隨著我國現(xiàn)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(jié)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。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、西南線丹鳳段及在建的青藏鐵路，隧道工程數(shù)不勝數(shù)。建設單位對隧道施工質量的要求越來越高，長大隧道、甚至幾百米的隧道也要求用整體鋼模襯砌臺車襯砌。

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

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

　　1、襯砌臺車

　　1.1 研制過程

　　贛龍鐵路隧道全長兩千多米，且有溶洞、泥巖、地下水等，地質條件差且復雜，太原路橋機械廠在進行廣泛的市場調研基礎上成立了“隧道襯砌臺車研制小組”，邀請有關工程單位的專家指導。在完成初步鐵路隧道襯砌臺車的圖紙和技術文件設計計算的基礎上，根據(jù)施工單位提供的隧道斷面圖和施工要求及隧道襯砌臺車的發(fā)展動向、進行優(yōu)選比較、得到用戶的認可后，組織設計和產(chǎn)品試制。為確保產(chǎn)品加工質量，重要結構嚴控工裝模具。經(jīng)過應用，表明產(chǎn)品性能良好、結構合理、襯砌質量好。后經(jīng)反復改進和完善，產(chǎn)品已經(jīng)定型。

　　1.2 鋼模襯砌臺車的關鍵技術

　　1.2.1 臺車結構型式

　　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，由于一個電動機要驅動數(shù)個絲杠傳動，對各傳動軸同軸度要求高，且臺車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作（不象液壓傳動，各液壓缸可同步，也可單獨動作）因此當軌道標高誤差（各點不在同標高）較大時，將直接影響模板位置，從而影響襯砌質量。經(jīng)分析比較選用液壓傳動方案，對液壓缸采取液壓鎖和平衡閥等措施，使液壓缸自鎖；同時配套采用絲杠機構進行機械鎖定，并加強模板的支承，保證了模板在襯砌時不回縮，不變形。實踐證明襯砌臺車采用液壓式較合理，是發(fā)展方向。

　　1.2.2 臺車架結構優(yōu)化

　　臺車采用液壓傳動，使臺車架結構簡化，重量減輕，同時也提高了結構的靈活性和多樣性，經(jīng)各種臺車架結構方案的分析比較、強度計算、優(yōu)化選擇9m四門架12m主門架結構方案，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

　　鋼模是臺車的工作裝置，其外表質量和外形尺寸精度直接決定混凝土襯砌質量，同時，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，無凹凸等缺陷。為控制相鄰模板的錯臺，采用過盈配合的穩(wěn)定銷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題。成功地解決了上述難題后，保證了砼襯砌質量。

　　1.2.4 支承位置的確定

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

　　2、鋼模襯砌臺車主要技術參數(shù)

　　3、主要結構及工作原理

　　臺車由行走機構、臺車架、鋼模板、模板垂直升降和側向伸縮機構、液壓系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)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.門架立柱

　　9.門架橫梁

　　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、被動兩部分組成，共4套裝置，分別安裝于臺車架兩端的門架立柱下端，整機行走由2套主動行走機構完成，即行走電動機帶動減速器，通過鏈條傳動，使主動輪驅動整機行走，被動輪隨動。行走傳動機構帶有液壓推桿制動器，以保證整機在坡道上仍能安全駐車。

　　3.2 臺車架

　　臺車架由端門架、中間門架、上下縱梁、斜拉桿、支承桿等組成，各部分通過螺栓聯(lián)為一體，兩端門架支承于行走輪架上，中門架下端裝有支承螺桿，襯砌施工時，混凝土載荷通過模板傳遞到4個門架上，并分別通過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(shù)塊頂模和側模組成，頂模與側模采用鉸接，側�？上鄬�頂模繞銷軸轉動，支模時，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，按上述相反順序實施。不需拆模板，采用襯砌臺車提高了襯砌質量和施工效率，降低了勞動強度，另外在頂模上安裝有數(shù)臺附著式振動器，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(tǒng)

　　由電動機、液壓泵、手動換向閥、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、工程應用及臺車襯砌效果分析與評價

　　4.1 工程應用

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

　　4.2 襯砌效果分析

　　（1）當隧道開挖偏離中心時，可通過臺車的模板調整機構達到調中、滿足了設計和施工要求。

　�。�2）臺車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，臺車不發(fā)生變形，由于各支點設計布局合理，有效的利用了臺車自身的重量和混凝土重量的壓力，保證了臺車澆注混土時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式振動器，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強度。

　　（4）大片鋼模結縫嚴實，混凝土搗固設施齊備，混凝土密實無蜂窩、斑點、錯臺現(xiàn)象發(fā)生，表面光滑、平整、美觀。

　　4.3 創(chuàng)新性和先進性

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

　　（2）液壓系統(tǒng)采用了液壓鎖、平衡閥等措施，對液壓缸進行液壓鎖定，同時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的研制成功，是對傳統(tǒng)隧道襯砌施工方法的重大突破，一次襯砌長度最長可達12m，混凝土注入采用機械化，襯砌效率是傳統(tǒng)施工方法的數(shù)十倍，可節(jié)省大量的人力物力，改善了工人的工作條件。臺車可廣泛適用于長短隧道的襯砌施工，同時襯砌、開挖時車輛通行互不干擾，可同時作業(yè)，其綜合性能達到了國內先進水平，具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益，可廣泛推廣使用。