引水隧洞混凝土襯砌中鋼模臺車的運用分析

(中鐵十八局集團第二工程有限公司，河北 唐山 064000)

鋼模臺車是使用電機驅動臺車行走，使用螺旋千斤頂和液壓油缸將模板調整到位，并進行隧道混凝土成型的施工機械。利用臺車的移位、模板的到位、混凝土的澆筑、收模、混凝土的養(yǎng)護來達到混凝土的澆筑施工。具有操作方便、可靠性高、隧洞成型面光滑、移動速度快等優(yōu)點。本文通過實例對引水隧洞混凝土襯砌中鋼模臺車的運用情況進行分析。

1 工程簡介

某供水工程引水隧洞為有壓引水隧洞，使用單機單洞的方式進行修建，隧洞斷面為圓形，對三條隧洞進行平行布置，其中一號隧洞長度為487.32m，二號隧洞長度為452.50m，三號隧洞長度為404.30m，進口平段的最小轉彎半徑為30m，最大轉彎半徑為82.40m，縱坡為0.31‰。洞身用混凝土襯砌，混凝土等級為C30W10F200。使用上、下鋼模臺車進行隧洞的上半洞和下半洞襯砌施工。

2 鋼模臺車基本情況

2.1 鋼模臺車設計技術標準

a.襯砌的厚度。隧洞襯砌混凝土厚度通常為0.60m，有效的擴挖距離為0.20m，在此基礎之上增加負荷作為鋼模臺車的基本設計標準，達到要求的有效澆筑段距離為12m。

b.鋼模臺車的形式。鋼模臺車可分為上模和下模兩種形式，沒有制動和動力體系，臺車運動的主要動力來自卷揚機[1]。澆筑順序為：底部1m左右的混凝土使用底模臺車進行澆筑，底模混凝土澆筑完成后將臺車拆除，接著進行頂模臺車安裝，頂部混凝土澆筑。使用頂模臺車完成(見圖1)。

c.鋼模臺車的標準。整體臺車結構要合理，整體剛度應達到設計要求；鋼模進行封口的窗戶數(shù)目和位置一定要符合要求，如果拆掉模具一定要密封嚴實，不能出現(xiàn)錯臺和漏漿情況。

圖1 臺車底模和頂模的橫斷面

2.2 鋼模臺車結構特征

鋼模臺車是非標大型機器，主要用于隧洞等混凝土襯砌，是一種專業(yè)的機械設備?；炷烈r砌時，使用鋼模臺車施工的速度比其他機械高出7倍左右，功能比較先進，具有全液壓立模和脫模性能，可以使混凝土的整體受力和外部受力均衡，確保混凝土襯砌表面整齊、光滑，且襯砌速度較快，因此，在進行隧洞混凝土襯砌時，通常采用鋼模臺車進行澆筑。

巖灘水電站尾水隧洞擴建施工時使用的鋼模臺車類型為邊頂拱式。在進行施工時，隧洞寬度在15m左右，高度達到20m左右，兩邊為楔形模，為滿足實際施工要求，使用2輛獨立單元邊頂拱臺車。實際施工時，如果是直線段就將2輛臺車連起來組成9m的大型臺車進行施工；在彎段施工時，使用1輛臺車，邊墻的實際長度為14m，頂模的弧長為17m，鋼模臺車可以使隧洞邊緣施工一次完成，使用液壓油缸和千斤頂輔助施工，電機帶動運行機構來促使臺車運行，以此實現(xiàn)鋼模臺車的位移?；炷翝仓瓿珊缶哂薪Y構穩(wěn)定、操作便利、運行速度快、隧洞表面光滑等特點。

2.3 鋼模臺車加固要求

底部和兩側焊接拉筋加固下模臺車，外部使用鋼管支撐進行加固，加固方法適用于鋼模定位支撐、抗浮脫力和混凝土澆筑的側壓力。臺車的自身重力作用于軌道上，新澆筑的混凝土側壓力和浮脫力主要作用于底部拉筋和外部鋼管支撐上，外部鋼管半徑在5cm左右，頂部有頂托和螺桿進行調節(jié)和拆除。

2.4 鋼模臺車工作情況

該工程上、下模臺車都沒有制動和動力體系，一個標準段施工完成后，將螺桿和焊接拉筋松開，使用卷揚機拉動臺車移動[2]。上模臺車只能是底部混凝土澆筑完成以后，拆除下模臺車，在已經澆筑好的底部混凝土面上鋪槽鋼或者是預制鋼構件構成軌道通過卷揚機來拖動，使其位置發(fā)生改變；下模臺車依靠隧洞兩邊的1m高角鋼鋪設軌道進行位置移動(見圖2)。

圖2 臺車的走位示意圖

3 鋼模臺車的應用

3.1 鋼模臺車襯砌施工順序

引水隧洞工程的施工順序為：先進行底部混凝土施工，再進行兩側和頂部混凝土施工，具體為：處理基礎面→軌道鋪設→取樣測量→鋪設鋼筋→安裝臺車→整合模具→組裝模板→實際驗收→澆筑混凝土→混凝土凝固→拆除臺車→保養(yǎng)→下一次施工。每個澆筑面的清理和鋪設軌道及安裝鋼筋都可以事先進行，不在循環(huán)工作的范圍之內。

3.2 安裝模板

隧洞入口到上彎洞口使用鋼模臺車，施工的順序為從里到外，鋼模臺車分為上、下模臺車兩個部分。鋼模臺車的總長度為12m，底部模板為6m，共包括兩節(jié)，頂部模板達到4m，所有節(jié)之間都可以進行拆卸。下模臺車的運行軌道使用的是用于隧洞支撐的工字焊接槽鋼，軌道距離地面的有效距離為1m；上模臺車軌道使用的是隧洞底部澆筑好的混凝土路面，軌道使用的是預制構件和枕木。在導流洞口對鋼模臺車進行安裝，安裝完成以后使用卷揚機運送到工作位置，鋼模臺車安裝和模架整合都使用的是自行式構件，接著鋪設卷揚機和人工工具。臺車安裝完成以后，使用頂部和兩側的液壓千斤頂將臺車的鋼模打造到設計標準，簡單加固以后可以兩頭密封。

3.3 鋼筋施工

專門的鋼筋運輸臺車用于對底部鋼筋的運輸。該運輸臺車和底模臺車使用的是相同的軌道；上面的鋼筋運輸軌道使用的是頂部臺車運行軌道，制作兩部簡單的鋼筋臺車，分別用于運輸鋼筋和操作臺。以人工安裝鋼筋，具體的施工順序為從里到外，先安裝上模臺車，再安裝鋼筋臺車，最后安裝運輸鋼筋的臺車。放樣完成以后安裝鋼筋，具體使用的鋼筋要求要達到設計標準，同時要注意下面幾點要求：?鋼筋的節(jié)點依據(jù)設計的標準進行捆綁，每一個澆筑單層上面一排的分布鋼筋要進行焊接，在加工時會出現(xiàn)局部的誤差，此時圓弧鋼筋和分布鋼筋不容易捆綁到一起，在施工的現(xiàn)場要使用撬棍把圓弧鋼筋和分布鋼筋加緊再進行焊接[3]；?直螺紋套筒技藝適合于環(huán)向受力鋼筋的焊接，底部鋼筋進行施工的時候，鋼筋的兩端一定要制作成螺紋狀，還要加裝保護套，防止安裝或運輸時對鋼筋的兩端螺紋造成損害；?安裝的鋼筋要直且均勻分布，網(wǎng)面要平整，間距要控制在有效范圍之內。

3.4 混凝土施工

采用泵送方法進行隧洞混凝土施工。在隧洞入口水平彎處安置混凝土泵，底板混凝土施工時，底模上安裝8個附著式振動器，每塊模板的兩側都要安裝1個振動器，還要在每塊底模上鑿開1個振動孔洞，大小為40cm見方，泵送的混凝土具有很大的坍落度，施工過程中的水平施工縫形成平面。鍵槽為3m×1m×1m的方條，混凝土澆筑到分層的最高處，混凝土出現(xiàn)初凝時，進行人工掩埋，兩側各留有4個人孔[4]。混凝土澆筑到人孔高度的時候，把泵管拆除掉，使用事先準備好的封堵設備進行密封，接著把泵管安裝到事先留有的孔洞里，再進行混凝土澆筑，頂部的模板下方安裝2個附著式振動器，這樣就可以確保頂部振搗結實。為防止混凝土施工時產生裂縫，在澆筑時，要保證原材料的充足，按照規(guī)范要求對混凝土面進行處理，避免因為處理施工縫不正確產生混凝土裂縫；對有滲水的隧洞斷面，先使用PVC管和專用堵漏水泥對其進行引流和封堵處理，然后將滲水導入盲溝，水從排水系統(tǒng)排到混凝土外面后，再進行混凝土的澆筑施工；臺車在立模時，使用脫模劑對側模進行均勻涂抹，在混凝土澆筑過程中，使用軟軸振動器插入大邊墻混凝土中，然后充分振搗，確?；炷恋拿軐嵭?。

4 結 語

綜上所述，鋼模臺車由于具有良好的穩(wěn)定性，拆裝方便，在隧洞混凝土襯砌施工中運用，不但可有效改善混凝土襯砌施工的作業(yè)條件，降低施工干擾及施工人員的勞動量，提升施工效率，而且可有效保證隧洞混凝土的施工質量。該工程混凝土襯砌量大、施工工期短，使用鋼模臺車進行施工達到了較為理想的經濟和社會效益。

[1] 陸金榮,姚旭春,殷宇峰.鋼模臺車在排沙洞混凝土襯砌施工中的運用[J].西部探礦工程,2002(S1)：24-25.

[2] 李宗禮,楊賢遠,康國璽.鋼模臺車在沙漠區(qū)暗渠施工中的應用研究(Ⅱ)[J]. 中國農村水利水電，2005(3)：34-35.

[3] 周定勇.全斷面混凝土襯砌鋼模臺車的應用[J]. 四川水力發(fā)電,1996(1):46-47.

[4] 謝友云,徐婭莉.某水電站尾水隧洞混凝土襯砌裂縫化學灌漿工藝論述[J]. 中華民居,2013(12):163-164.