——中铁二十二局研发铰接式多功能变截面隧道衬砌台车推进施工工艺变革
图为工区经理马洪建向参加观摩会的代表介绍台车的设计和应用情况。
图为拼装完成的新型台车。
不同截面的隧道需要定制相应尺寸的台车，现场进行拼装后再进行施工，这是施工单位二次衬砌的通用做法。这不仅工序麻烦，而且造成极大浪费。然而，中铁二十二局集团铜玉项目仅用他们设计出的一台套新型衬砌台车，通过“变形”可以完成不同截面隧道的衬砌施工，在沪昆高铁、铜玉铁路等工程中大显神威，被沪昆客专董事长、总经理张建波赞为：“是‘用设备和工艺的创新保障工程质量、安全和进度’这一理念的具体体现”。该台车在铜玉铁路铜仁一号隧道，使截面尺寸为5.61米、5.96米、6.48米三个连续段的衬砌施工一次成型，且截面交界处过渡自然，外观圆顺自然，成为了铜玉线的一大亮点。
2015年8月22日，铜（仁）玉（屏）铁路建设单位组织监理单位、设计单位、施工单位近100名领导专家到达中铁二十二局集团铜玉项目施工现场，围绕他们的新发明——铰接式多功能变截面隧道衬砌台车召开了现场观摩会。参会人员对变截面施工质量赞不绝口，就各自施工中遇到的问题在现场进行提问和交流。
“二次衬砌台车的变截面设计解决了隧道施工一大难题”
观摩会现场，即使手中拿着观摩会发放的图文并茂的会议材料，代表们还是掏出手机，一边听着二十二局现场讲解人员——项目经理马洪建的现场讲解，一边对着隧道变截面段拍照，还时不时向马洪建提问，与其他人员交流。
与会施工单位代表表达了他们对隧道变截面二衬施工难题的共鸣。在隧道设计中，不同的线路等级、不同的建筑限界以及不同的基本线间距，决定了隧道的截面尺寸是不一样的，即使是同一条线路同一座隧道由于电气化接触网悬挂布置的要求、或者养护维修、救援和其它使用方面的要求，也会存在某段的截面尺寸不一样的情况。对此，施工单位一般都是根据隧道的不同断面尺寸，制作相应断面尺寸的衬砌台车用于施工，如此不仅设备采购费用高，而且每台套台车15天以上的组装时间带来的工期压力以及不同截面连接处不平滑等质量外观缺陷也是很大的困扰。
针对这个问题，马洪建用激光笔向大家讲解铜仁一号隧道变截面段二衬一次施作的“秘诀”：新型台车将模板设计为七块，采用多点铰接，通过更换不同宽度的中间模板，仅需调节两侧支撑丝杠，台车便能适应5.5—6.8米范围内各种隧道断面的衬砌施工。
“台车可以周转使用，不用心疼浪费了”
除了质量、安全问题，衬砌台车的一次性使用也是施工单位“心中的痛”。由于普通衬砌台车在使用一段时间后容易出现模板缝隙变大和错台，因此，通常会在台车安装调试好后，将模板间的联接缝进行焊接处理。工程结束后，因普通衬砌台车不能拆装、新项目隧道断面不同、再加上运输维修拼装费用较高等原因，使用后撤场的台车无法再次利用。因此台车不得不成为了一次性的易耗品，“100多万一台套的台车，用完一次只能当废铁卖掉，真的很心疼。”二十二局副指挥长蔺清君说道。
新型衬砌台车为何能重复使用？变截面的模板系统使台车周转使用成为了可能，而台车各结构之间的联结方式是台车周转使用的重要基础。新型台车支撑系统、模板等采用销轴和螺栓联接，灵活性强，可以按构件进行拆卸和组装，使台车同一工地多次周转使用、多工地重复使用，节省了大量的资源配置，降低了工程成本。
此外，中铁二十二局集团通过理论计算和验证，将台车门架由普通衬砌台车的7－8排缩减至4排，不影响台车刚度的同时还减轻了自重。因此，采用12米长的货车运输仅需3车即可运输至工地现场，而普通衬砌台车运输则需6车，节约运输费用。同时，新型台车采用销轴和螺栓联接不仅将重复利用变为可能，也大大减轻了装拆、运输工作量，节省了安拆组装人力。
“标准化构件组装是台车制作加工的一项变革”
新型台车标准化构件引起了很多参会人员的兴趣，许多人交流起台车维修难的问题。目前，国内台车制造行业标准尚未出台，质量要求高的隧道施工多采用进口台车，采购周期长且配件采购、故障维修不便。“台车要是坏了维修还要等好久，着急得要命。”听到一位参会人员的话，不少人点点头。
新型台车将变截面模板及其它构件设计为标准件，由实力雄厚的制造厂家进行批量生产，缩短台车制造时间，单台套台车的制造时间从合同签订到加工完毕，基本可以控制在30天内，在厂家技术人员的现场配合指导下组装时间由常规台车的15天缩减为７天。现场不少参会人员感叹：标准化构件组装是一项将推动台车行业发展的变革。
“新型台车让我们更有安全感”
新型台车施作的隧道二衬质量一目了然，带来的经济效益也是显而易见。而台车本身的稳定性和安全性，站在台车操作平台的作业工人因切身体会而更有发言权。
“隧道施工安全风险大，以前有些工地就出现过拱顶掉块，把台车都砸变形，工人都受伤了，好骇人哟。这种新台车我们用了快一年了，罩得住，我们蛮有安全感的咧！”在着近十年隧道二衬施工经验的工人夏小居有着切身体会。
据了解，在衬砌混凝土灌注过程中，台车要受到固液态混凝土产生的垂直压力、侧向压力以及上浮力，这些外力形成合力，经台车钢模传递至支承机构，再传递至门架。因此，门架系统是台车受力的主要承载结构，决定了台车的刚度和稳定性。
马洪建介绍说，新型台车以普通衬砌台车的结构框架为基础，改变支撑系统的设计理念，变门式刚性台架为三角形柔性台架；通过建立合理的台车受力模型及不同部位受力状态的理论计算，分别针对模板拱顶范围、起拱线附近、边墙底部等不同的受力位置确定不同的用钢设计；在三角支架顶部最大受力处设置了横撑，强化模板的局部刚度，防止模板产生变形。另外，台车液压驱动可根据监测压力调整灌入混凝土的分配比例，保持结构受力平衡，可以实现左右两侧的灌注量基本相同，避免偏压造成跑模和错台等质量缺陷，避免顶部模板受压变形甚至被打塌的现象。
中铁二十二局集团铜玉项目常务副指挥长陈艳德在现场介绍道，目前已有16台新型台车投入作业，大部分已经使用超过800米，除施工人为因素外，所有台车施工均未发生任何变形跑模现象，拼缝连接成环、成线明显但无漏浆、错台，各构件节点无开焊、脱缝掉栓现象，面板无“翘鼓塌陷”现象，行走未发生任何扭曲掉道。
“新型台车的推广使用具有重要的社会意义”
对于新型台车的价值和意义，中铁二十二局集团铜玉项目指挥长司尚荣从另一个层面进行了思考：全国隧道建设行业隧道建设里程每年预计5000公里，按每年需求5000台计算，台车的重复使用意味着每台节约钢材25吨,每年一次性可以节约钢材12.5万吨。投入使用后重复一次可以节约钢材47.5万吨。
“新型台车的使用还可以为国家节约大量的钢材，并可通过实现集约化、标准化生产，减少分散式小作坊生产的浪费和产品残次。不仅具有良好的经济效益和突出的社会效益，更重要的是，新型台车符合国家‘节能减排’的政策和环保设计的发展趋势，如推广应用，很可能带来衬砌台车行业的革命性改变，意义重大。”
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