小洞徑混凝土襯砌簡(jiǎn)易鋼模臺(tái)車的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

□盧文會(huì)(貴州省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院)

0.引言

由于七里塘水電站導(dǎo)流洞在汛期施工，底板及0＋000m～0＋090m樁號(hào)段邊墻混凝土澆筑后因洪水導(dǎo)流洞過(guò)水，截至2011年7月下旬才開(kāi)始恢復(fù)施工，而大壩工程要在2011年9月底進(jìn)行截流，導(dǎo)流洞剩余0＋090m～0＋150m邊墻及0＋000m～0＋150m頂拱襯砌能否在9月上旬完成是七里塘大壩工程施工的關(guān)鍵線路，工期僅50d。

七里塘導(dǎo)流洞襯砌若采用承重排架施工將無(wú)法按期完成，且趕工措施投入成本較大。為確保工期，必須投入鋼模臺(tái)車進(jìn)行剩余邊頂拱的襯砌施工，而鋼模臺(tái)車一次投入成本較大，且不能重復(fù)利用，針對(duì)此類小型工程的小洞徑襯砌勢(shì)必造成虧損，如何節(jié)省成本同時(shí)確保安全、質(zhì)量、工期是導(dǎo)流洞襯砌的關(guān)鍵所在。經(jīng)多方案比較，七里塘導(dǎo)流洞頂拱襯砌采用了簡(jiǎn)易鋼模臺(tái)車，簡(jiǎn)易鋼模臺(tái)車支撐系統(tǒng)采用腳手管，操作簡(jiǎn)捷方便，效率高，大部分部件可重復(fù)利用，成本低廉。

1.工程概況

七里塘水電站大壩工程導(dǎo)流洞位于大壩右岸，導(dǎo)流洞全長(zhǎng)363m，進(jìn)口0＋000m～0＋006m為閘門井，閘門井底部高程472.8m，頂板高程484.8m。導(dǎo)流洞斷面為城門洞型，設(shè)計(jì)開(kāi)挖斷面尺寸7m×7.8m（寬×高），底板設(shè)計(jì)厚度30cm，進(jìn)口底板高程473.8m，出口底板高程471.8m。洞0＋000m～0＋150m邊頂拱采用C20鋼筋混凝土襯砌，混凝土設(shè)計(jì)厚度50cm。洞0＋150m～0＋363m邊頂拱采用噴錨支護(hù)。

2.簡(jiǎn)易臺(tái)車的設(shè)計(jì)

簡(jiǎn)易鋼模臺(tái)車分為兩節(jié)，單節(jié)長(zhǎng)度6m，組合長(zhǎng)度12m，一次襯砌范圍為12m。簡(jiǎn)易臺(tái)車主要有行走機(jī)構(gòu)、腳手管排架、脫模機(jī)構(gòu)、組合鋼模板組成。簡(jiǎn)易臺(tái)車橫向結(jié)構(gòu)剖面示意圖見(jiàn)圖1。

圖1 簡(jiǎn)易臺(tái)車橫向結(jié)構(gòu)剖面示意圖

2.1 支撐排架

支撐排架采用φ48×3.5mm腳手管搭設(shè)，立桿橫向間距90cm，縱向間距75cm，底部與行走機(jī)構(gòu)固定，頂部與脫模調(diào)節(jié)螺桿連接。小橫桿豎向間距150cm，縱向間距75cm，長(zhǎng)度560 cm，兩側(cè)距襯砌邊墻20cm，便于簡(jiǎn)易臺(tái)車行走。大橫桿豎向間距150cm，橫向間距90cm，單根長(zhǎng)度600cm。排架設(shè)置剪刀撐，確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。支撐排架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可在現(xiàn)場(chǎng)搭設(shè)安裝，省工省時(shí)。

2.2 脫模機(jī)構(gòu)

脫模機(jī)構(gòu)主要有調(diào)節(jié)螺桿、排架和定型鋼筋組成。調(diào)節(jié)螺桿可雙向調(diào)節(jié)，人工操作，模板安裝時(shí)順時(shí)針調(diào)節(jié)螺桿向上移動(dòng)，拆模時(shí)逆時(shí)針調(diào)節(jié)螺桿向下移動(dòng)。螺桿調(diào)節(jié)一次不能降低太大，單節(jié)臺(tái)車必須4～6人同時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)，每人負(fù)責(zé)6～8個(gè)調(diào)節(jié)螺桿。調(diào)節(jié)螺桿上方為排架系統(tǒng)和定型鋼筋，先按襯砌斷面加工Φ28定型鋼筋，用于固定模板，定型鋼筋固定在排架頂部，排架底部與調(diào)節(jié)螺桿固定連接。簡(jiǎn)易臺(tái)車脫模機(jī)構(gòu)見(jiàn)圖2。

圖2 脫模機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖

2.3 安裝

簡(jiǎn)易臺(tái)車安裝較為簡(jiǎn)便，所有部件準(zhǔn)備完成后在混凝土澆筑工作面拼裝即可，拼裝順序?yàn)樾凶邫C(jī)構(gòu)→支撐排架→脫模機(jī)構(gòu)→模板。單組行走機(jī)構(gòu)在加工廠安裝完成，在混凝土施工面按設(shè)計(jì)尺寸就位并臨時(shí)固定，然后在其上部安裝支撐排架。支撐排架頂部及脫模機(jī)構(gòu)排架底部的調(diào)節(jié)螺桿螺帽及鋼墊板在加工廠加工焊接，現(xiàn)場(chǎng)作為支撐排架的一部分進(jìn)行拼裝。行走機(jī)構(gòu)、支撐排架拼裝完成后進(jìn)行脫模機(jī)構(gòu)安裝，安裝順序?yàn)橛上轮弦来螢椋赫{(diào)節(jié)螺桿安裝→排架安裝→Φ28定型鋼筋安裝→鋼模板安裝。排架拼裝在洞0＋150m～0＋162m無(wú)須襯砌的部位進(jìn)行，拼裝完成后移動(dòng)至0＋138m～0＋150m澆筑部位。簡(jiǎn)易臺(tái)車安裝方便快捷，結(jié)構(gòu)件均在加工廠預(yù)先加工完成，現(xiàn)場(chǎng)排架安裝時(shí)組裝即可。

2.4 運(yùn)行

簡(jiǎn)易臺(tái)車運(yùn)行主要包括臺(tái)車移動(dòng)、模板抬升、轉(zhuǎn)角模板安裝、混凝土澆筑、拆模等作業(yè)，關(guān)鍵作業(yè)是簡(jiǎn)易臺(tái)車移動(dòng)、模板抬升、拆模。關(guān)鍵作業(yè)能否順利完成是整個(gè)襯砌施工的關(guān)鍵，為盡量縮短關(guān)鍵作業(yè)時(shí)間節(jié)省工期，在頂拱襯砌施工前對(duì)導(dǎo)流洞底板集中進(jìn)行全面清理，確保臺(tái)車行走順暢，簡(jiǎn)易臺(tái)車移動(dòng)就位后，進(jìn)行脫模機(jī)構(gòu)的抬升，該作業(yè)安排10人即可在1h內(nèi)完成，主要采用人工對(duì)調(diào)節(jié)螺桿輪換調(diào)整，不能單獨(dú)將一個(gè)調(diào)節(jié)螺桿調(diào)整到位后再進(jìn)行下一個(gè)，必須均勻同步調(diào)節(jié)，確保脫模機(jī)構(gòu)平穩(wěn)升至混凝土設(shè)計(jì)邊線。拆模時(shí)脫模作業(yè)同安裝作業(yè)正好相反。轉(zhuǎn)角模板安裝及拆除均在脫模機(jī)構(gòu)完成后進(jìn)行，采用腳手管固定在簡(jiǎn)易臺(tái)車排架上。簡(jiǎn)易臺(tái)車從拆模和安裝完成一個(gè)循環(huán)的作業(yè)時(shí)間在4～5h，極大的縮短了模板安裝拆除時(shí)間，為整個(gè)導(dǎo)流洞襯砌工期贏得了時(shí)間。

3.經(jīng)濟(jì)效益比較

3.1 工期比較

七里塘導(dǎo)流洞剩余工程襯砌施工共計(jì)50d。若采用普通的承重排架，每倉(cāng)混凝土從搭設(shè)排架到模板安裝約48h，混凝土澆筑約5h，混凝土澆筑后等待強(qiáng)度需48h，共計(jì)13倉(cāng)混凝土則需要55d方可完成全部襯砌，混凝土澆筑后回填灌漿易無(wú)法按計(jì)劃完成，勢(shì)必影響大壩工程順利截流。若采用多個(gè)倉(cāng)面同時(shí)施工，由于洞徑小，施工布置極為困難，無(wú)法確保合理安全施工。

采用簡(jiǎn)易臺(tái)車進(jìn)行施工，頂拱混凝土襯砌在8月11日開(kāi)始施工，9月10日完成全部150m洞段襯砌，頂拱襯砌工期共計(jì)31d，平均每倉(cāng)混凝土用時(shí)57h，除去混凝土澆筑及等強(qiáng)度的時(shí)間，模板拆除安裝每倉(cāng)平均時(shí)間為4h，施工效率極高。由于模板設(shè)計(jì)合理，使用簡(jiǎn)捷方便，為整個(gè)導(dǎo)流洞襯砌及后續(xù)回填灌漿、大壩工程順利截流贏得了寶貴的時(shí)間。

3.2 成本比較

簡(jiǎn)易臺(tái)車共使用腳手管2.7t，行走鋼輪70套，調(diào)節(jié)螺桿70套，材料及加工安裝費(fèi)用共計(jì) 2.7（t）×7800（元 /t）＋9100（元）=30160元，運(yùn)行中每倉(cāng)人工移動(dòng)、抬升、拆除模板共需40工時(shí)，合計(jì)40（工時(shí)）×10（元/工時(shí)）×12.5（倉(cāng)）＝5000元。單獨(dú)計(jì)算簡(jiǎn)易臺(tái)車加工安裝費(fèi)及運(yùn)行期間人工費(fèi)用約3.5萬(wàn)元。

若采用普通承重排架進(jìn)行施工，需兩個(gè)工作面同時(shí)進(jìn)行施工，需腳手管 5.4t，材料費(fèi)用共計(jì) 5.4（t）×5800（元 /t）=50868元，排架采用人工進(jìn)行安裝，每倉(cāng)排架安裝共需650（工時(shí)）×12.5（倉(cāng)）×10（元/工時(shí)）＝81250元。單獨(dú)計(jì)算承重排架材料及人工安裝費(fèi)用共計(jì)約13.2萬(wàn)元。

通過(guò)上述比較采用簡(jiǎn)易臺(tái)車比普通承重排架節(jié)省費(fèi)用約9.7萬(wàn)元，而導(dǎo)流洞頂拱混凝土產(chǎn)值總共約44萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益成果相當(dāng)明顯。

4.結(jié)語(yǔ)

簡(jiǎn)易臺(tái)車在小洞徑襯砌施工中不僅可以縮短施工工期，還可節(jié)省施工成本，施工期間安全、質(zhì)量能夠得到有效保障，在七里塘導(dǎo)流洞工程中，采用此種簡(jiǎn)易臺(tái)車共澆筑頂拱混凝土1080m3，在31d內(nèi)完成13倉(cāng)混凝土澆筑，節(jié)省工期24d，節(jié)約成本9.7萬(wàn)元，為七里塘導(dǎo)流洞工程創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟(jì)效益。簡(jiǎn)易臺(tái)車在中小型水電工程中灌漿隧洞襯砌、小洞徑導(dǎo)流洞、引水隧洞均可以使用，其低廉的成本和簡(jiǎn)捷方便的安裝操作都將成為小型工程中極為有利的施工措施。

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