城市綜合管廊施工中液壓鋼模臺車的應(yīng)用

楊桂平，張旭，余龍光，朱國強(qiáng)

(中建鐵路投資建設(shè)集團(tuán)有限公司，重慶 400000)

0 引言

當(dāng)前地下綜合管廊工程建設(shè)已經(jīng)在我國全面展開，而綜合管廊主體結(jié)構(gòu)在施工過程中逐漸涌現(xiàn)出了多種施工方法。鋼模臺車主要由模架部分，門架部分，行走系統(tǒng)，支承機(jī)構(gòu)，驅(qū)動系統(tǒng)及其它附屬裝置等構(gòu)成。同時，由于采用了液壓系統(tǒng)、螺栓總成等構(gòu)成了鋁塑模架的裝配與拆除固定系統(tǒng)，使得裝配與拆除時容易操作、高效、不易變形。在轉(zhuǎn)了好幾圈后，品質(zhì)依然不錯。鋼模臺車在現(xiàn)場安裝完畢后，用絞車將鋼模臺車往前拖行，一直拖到管廊修筑完畢，才能達(dá)到兩天一次的施工進(jìn)度。相對于常規(guī)木制模架，可節(jié)約工期兩個月左右。結(jié)果表明，采用鋼模板小車進(jìn)行綜合管廊施工，既有技術(shù)上的可行性，又有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

吳衛(wèi)東[1]提出了一種可分離的鋼模板臺車，由于其設(shè)計長度過長，不利于隧道內(nèi)曲線部分的混凝土襯砌施工。分體鋼模臺車由五個部件構(gòu)成，即模板部件、門架體部件、牽引行走部件、支撐部件和液壓部件。采用臺車在入彎段之前進(jìn)行縱向分離，從而達(dá)到了將設(shè)計縱向長度從12m 縮短到7m的目的。實踐證明，這種分模臺車結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，操作簡便，工程效率高，能較好地滿足曲線斷面混凝土的施工進(jìn)度和外觀質(zhì)量的需要。王聰[2]根據(jù)數(shù)值模擬分析與模型實驗，將兩個節(jié)段的澆筑間隔控制在14d 之內(nèi)，這樣可以有效地抑制裂縫的產(chǎn)生，減少結(jié)構(gòu)滲漏的危險，從而確保了沉管的裝配質(zhì)量與服役的安全；本項目研究開發(fā)可步行行走的全斷面液壓模架機(jī)和組合式鋼筋運(yùn)輸機(jī)，實現(xiàn)相鄰節(jié)段分序分倉、分段、連續(xù)、連續(xù)、連續(xù)澆筑，并通過對頂板鋼筋綁扎方式的優(yōu)化，極大地縮短了沉管預(yù)制時間。徐純治[3]以一個具體的工程實例為基礎(chǔ)，利用 Autodesk 軟件，對行走式全液壓臺車進(jìn)行了3D 有限元建模，并對其進(jìn)行了應(yīng)力分析；在此基礎(chǔ)上，對橋架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了強(qiáng)度和穩(wěn)定校算，并在滿足工程要求的情況下，提出了橋架結(jié)構(gòu)的最大承載力；為解決臺車在斜井中的滑移問題，在最不利條件下，對軌道錨固鋼筋的抗滑移性能進(jìn)行了驗算。通過在大傾角斜井施工中的使用，證明了該方法的正確性和實用性。

在綜合管廊的建設(shè)工作中，會牽扯到很多方面的問題，所以它的施工有很大的難度，而且很容易出現(xiàn)質(zhì)量問題。為了保證管廊整體施工的質(zhì)量，就必須對其進(jìn)行有效的控制，并合理地引入諸如液壓鋼模臺車等施工技術(shù)。液壓鋼模臺車更加直觀、形象，可以在 BIM 技術(shù)的幫助下，面向剪力墻、現(xiàn)澆混凝土弧形梁形成三維模型，為具體施工作業(yè)提供可靠的指導(dǎo)。通過對鋼模臺車的應(yīng)用，提高了施工質(zhì)量，加快了施工進(jìn)度，保證了施工進(jìn)度。

1 工程概況

由中建鐵路投資建設(shè)集團(tuán)有限公司承建、重慶聚涌建筑工程有限公司施工的科學(xué)大道二期工程三標(biāo)項目南起農(nóng)馬立交，北至獅子口立交以南，道路設(shè)計樁號K25+546-K30+000，總長度為4.5km，紅線寬度為75.5～79m，兩側(cè)控制綠帶各寬12.5～16m，采用主輔路形式，主線雙八+輔路雙六（雙五），主線為城市快速路，設(shè)計時速80km/h，輔路為城市次干路，設(shè)計時速40Km/h。本項目城市綜合管廊樁號范圍G0+000-G4+714，管廊斷面為 B×H=8.1 m×4.1 m，設(shè)有兩倉，一個是高壓倉，一個是綜合倉，主要管道長度為4.715 km，有1 條分支廊（4#分支廊），它是一條高壓電力支廊，截面為B×H=3.2 m×4.1 m，長度大約為124.0 m，該工程的管廊長度大約為4.839 km，兩艙結(jié)構(gòu)斷面圖如圖1 所示。

圖1 兩艙結(jié)構(gòu)斷面圖

科學(xué)大道二期工程三標(biāo)項目城市綜合管廊主體結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限100 年，結(jié)構(gòu)安全等級為一級，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)為1.1，建筑場地類別為Ⅱ類，抗震設(shè)防烈度為6 度，設(shè)計地震分組為第一組，設(shè)計基本地震加速度0.05g，抗震設(shè)防類別為重點設(shè)防類，按7 度采取抗震措施；結(jié)構(gòu)抗震等級為三級。結(jié)構(gòu)構(gòu)件的裂縫控制等級為三級，最大裂縫寬度不大于0.2mm 與土壤接觸的結(jié)構(gòu)其環(huán)境類別為二a 類，管廊內(nèi)環(huán)境為一類。

該項目管廊有A、B、C 三種斷面，其中C 型截面尺寸最大，頂板和側(cè)墻最大厚度為0.6m，外側(cè)墻施工高度4.5m，內(nèi)空高度3.3m。綜合管廊外部地面荷載，機(jī)動車道為城-A 級，管廊頂植被荷載按5KPa 設(shè)計；人群活荷載5.0KPa，地下一層頂板活載5.0KPa,風(fēng)機(jī)房活載8.0KPa，地面堆載按10KPa 設(shè)計。頂部土荷載按20kN/m3。

2 液壓鋼模臺車

2.1 鋼模臺車技術(shù)參數(shù)

模板支撐采用鋼模臺車主架，以每節(jié)3m 為單位，根據(jù)現(xiàn)場實際狀況，可自由對接組合；施工分二次進(jìn)行，首次完成底板導(dǎo)墻施工，導(dǎo)墻施工高度為300mm；二次澆注墻體及頂板混凝土。側(cè)墻使用三段式對拉螺桿（對拉螺桿為：中部M16 絲桿，連接錐形螺母，兩端M18 梯形絲桿，拆除重復(fù)利用），隔墻使用M16 通長螺桿穿套管施工。拉桿橫豎最大間距為750mm×750mm。頂模升降使用液壓千斤頂；每倉臺車模板采用牽引卷揚(yáng)機(jī)整體移動至下一施工段；外側(cè)模板可利用滑輪托架3m 每塊滑移至下一施工段。臺車主架采用12#槽鋼，斜撐采用10#槽鋼，連接板采用12mm 鋼板；臺車主梁采用18#工字鋼，小梁采用8#槽鋼；模板背楞采用雙拼8#槽鋼，豎楞采用5#槽鋼，面板采用4mm 鋼板，如圖2 所示。

圖2 管廊鋼模臺車布置立面圖

2.2 原理

2.3 作業(yè)流程

在鋼模臺車的具體操作過程中，其操作過程是：

（1）底板導(dǎo)墻施工。安裝導(dǎo)軌底部導(dǎo)墻模板采用折角定型鋼模板，倒角處為150×150 倒角角模，模板采用鋼管活動撐桿水平上下兩道支撐，模板加固背肋采用8#槽鋼和三段式防水拉桿，外模根部進(jìn)行點撐，間距1.5m。

（2）安裝導(dǎo)軌。將準(zhǔn)備施工的標(biāo)段彈出導(dǎo)墻水平控制線、倉內(nèi)底板中心線、軌道邊線，將臺車行走軌道安裝擺放就位，調(diào)整好相鄰軌道間橫向水平。導(dǎo)墻水平控制線以底板標(biāo)高上端300mm 為宜，在安裝軌道時需要將每倉內(nèi)或每列臺車兩根軌道相鄰高度調(diào)整一致，軌道安裝平直。

（3）臺車拼裝。首先搭設(shè)簡易操作平臺，應(yīng)保證操作平臺平整，將臺車主架、模板、全部拼裝好。在拼裝過程中應(yīng)注意臺車及支架主架方正，如有偏差，可用手拉葫蘆調(diào)整，然后緊固螺栓。

拼裝模板時在模板拼縫處使用10mm 寬雙面膠帶粘貼拼縫，然后再進(jìn)行拼裝緊固，模板連接螺栓緊固適宜，拼縫壓緊即可。并根據(jù)位置關(guān)系，選用合理的模板背撐壓平緊固。

將頂桿螺栓調(diào)節(jié)至合適高度（約360mm），插入主架上，安裝主梁，螺栓頂端插入主梁50mm 為宜，然后擺放安裝次梁并緊固，次梁間距為600mm，首根內(nèi)槽與頂桿螺栓對應(yīng)，依次第二根間距500mm，第三根650mm，由兩端向中部排列。

利用吊車將模板懸掛于臺車邊模上，安裝好中部對拉撐桿，將撐桿調(diào)節(jié)至收縮狀態(tài)。將掛好模板的臺車對模板進(jìn)行除銹處理，原子灰刮縫處理，涂刷油性脫模劑。

李高明有了自信，開始在城里晃悠。他的目光很快被理發(fā)店里的發(fā)型師所吸引?！拔铱吹矫腊l(fā)店里面，好多年輕人，干干凈凈的?！斌w面而干凈的工作，還有能想到的穩(wěn)定收入，李高明特別羨慕這些發(fā)型師，他想學(xué)這門手藝。

（4）模板施工。在墊層混凝土表面，使用儀器投放模板安裝的基準(zhǔn)線，以此安放模板。待底板鋼筋完成后，按設(shè)計標(biāo)高焊接內(nèi)角膜馬凳，間距約1m。施工縫留在離底板上表面向上500mm 的位置，留設(shè)止水板或做成凸縫。將側(cè)墻及隔墻內(nèi)外側(cè)在模板上口固定通長線，以控制模板平直度，其模板垂直度采用水平尺貼靠檢查調(diào)整。

安裝側(cè)墻外模，安裝時將每節(jié)下端孔穿拉桿與底板面筋焊接對拉受力。注兩側(cè)應(yīng)焊接在同一根橫向鋼筋上。依次安裝。注每節(jié)模板接口處使用5mm 厚泡沫膠帶粘貼，連接時連接螺栓略緊不透縫即可。

利用活動撐桿調(diào)整好隔墻內(nèi)角模及倉內(nèi)凈寬尺寸，完成后將每節(jié)模板中間撐桿連接支撐到位，模板接口處粘貼膠條，依次進(jìn)行下一節(jié)安裝。所有模板就位后安裝隔墻對拉桿，隔墻內(nèi)應(yīng)放置水泥撐條，控制墻體厚度。

臺車頂千斤頂上安裝縱橫向分配梁，縱向分配梁間距844mm，橫向分配梁間距750mm，再安裝頂模板。用臺車頂部千斤頂調(diào)節(jié)頂模高度到設(shè)計位置，在安裝過程中應(yīng)注意邊模左右方向，同時注意當(dāng)頭應(yīng)平直，并超出主梁端頭。調(diào)整好后，將邊模7 字勾螺栓安裝固定，模板拼接螺栓連接到位。

側(cè)墻加固使用三段式止水螺桿，隔墻使用通長螺桿穿套管施工，拉桿最大間距為600mm×600mm，模板根部使用導(dǎo)墻卡壓緊。

3 實踐運(yùn)用

3.1 調(diào)試

為了保證管道工程施工的順利進(jìn)行，采用了液壓鋼模板車進(jìn)行了試運(yùn)行。對綜合管廊的土壤情況進(jìn)行測量，主要是對混凝土表面進(jìn)行觀察，以便能夠達(dá)到軌道施工的要求，保證液壓鋼模板車能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，沒有出現(xiàn)任何不良現(xiàn)象，對施工現(xiàn)場進(jìn)行精確定位，并對其進(jìn)行標(biāo)記，以便在后期進(jìn)行確認(rèn)。為了使吊車能更好地工作，要把軌道放到底架上，并且要對鋼模液壓安裝車進(jìn)行質(zhì)量檢查。一般按主特拉斯、上、邊三個次序進(jìn)行安裝，并著重注意油壓調(diào)節(jié)的效果。

3.2 模板就位

（1）內(nèi)模。模板支撐操作時，要啟動液壓泵，并要啟動上部液壓系統(tǒng)，使上部鋼模板在液壓油缸的輔助下上升，為后續(xù)管廊施工作業(yè)提供支撐。在全過程中，需要對模板的平整度進(jìn)行調(diào)節(jié)，而在進(jìn)行局部調(diào)節(jié)的時候，可以將對應(yīng)的液壓系統(tǒng)打開，并且要根據(jù)具體的條件來選擇合適的系統(tǒng)開口數(shù)目，這樣才能更好地達(dá)到技術(shù)驗收的要求。調(diào)節(jié)好模板的高度后，要將上端的圓筒鎖好，再利用上端的螺絲、螺釘來進(jìn)行定位，才能實現(xiàn)精細(xì)調(diào)節(jié)的效果。當(dāng)上模具處于正確的位置時，開啟橫向油壓。內(nèi)成型就位后，要對其進(jìn)行定位，采用側(cè)面螺桿，以保證達(dá)到要求。在進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)時，可實現(xiàn)液壓系統(tǒng)，螺桿及其它零件的完美配合。

（2）外側(cè)墻模板。外立面模架是水工鋼模架施工中的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其質(zhì)量好壞直接關(guān)系到整體工程的質(zhì)量，必須予以高度關(guān)注。外墻模架以復(fù)合鋼模為主。在實際的安裝中，除了要利用好機(jī)械的配合，把鋼管支架放好，同時也要做好外模的工作。在外模具安裝時，需要對內(nèi)模具和螺紋進(jìn)行固定。

3.3 鋼筋

鋼筋起到了很大的作用，可以加速施工，保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。在樓面工程結(jié)束后，要及時地對管道內(nèi)的鋼筋進(jìn)行綁扎，保證邊墻結(jié)構(gòu)就位。在錨固完畢后，立即準(zhǔn)備好水工鋼模架的板車，并準(zhǔn)備好各種頂模、邊模等的支撐。在固定上面的鋼筋時，需要對其它模板進(jìn)行準(zhǔn)確的修正[4]。

3.4 澆筑

在城市大管廊施工中，必須對施工過程進(jìn)行有效的控制。通常，管道在邊壁內(nèi)有很密的加強(qiáng)筋，并且墻體過高。在實際的澆筑作業(yè)中，需要能適應(yīng)實際的工藝條件。（1）從底板到廊道側(cè)墻，再到頂板，依次進(jìn)行澆筑；（2）確定鋼筋是否已經(jīng)系好。在使用了基座加固后，對基座的養(yǎng)護(hù)工作要及時做好。然后，要綁扎側(cè)鋼筋，以保證液壓鋼模板車能夠合理地到達(dá)指定位置，對模板的特定位置進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，并對后續(xù)的澆筑工作提供支持；（3）在運(yùn)輸過程中，必須采用槽車，而在鋼模內(nèi)部，則必須采用貨車輸送。在鋼模架中，混凝土高度必須控制在2 m 以內(nèi)，以降低因大空隙造成的混凝土脫空問題；（4）管廊兩側(cè)墻的澆灌要分階段進(jìn)行，每一階段的澆灌不能超過50cm；（5）強(qiáng)化振搗操作的執(zhí)行成效。一般情況下使用30 mm 振動棒完成兩次作業(yè)任務(wù)。第一次振搗是一個按照混凝土澆筑狀況的傳統(tǒng)程序。第二次振搗要保證在澆注上一層混凝土前，在混凝土達(dá)到初凝狀態(tài)后進(jìn)行，并且要及時排干混凝土中的水分，以避免石子形成氣孔，以增加混凝土的密度。振搗應(yīng)按直線方向或直線方向進(jìn)行，一般需時20～30s，以保證振搗正確、位置正確[5]。

3.5 拆模及移位處理

在液壓鋼模板車床上，脫模是一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，脫模時機(jī)及脫模方式的控制是必須的。在澆注完混凝土并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)后，必須立即拆下模子。具體的拆除步驟是：拆掉管廊外墻面的組合模子；拆掉上部模子；拆除內(nèi)部和外部的模板，對車輛的軌道、線路進(jìn)行檢查，并徹底清除障礙；開始走動，并在下一層工作。

在采用液壓式鋼模車的情況下，要根據(jù)工作規(guī)范，實現(xiàn)擠壓工藝的一體化管理。在拆除了管廊外墻、組合鋼模板以及內(nèi)壁模板之后，必須事先將液壓鋼模板車的安全銷拆卸下來，并將螺旋螺桿拆卸下來，以保證上部面板與上部模板能夠分開。在進(jìn)行軌道作業(yè)時，只要將各種臟物完全清理干凈，就可以進(jìn)行工作，為以后的施工工作提供很好的支持。

4 結(jié)論

綜合管廊是一種具有相當(dāng)規(guī)模、危險性和技術(shù)難度的深基坑工程，必須持續(xù)地改善所有有關(guān)人員的質(zhì)量，并使項目進(jìn)行時盡量避免問題的發(fā)生。采用液壓鋼模臺車可明顯提高施工質(zhì)量。綜上所述，采用液壓鋼模臺車可大大提高工地的工作效率，減少施工難度，縮短工期.將液壓鋼模板車引入到城市綜合管廊建設(shè)中，能夠改善設(shè)計效果，對設(shè)備調(diào)試、模板安裝、鋼梁綁扎、混凝土澆筑和模板驗收等的施工質(zhì)量進(jìn)行了重點控制。