问题—— 在铁路隧道与地下结构施工中,矩形隧道衬砌长期面临效率与质量“双约束”。
一方面,传统工艺依赖人工与临时支撑,工序衔接多、交叉作业频繁,导致施工周期拉长、劳动强度偏高;另一方面,穿墙螺杆等常见做法易带来渗漏隐患,影响结构耐久性与运营期安全,同时外观质量与成型一致性也难以稳定控制。
随着铁路建设向高质量、绿色化转型,施工组织方式和装备化水平亟需系统升级。
原因—— 造成上述痛点的核心在于传统工法对“模板体系稳定性”和“作业连续性”的支撑不足:模板刚度与整体性不够,定位与对中依赖经验,立模、加固、拆模环节分散;多点人工操作带来误差累积,影响衬砌密实度与防水薄弱环节控制;同时,施工现场材料周转与临时支撑消耗较大,文明施工与能耗管控难以兼顾。
在工程量集中、工期要求紧的项目中,这些短板会被进一步放大。
影响—— 此次获评国际级工法的“放坡明挖矩形隧道整体衬砌施工工法”,在潮汕机场隧道施工中给出针对性解法:其核心采用整体钢模系统,依托组合式钢结构门架支撑大型模板,形成高刚度、高稳定性的成型体系;矩形内、外模液压衬砌台车具备独立行走、立模与脱模能力,电动行走速度可达6.7米/分钟,定模与脱模由液压千斤顶实现自动控制,减少人为干预,提升工序一致性。
在工艺组织上,模板设计长度为12.1米,边模与顶模采用螺栓连接,满足隧道净空要求。
台车就位后通过液压系统实现对中调整,侧墙与顶板钢筋安装、预埋件固定、混凝土浇筑等关键工序可连续组织,推动机械化、自动化作业落地。
更为关键的是,该工法避免使用传统穿墙螺杆,从源头减少潜在渗漏通道,提升混凝土结构整体性与外观成型质量,为后续防水耐久提供更可靠的基础。
经济与管理效益也更为直观。
相关数据表明,每模施工可节约工时约90%,人员配置由传统的33人减少至18人;直接费用节省约7350元/模。
在潮汕机场隧道406米施工段中,采用液压台车的总成本为195万元,相较传统方法308.6万元节省113.6万元,综合成本明显下降。
对施工企业而言,这不仅是单项成本的降低,更有助于将现场管理重心从“人海战术”转向“工序标准化、装备成套化”,增强项目履约能力。
对策—— 从可复制推广角度看,该工法的价值在于把“装备—工艺—质量控制”打成闭环:一是以整体钢模提升模板刚度与稳定性,减少变形与错台风险;二是以液压系统实现对中、定模、脱模的可控化,降低操作不确定性;三是用成套化台车组织实现工序衔接,缩短循环时间;四是通过取消穿墙螺杆等做法,推动防水质量从“事后修补”转向“过程内生”。
建议在类似明挖矩形隧道、地下通道等工程中,结合地质条件、放坡开挖空间与运输组织,进一步完善参数化设计与标准化作业指南,形成可推广的技术体系与管理模式。
在安全、环保与社会效益方面,该工法的机械化程度提升,降低劳动强度,现场更加整洁有序,有利于文明施工。
台车电机驱动减少人工与机械辅助消耗,降低单位工程能耗;同时减少临时支撑材料使用,符合绿色施工导向。
这些变化与当前基础设施建设“降本、提质、增效、减碳”的目标高度一致。
前景—— 当前铁路建设正从规模扩张向质量效益提升加速转型,隧道工程作为关键环节,对工法成熟度、装备水平和质量稳定性提出更高要求。
此次工法获国际级认证,体现了国内施工企业在成套装备应用、施工组织优化与质量控制体系化方面的进步。
随着更多项目对工期、耐久、防水和外观标准提出刚性约束,机械化、自动化、标准化的整体衬砌方案有望在更广范围内落地,推动矩形隧道施工从“经验驱动”转向“数据与标准驱动”。
同时,若能在后续工程中进一步沉淀质量检测、工序数据记录与维护评估机制,将更有利于实现全寿命周期的安全与经济目标。
从人工密集到机械化作业,从高能耗到绿色施工,矩形隧道整体衬砌工法的成功实践不仅解决了行业痛点,更展现了我国基建技术的创新实力。
这一突破为未来隧道工程的高效、安全与可持续发展提供了可复制的经验,也为“交通强国”战略注入了新的科技动能。