一种在二次衬砌底部仰拱先行施工条件下，可适应小直径大曲率隧道工况、多作业面跳仓施工的二次衬砌拱墙台车。

1 工程概况

本工程是全国首条正式开建的深层污水输送隧道，主隧全长17.5 km，包含9个竖井和9个区间，区间埋深30.0～56.0 m，单区间最长达3.6 km。采用厚25 cm的C50盾构管片初次衬砌＋厚20 cm的C40二次衬砌的叠合式衬砌。区间隧道成形直径3.0、3.2、3.4 m，最小转弯半径250.0 m，全线曲线段占比达43%。隧道二次衬砌每14.4 m设1道变形缝，环向不设施工缝。

二次衬砌施工在盾构隧道贯通后进行，其中：下部120°仰拱先行施工，为拱墙台车及电瓶运输车提供底部通行条件；上部240°拱墙采用拱墙台车跳仓法跟进仰拱施工。

2 台车整体设计与验算

2.1 台车整体设计

本工程拱墙台车设计长度为14.4 m，根据成形洞径不同分为3.0、3.2、3.4 m等3种类型。台车由3节4.8 m分节小台车铰接连接而成。分节小台车间集成各自的液压控制系统，彼此相互独立。拱墙台车整体三维设计如图1所示，其纵断面如图2所示。

图1 拱墙台车整体三维示意