針梁式鋼模臺車在郭莊水庫泄洪洞的應(yīng)用

劉黎明

（山西省晉中市水利建筑工程總公司 山西晉中 030600）

1 泄洪洞工程施工概述

郭莊水庫位于昔陽縣城南的郭莊村附近松溪河上游，流域面積173km2。屬海河流域子牙河水系，于1958年8月興建，1960年7月竣工。當時設(shè)計防洪標準為100年一遇洪水設(shè)計，1000年一遇洪水校核，設(shè)計總庫容2165萬m3。是一座以防洪為主、兼顧工農(nóng)業(yè)供水、水產(chǎn)養(yǎng)殖等綜合利用的年調(diào)節(jié)中型水庫。

本次新建右岸泄洪排砂洞，圍巖類別為Ⅳ和V類，主要為泥質(zhì)砂巖，由于巖組中泥質(zhì)成份具崩解性，質(zhì)軟，抗沖刷能力較差。采用φ22鋼筋做超前錨桿進行先期支護，然后對洞子進行短進尺，分段開挖，預(yù)留下側(cè)1m進行二次開挖。開挖后采用18道軌(或槽鋼)進行支撐，間距0.5m，并掛鋼筋網(wǎng)，φ22鋼筋系統(tǒng)錨桿增設(shè)至拱架下側(cè)鎖腳錨桿位置，系統(tǒng)錨桿和拱架焊接，然后再噴射10 cm厚混凝土進行聯(lián)合支護。洞身段全長523m，為全圓斷面，斷面襯砌完直徑為4.5m，采用了定型鋼模板從進口襯砌彎道部分，直線段部分0＋318.1～0＋629.5，采用了在洛陽中鐵強力公司定制針梁式鋼模臺車襯砌，3m3混凝土罐車由攪拌站運輸至工作面，HBT-60混凝土泵澆筑，澆筑段為雙層鋼筋，厚度為50 cm，襯砌段為每段10 m。

2 針梁臺車的構(gòu)造及原理

針梁臺車主要是由針梁、模板、行走部分三大部分構(gòu)成。本工程采用的針梁長22m，是通過四個液壓油缸支撐，前后各兩個，在后側(cè)有一個操作平臺，通過液壓調(diào)整油缸來定位。針梁是整個臺車的骨架，然后通過油缸支撐模板，本工程模板每塊寬2m，每個圓分成四塊，分別為底模1塊，側(cè)模2塊，頂模1塊，支撐時先調(diào)整底模，然后通過液壓油缸來調(diào)整側(cè)模，最后調(diào)整頂模到位后，再用絲杠加固。行走部分采用卷揚機牽引行走，通過和模板做相對運動，達到行走的目的，其構(gòu)造見圖1。

3 鋼模臺車的組裝

圖1 針梁臺車構(gòu)造

鋼模臺車配件進場后，由廠家專業(yè)技術(shù)人員進行安裝調(diào)試。安裝時在泄洪洞出口處用石渣墊出一塊場地，用推土機整平，振動碾壓實。場地完成后，用吊車配合人工將底模進行拼裝，每吊裝一塊底模就位后，用枕木在兩側(cè)支撐固定避免翻轉(zhuǎn)。然后開始安裝針梁，針梁就是將用來移動的鋼板就位后，用槽鋼連接成桁架結(jié)構(gòu)，具有一定的穩(wěn)定性，針梁組裝同時，將前后液壓油缸也安裝到位，來保證針梁的平衡和水平。然后開始用吊車吊裝側(cè)模，每安裝完一塊后用液壓油缸連接，安裝完側(cè)模后，再吊裝頂模。模板安裝完成后針梁式鋼模臺車已經(jīng)初具規(guī)模。然后安裝操作平臺和電器部分，最后在針梁式鋼模臺車安裝抗浮裝置和抗翻裝置，接通電源進行調(diào)試。郭莊水庫在中鐵強力公司定制的針梁式鋼模臺車于6月4日運至工地，開始組裝，6月15日正式進洞，組裝和調(diào)試時間約為10天。

4 鋼模臺車襯砌

郭莊水庫泄洪洞襯砌，根據(jù)針梁式鋼模臺車的特性，臺車襯砌段為0＋318.1～0＋629.5的直線段，由上游側(cè)向下游側(cè)襯砌。鋼模臺車在洞外組裝調(diào)試完成后，首先通過自身的相對移動，即先將針梁伸出，然后用枕木支撐固定，通過調(diào)整前后油缸位置使模板離開地面，然后通過卷揚機在針梁上移動模板至針梁另一端，重復(fù)循環(huán)，直至針梁式鋼模臺車移至0＋318.1位置。借助枕木支撐，進行初略調(diào)整就位，將前后支腿固定。然后開始精確就位，首先是調(diào)整前后位置，將臺車模板通過針梁移動至準備澆筑混凝土段，首先進行水平定位，然后通過調(diào)整前后油缸的行程來進行微調(diào)將底模精確定位。底模定位完成后，再將側(cè)模頂模通過液壓油缸調(diào)整到位，就位后由現(xiàn)場技術(shù)人員進行復(fù)核，確認位置無誤后，再用絲杠全部加固。然后調(diào)整抗浮裝置（利用絲杠調(diào)整頂在洞頂上）和抗傾覆裝置（利用絲杠調(diào)整頂在洞兩側(cè)），最后安裝堵頭模板。

5 鋼模臺車混凝土澆筑

鋼模臺車混凝土采用了3m3混凝土罐車由攪拌站運輸至工作面，HBT-60混凝土泵澆筑，澆筑時先澆底部，臺車底部總共開了4個50 cm×50 cm的窗口，混凝土泵送入倉內(nèi)，使用插入式振搗棒振搗，澆筑時要特別注意混凝土的上浮力，澆筑滿后將窗口關(guān)閉。然后開始澆筑腰部，臺車腰部位置每側(cè)開4個窗口，對稱澆筑，每層厚度控制在50 cm左右，在臺車上附著振搗電機16個，澆筑腰部振搗時只需開啟底部8個振搗電機就能滿足要求，待腰部澆筑到窗口位置時，將窗口逐個關(guān)閉，開始澆筑頂部。臺車頂部留有3個混凝土澆筑管，澆筑時將混凝土泵管先連接下游側(cè)臺車澆筑管澆筑，將空氣排在上游側(cè)，依次連接澆筑，直至混凝土泵達到壓力不能澆筑為止。澆筑頂部過程中注意排氣，此外臺車安裝時注意連接管的高度，郭莊水庫澆筑混凝土厚度為50 cm，將連接泵管的管子高于混凝土面35cm，便于將臺車內(nèi)部空氣排出。

6 鋼模臺車移位

混凝土澆筑完成后，根據(jù)郭莊水庫泄洪洞澆筑的經(jīng)驗，一般在10 h之后開始將絲桿卸力，然后將中間針梁部分移位至下一段定位，然后再逐步將液壓系統(tǒng)收回，先拆除頂模，然后收回側(cè)模，最后將底模利用針梁的液壓系統(tǒng)抬起，通過針梁移動模板至下一工作面。

7 鋼模臺車的優(yōu)缺點

郭莊水庫泄洪洞襯砌直線段0＋318.1～0＋629.5，針梁式鋼模臺車于6月15日正式進洞施工，于9月15日退出洞外，歷時3個月。

針梁式鋼模臺車施工機械化程度高，降低人工成本，縮短立模、脫模時間，進度快；針梁控制精準。模板整體性好，全斷面一次成型，襯砌混凝土無錯臺，表面光滑。

針梁式鋼模臺車一次性投入較大，而且在今后的施工中很難遇到相類似洞徑，在本次工程中全部攤銷，而且組裝較為麻煩，投資較小和洞徑較小的不適合使用。