林鵬遠(yuǎn)

(中鐵隧道集團(tuán)二處有限公司， 河北 三河 065201)

0 引言

隨著水電及各種引水工程的迅速發(fā)展，全圓隧道工程逐年增多。采用全圓一次性襯砌模板臺(tái)車施工的隧道具有整體性好、表面光滑、內(nèi)部密實(shí)、勞動(dòng)強(qiáng)度低、襯砌速度快等優(yōu)點(diǎn)。由于是一個(gè)密閉的空間，澆筑過程中存在較大的上浮力;上浮力在設(shè)備上影響臺(tái)車的變形，在結(jié)構(gòu)上導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的標(biāo)高不一致、鋼筋保護(hù)層過小甚至露筋、錯(cuò)臺(tái)等，在施工中易發(fā)生爆模等安全事故。嚴(yán)格控制臺(tái)車的上浮及位置是全圓臺(tái)車施工的關(guān)鍵，南水北調(diào)采用的針梁式模板臺(tái)車充分考慮到這一點(diǎn)，特別加設(shè)了抗浮裝置，施工中對(duì)針梁式全圓臺(tái)車的施工進(jìn)行了總結(jié)。φ 20@100 mm，縱向鋼筋為φ 14@200 mm。襯砌采用針梁式全圓模板臺(tái)車施工，沿縱向每10 m設(shè)置1道環(huán)形縫。

圖1 暗涵橫斷面圖Fig.1 Culvert cross-sectional figure

1 工程概況

北京市南水北調(diào)配套工程南干渠工程施工第2標(biāo)段，起始里程為中1+200～中2+612.04，中線導(dǎo)線全長(zhǎng)1 412.04 m，雙線長(zhǎng)2 824.08 m。暗涵成洞內(nèi)徑為3 400 mm的鋼筋混凝土圓涵;二次襯砌采用自密實(shí)混凝土，標(biāo)號(hào)為C30 W10，厚度為350 mm，環(huán)向鋼筋為

2 模板臺(tái)車構(gòu)造

針梁式全圓模板臺(tái)車由針梁、模板、滑架、支撐懸掛、行走、抗浮裝置、電器液壓系統(tǒng)以及混凝土振動(dòng)系統(tǒng)等部分組成，總重約50 t。

1)針梁全長(zhǎng)25 040 mm，其寬度為800 mm，高度為1 300 mm。

2)模板全長(zhǎng)10 200 mm共分為7環(huán)，面板采用10 mm鋼板，拱板采用14 mm鋼板。其中6環(huán)1.5 m，1環(huán)1.2 m，計(jì)10.2 m;共分4塊組成1個(gè)整圓，其中底模1塊、邊模2塊、頂模1塊。

3)滑架采用工字鋼組焊，用螺栓連接成一個(gè)整體?；軆?nèi)側(cè)上、下設(shè)有44個(gè)雙輪緣輪組，用于減輕移模阻力，便于移動(dòng);滑架內(nèi)有針梁通常運(yùn)動(dòng)，外有懸掛裝置安裝，用于支撐模板。

4)支撐懸掛裝置。臺(tái)車的支撐分為2大部分和2種形式;2大部分為模板部分和針梁部分，2種形式是液壓支撐和絲桿支撐。模板支撐采用液壓油缸支撐就位和拆模，絲杠作為模板固定和受力支撐。針梁支撐采用強(qiáng)大的液壓油缸來完成，為了保證其標(biāo)高的正確性，在主油缸上裝有液壓鎖，針梁前后設(shè)有支撐靴與巖層相接觸，并設(shè)抗傾斜裝置使其穩(wěn)定地支撐針梁模板臺(tái)車。為了對(duì)中就位方便，在前后支撐油缸之間設(shè)有平移油缸，為臺(tái)車左右對(duì)中起微調(diào)作用。

5)臺(tái)車行走是靠針梁中的1臺(tái)電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)的滾筒上循環(huán)鋼絲繩來實(shí)現(xiàn)。卷?yè)P(yáng)機(jī)固定于針梁上，滾筒鋼絲繩兩端固定在滑架兩側(cè)。電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)針梁和模板滑架產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)而完成行走任務(wù)。

6)抗浮裝置。據(jù)以往全圓隧道混凝土襯砌經(jīng)驗(yàn)，在澆筑混凝土過程中，模板臺(tái)車未安裝抗浮裝置往往要向上浮動(dòng)2～5 cm(視臺(tái)車配重)，為抵消臺(tái)車的浮力，單純的增加配重是不可取的，這就需要在臺(tái)車上增加抗浮裝置。故在臺(tái)車設(shè)計(jì)之初，為保證臺(tái)車的抗浮效果，在臺(tái)車模板兩端增加了可前后移動(dòng)的抗浮梁，并在模板中部設(shè)抗浮支撐，見圖2。為保證強(qiáng)度，抗浮支撐采用無縫鋼管，總長(zhǎng)度1 234 mm，可伸縮長(zhǎng)度520 mm，見圖3。

7)電器是臺(tái)車總的動(dòng)力來源和臺(tái)車的控制中心?？刂葡溆?路出線，1路供臺(tái)車行走、1路供液壓站運(yùn)行、1路供混凝土振搗、另1路供照明，電源電壓為380 V，頻率為50 Hz。

8)液壓系統(tǒng)是臺(tái)車模板、針梁就位、拆模的動(dòng)力來源。液壓系統(tǒng)由液壓站、控制線、高壓油管、油缸等4部分組成，系統(tǒng)工作壓力為20 MPa。針梁式模板臺(tái)車構(gòu)造見圖4。

圖2 抗浮支撐圖Fig.2 Anti-uplift support figure

圖3 臺(tái)車兩端抗浮支撐圖Fig.3 Both ends anti-uplift support figure

圖4 針梁式模板臺(tái)車構(gòu)造圖Fig.4 The needle beam type template car structure maps

3 模板臺(tái)車施工

臺(tái)車工作原理:通過模板與針梁之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，達(dá)到循環(huán)襯砌的目的。也就是說，針梁固定移動(dòng)模板，模板固定移動(dòng)針梁，周而復(fù)始的完成混凝土襯砌任務(wù)。

3.1 臺(tái)車移動(dòng)

上1組混凝土灌注完畢后拆除模板和針梁之間的連接件，收回針梁油缸至適當(dāng)高度，用電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)將針梁延伸至襯砌里程為止。操作針梁油缸手柄，使油缸下降至支撐點(diǎn)的標(biāo)高并抵緊支撐靴，將模板脫模收回，用電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)行駛至最前方進(jìn)行清理，涂刷脫模劑，完成后將模板行駛至襯砌里程。

3.2 臺(tái)車就位

根據(jù)測(cè)量控制點(diǎn)操作針梁油缸使模板提高至適當(dāng)高度，降低針梁，使底模達(dá)到稍低于標(biāo)高位置;左右對(duì)中無誤，操作邊模油缸手柄，使邊模接近設(shè)計(jì)輪廓線或稍大一些;頂模就位組圓成型，上好定位銷和緊固螺栓并調(diào)整直至達(dá)到設(shè)計(jì)要求為止;上好所有的支撐絲杠、抗浮裝置以及防下沉支撐，封堵頭板，裝排氣管以及灌注管。

3.3 混凝土澆筑

1)澆筑準(zhǔn)備。澆筑采用HBT80輸送泵，泵送管徑180 mm。臺(tái)車每組澆筑10 m，考慮到混凝土入倉(cāng)填充依靠自身流動(dòng)性，且襯砌鋼筋較密，為避免填充不實(shí)，出現(xiàn)空洞，故入倉(cāng)口設(shè)置在臺(tái)車中部。

2)混凝土質(zhì)量保證。自密實(shí)混凝土出場(chǎng)前進(jìn)行坍落度、擴(kuò)展度、T50、V漏斗、U型箱、含氣量檢查，進(jìn)行詳細(xì)記錄，并按標(biāo)準(zhǔn)留置混凝土試塊，到場(chǎng)后檢查配合比試驗(yàn)資料、強(qiáng)度是否滿足要求?；炷翝仓^程中技術(shù)人員應(yīng)逐車檢測(cè)坍落擴(kuò)展度、T50、含氣量、U型箱填充高度、V漏斗通過時(shí)間等，記錄檢測(cè)結(jié)果，到場(chǎng)時(shí)間、開始澆筑時(shí)間、完成澆筑時(shí)間及車牌號(hào)，并與出場(chǎng)數(shù)據(jù)核對(duì)。對(duì)混凝土質(zhì)量有懷疑的予以退回處理，卸料前必須快速攪拌3 min。

3)澆筑工藝。在混凝土澆筑過程中，考慮臺(tái)車上浮影響和混凝土的堆積坡度，澆筑二次襯砌底板面至圓心上1 m位置時(shí)，每澆筑1 m3停滯2～3 min，其他部位正常澆筑，混凝土應(yīng)保持兩側(cè)均勻澆筑，防止模板臺(tái)車的位移、扭曲變形。過圓心上1 m位置后將中間抗浮支撐拆下，并封閉倉(cāng)門。當(dāng)混凝土灌注快結(jié)束時(shí)，檢查排氣裝置工作情況是否正常，混凝土灌注完成后，及時(shí)拆除排氣裝置。每組需澆筑46 m3，澆筑宜在3～4 h內(nèi)全部完成，澆筑過程中需派專人進(jìn)行臺(tái)車上浮觀測(cè)，在保證臺(tái)車不上浮的情況下連續(xù)澆筑。

3.4 臺(tái)車拆模

當(dāng)混凝土達(dá)到5 MPa后即可拆模，根據(jù)抗壓試驗(yàn)強(qiáng)度報(bào)告，混凝土試塊24 h后抗壓強(qiáng)度大于5 MPa。先拆除堵頭板，隨后拆除所有支撐絲杠及頂板定位銷等緊固件。操作模板油缸手柄，使頂模與邊模降至最低位置;操作針梁油缸手柄，使針梁升起一定高度，即可完成脫模工作。

4 結(jié)論與建議

南水北調(diào)南干渠工程中采用針梁式全圓模板臺(tái)車，操作簡(jiǎn)單，移動(dòng)及就位速度快。澆筑完成的二次襯砌混凝土密實(shí)，無蜂窩、麻面等現(xiàn)象發(fā)生，臺(tái)車上浮控制在5 mm以內(nèi)。杜絕了因臺(tái)車上浮造成的質(zhì)量及施工隱患，與其他類型臺(tái)車相比，施工質(zhì)量及進(jìn)度有明顯提高。

通過施工總結(jié)，提出針梁臺(tái)車在施工中的以下建議:1)由于前后主油缸行程不一致(支撐初支面及二次襯砌面)，若需調(diào)頭，則要進(jìn)行更換，且主油缸較重，在洞內(nèi)更換較為麻煩，建議采用一致的主油缸;2)堵頭施工中，分塊進(jìn)行施工麻煩且易跑模，建議將堵頭更換為整體的，以降低堵頭困難。

［1］ 王夢(mèng)恕.地下工程淺埋暗挖技術(shù)通論［M］.安徽:安徽教育出版社，2004.

［2］ 王夢(mèng)恕.隧道與地下工程技術(shù)及其發(fā)展［M］.北京:北京交通大學(xué)出版社，2004.