【摘要】为了建设一流的安全高效性矿井，庞庞塔矿井打破了传统的施工工艺引进隧道采用的钢模台车浇筑砼工艺，将钢模台车应用在大倾角斜井中。钢模台车具有成本低、结构可靠、操作方便、衬砌速度快、井巷成型好等优点，台车衬砌一个循环工作长度为6m。
【关键词】斜井；钢模台车；浇筑
1 钢模台车工作原理
全断面钢模板砼衬砌隧道台车（简称台车），是利用手动葫芦牵引台车在轨道上行走，利用液压油缸和螺旋千斤调整模板到位及收模的混凝土成型的机器。
2 钢模台车结构组成
台车由模板总成、托架总成、平移小车、门架总成、主从动行走机构、侧向脱模千斤、侧向螺旋千斤、托架支承千斤、门架支承千斤等组成。
2.1 模板总成
模板由一块顶模及两块边模板构成横断面，边模与顶模通过铰耳轴联接。每节模板1.5米宽，由多节组合而成。纵向由4节组合成6米衬砌长度，模板之间皆由螺栓联接。模板上开有工作窗，顶部安装有与输送泵接口的注浆装置。模板板厚为8mm，模板内采用角钢加强。为保证模板的强度及局部不致变形，在每块顶模的中部增加了弧形加强拱板。
2.2 托架总成
托架主要承受浇筑时上部混凝土及模板的自重，它上承模板，下部通过液压油缸和支承千斤传力于门架。托架由两根纵梁、两根边横梁、中横梁及立柱组成。
2.3 平移小车
一台机械台车，平移小车共4套，它支承在门架边横梁上。平移小车上的液压螺旋千斤顶（QL50）上与托架纵梁相连，通过千斤顶的收缩来调整模板的竖向定位及脱模，其调整行程为250mm，工作行程为170mm；而平移小车两侧的螺旋丝杆用来调整模板的衬砌中心与巷道中心是否对中，左右可调行程为100mm。
2.4 门架总成
门架是整个台车的主要承重构件，它由横梁、立柱及纵梁通过螺栓联接而成，各横梁及立柱间通过联接梁及斜拉杆联接。门架采用型钢制造，保证整个门架有足够的强度，刚度和稳定性。
2.5 主、从动行走机构
台车主、从动行走机构一套，通过螺栓联接在门架纵梁上。
2.6 侧向脱模千斤
侧向脱模千斤主要是为模板脱模，同时起着支承模板的作用，它由人工旋转螺旋丝杆来调整长度。根据衬砌厚度一般选用8个千斤。
2.7 侧向螺旋千斤
安装在门架上的侧向螺旋千斤用来支承、调节模板位置，承受灌注混凝土时产生的压力。
2.8 托架支承千斤
它主要为改善浇筑混凝土时托架纵梁的受力条件，保证托架的可靠和稳定。
2.9 门架支承千斤
它联接在门架纵梁下面，台车工作时，它顶在轨道面上，承受台车和混凝土的重量，改善门架纵梁的受力条件，保证台车工作时门架的稳定。
3 钢模台车的安装
台车的安装分地面组装及工作面安装。工作面安装必须在井壁上先固定好起吊锚杆，利用手拉葫芦起吊台车部件；地面组装则通过汽车液压起重机起吊部件，将台车安装好后，确定台车构件是否齐全，然后台车方可入井。安装前，应穿戴整齐，做好安全防护措施，在保证安全的前提下，遵循以下安装步骤：
3.1 确定安装的基准：按总图（总图尺寸为台车工作状态的尺寸）要求结合井筒的坡度要求，轨道地基该挖则挖，该填则填，以保证安装的基准。
3.2 铺设轨道：轨道选用P38Kg/m型钢轨，高度为134mm。轨道必须固定；轨道中心距必须达到设计要求，误差不得大于10mm；轨道高程误差不得大于20mm；轨道中心与隧道中心误差不得大于20mm.
3.3 门架的安装：安装门架时，横梁与立柱、立柱与门架纵梁及各联接梁和斜拉杆的联接必须牢固，各固定螺栓必须拧紧；行走轮中心应与轨道中心重合，误差不得大于5mm；整个门架安装好后，找准两根纵梁的中心线，其对角线长度误差不得大于20mm。
3.4 平移小车到位：四套平移小车支承在门架的横梁上，调节丝杆应顶紧平移小车两侧。
3.5 安装模板总成：模板的安装应先安装顶模，将全部顶模安装到位后，再挂左、右边模，接着安装千斤联接梁及各侧向支撑千斤。
3.6 各部件的检查：台车安装安毕后，全面检查各部位螺栓联接是否有松动；各联结销子是否转动灵活；各螺旋千斤伸缩是否达到设计要求。
3.7 检测各设计尺寸：检测台车各重要尺寸是否达到设计要求。如：台车轨道面至模板最高处的高度；模板左右边缘的理论宽度；模板轨道中心距，如地基有坡度，检测左右轨面高差；模板左右边缘与地基的高度是否与设计尺寸吻合等。
4 钢模台车的使用
使用台车必须严格按照操作顺序及要求，正确使用和维护保养，以确保台车安全正常工作，延长其使用寿命。
4.1 台车行走和就位
4.1.1 台车安装完毕后，检测各部结构是否到位；检查各部位螺栓联结是否牢固；各联结销必须可靠且转动灵活；给千斤及其它调整丝杆等涂加润滑脂，保证设备润滑良好；要求各螺旋千斤动作可靠，各基本尺寸达到设计要求，然后进行初步调试。
4.1.2 确定台车工作位置的轨面标高正确后，保证轨道相对巷道中心线对称，轨面平整。
4.1.3 台车工作位置的准备工作完成后，台车即可就位。就位前先取掉撑地千斤、侧向千斤和辅助撑地木支撑，然后收回侧向脱模千斤，使下模总成回缩。
4.1.4 使用平移小车上的油压螺旋千斤顶，支撑托架纵梁，并旋松托架支承千斤与托架纵梁的联结螺栓，使托架支承千斤与托架纵梁有30mm的间隙，但螺母仍然与螺栓联结，保持托架支承千斤与托架纵梁的联系。
4.1.5 缩回托架支承千斤，然后下降油压螺旋千斤顶，使其模板整体下落。注意：①托架支承千斤与托架纵梁的联结螺栓长度应在 100mm以上；②螺旋千斤固定在门架边横梁上的平移小车上，并与托架纵梁保持稳固的支撑关系。
4.1.6 旋回门架支承千斤，使其离开轨面。
4.1.7 由手动葫芦牵引台车到工作位置。台车行走前应先松开基脚千斤。
4.1.8 为方便脱模，要在模板外侧涂抹脱模剂。
4.1.9 台车就位后，锁定行走轮，旋出基脚千斤撑紧钢轨，防止台车移动。
4.2 立模
配合测量人员，通过调节平移小车顶推丝杆、平移小车上的油压螺旋千斤顶、托架支承千斤、侧向脱模千斤及侧向螺旋千斤，使模板外形达到施工要求。
4.2.1 使用平移小车顶推丝杆，顶推小车左右移动，左右调节，使模板外形中心与巷道中心重合。
4.2.2 让托架支承千斤与托架纵梁的联结螺栓松开，但螺母仍然留在螺杆上，使托架支承千斤与托架纵梁保持联系，二者间可保持30mm的间隙，调节油压螺旋千斤顶使模板上升到施工要求，然后旋出托架支承千斤靠紧上纵梁。
4.2.3 伸出侧向脱模千斤使下模总成外形达到施工要求。
注意：①平移小车顶推丝杆应同步运动，运动方向一致，使左右平移小车向同一方向移动；
②四个边角的四个油压螺旋千斤顶使用时，其动作应同步进行；
③下模总成每边的侧向脱模千斤其动作应同步进行。
4.2.4 台车模板外形达到混凝土施工要求后，把托架支承千斤撑紧托架纵梁，把侧向千斤撑紧千斤连接梁，把撑地千斤撑紧边模板。此时，上下模板总成接合密贴。注意：在下模底边和门架纵梁等处，加木支撑支撑在地上，以保证台车受力牢固。
4.2.5 把台车前后周边范围有关的模型板关好。
4.3 浇筑
4.3.1 把混凝土输送泵的输送管接入模板台车，并利用混凝土搅拌机、混凝土运输车和混凝土输送泵配合作业，即可进行混凝土浇筑。
4.3.2 通过工作窗先进行模板下部混凝土的浇筑和捣固，在浇筑过程中陆续关闭工作窗。
4.3.3 最后将输送管与模板顶部的注浆口对接，进行最后少量顶部空间浇筑，完成后，将刹尖管中的多余混凝土掏掉，关闭注浆口。
4.3.4 按规范要求，浇筑混凝土速度必须控制在1.0米/小时以内，即每边上升高度不得大于每小时1.0米。
4.3.5 台车最大浇筑混凝土厚度不得大于设计厚度加上0.2m的超挖量。
4.4 脱模
4.4.1 待混凝土凝固到工程技术上要求的质量时，即可脱模。脱模时，先撤除台车前后周边有关的模板。
4.4.2 去掉撑地千斤，侧向支承千斤及有关木支撑，缩回侧向脱模千斤，收回下模总成，使其离开混凝土。
4.4.3 收回托架支承千斤，缩回平移小车上的油压螺旋千斤顶，脱下上模总成，使其离开混凝土。
4.4.4 清洗台车，除掉模板表面上粘接的混凝土。
以上为台车的一个工作循环，继续向前衬砌，则重复上面的步骤。
5 钢模台车使用注意事项
5.1 每日检查台车各部件工作是否正常，有无变形、异响。
5.2 每个工作循环完成后，检查各联结螺栓是否松动，销子是否可靠，发现问题及时处理。
5.3 每次立模时，要切实安装好所有撑地螺旋千斤，否则浇筑过程中会造成模板变形或跑模。
5.4 浇筑时，左右边模板应对称浇筑，保证台车受力平衡，两侧混凝土面高差不得大于300mm。
5.5 混凝土凝固时间不宜过长，否则脱模困难。
5.6 在浇筑顶模过程中，要随时观察混凝土是否注满，注满后要及时停止浇筑，否则会造成模板的变形。
5.7 浇筑时，如实际衬砌厚度超过设计许可厚度时，要对门架结构及有关支撑进行必要的加强。
5.8 顶模封顶时，严禁用一个注浆口向整个衬砌长度浇筑混凝土，必须按顺序依次使用每个注浆口进行浇筑，使顶部模板合理受力。
5.9 台车浇筑时，安装在托架纵梁上的四个A型限位架螺杆必须撑紧门架横梁，以防止模板纵向移位；脱模时，再将调节螺杆松开。
5.10 当衬砌厚度较薄，浇筑的混凝土上升速度较快时、或天气寒冷导致浇筑的混凝土初凝时间延长、或地脚千斤支撑不稳等其它原因导致模板跑模时，每边底模下部必须增加地锚及过河横撑等辅助措施。
6 结论：钢模台车使用优点
采用钢模台车浇筑砼工艺比传统的施工工艺突出的优越性主要表现在以下几方面：
6.1 井壁成型光滑，美观，井筒的通风阻力减小。
6.2 由原来人工振捣砼改为机械振捣砼，能进一步加强井筒的支护强度，保证了井筒的施工质量和服务年限，安全系数大为提高。
6.3 采用钢模台车施工的井壁接茬处有止水带，能有效防止井壁渗水、漏水。
6.4 采用钢模台车浇筑与工作面掘进可以平行作业，不会影响单进水平。
6.5 井壁接茬数量减少，井筒的整体性加强
6.6 采用钢模台车浇筑砼工艺机械化程度高，可以减轻职工的劳动力。
6.7 浇筑顺序为从上往下，传统浇筑在接茬处无法保证混凝土浇实和振捣质量，采用钢模台车配合输送泵输送混凝土能够保证浇筑质量。
作者简介：
任瑞生（1983-），男，山西石楼人，汉族，学士，现就职于山西焦煤霍州煤电集团公司吕临能化煤电综合项目部矿建科工作，助理工程师，主要从事煤矿井巷建设研究。