王德澤

【摘要】臺山核電淡水水源工程共有隧洞兩條，導流洞和輸水隧洞。本工程對外觀質(zhì)量比較高，在施工過程中，為防止襯砌模板支撐不穩(wěn)定，導致模板漲開變形，影響施工安全及外觀質(zhì)量，須對襯砌模板支撐穩(wěn)定進行驗算。本文只要介紹對隧洞襯砌模板支撐系統(tǒng)穩(wěn)定進行驗算，并觀察其實際施工效果，確保了隧洞襯砌施工質(zhì)量，可供類似工程參考。

【關(guān)鍵詞】隧洞；模板；支撐穩(wěn)定

1、工程概況

臺山核電廠一期工程淡水水源工程新松水庫位于臺山市赤溪鎮(zhèn)的曹沖河，是臺山核電廠工程的配套工程，主要任務是為臺山核電廠提供淡水，年供核電淡水量900萬m?。

輸水隧洞全長478m，導流洞全長259m，均用城門洞型，洞徑 4.0m×6.0m。

隧洞襯砌類型分成A、B種兩型式，進口段閘門井后堵頭前的圍巖段為A型襯砌，襯砌厚度800mm，襯砌長度約50m；封堵段后的Ⅳ、Ⅴ類圍巖段襯砌厚度400mm，襯砌長度約50m。閘門井長9.5m，凈高6m，閘墩厚1.5m，頂板厚1.5m，接上游護坦。

現(xiàn)對A型襯砌（厚度800mm）模板支撐系統(tǒng)進行驗算。

2、隧洞A型襯砌模板支撐驗算

2.1 A型襯砌側(cè)墻模板支撐

2.1.1參數(shù)信息：

側(cè)墻模板為橫向擺放布置，采用鋼管對撐。立桿的縱距為 75cm，立桿的橫距為70cm，立桿的步距為75cm。橫縱向水平與立桿之間采用直角扣件連接，橫向水平桿之間、立桿之間采用對接扣件對接，立桿在兩側(cè)拱腳處局部調(diào)整加密，鋼管規(guī)格為Ф48×3.5。見圖一：

圖一、側(cè)墻模板布置圖

2.1.2材料參數(shù)

模板：0.5 kN/m2；鋼筋砼：25 kN/m3；鋼管：3.55 kg/m

2.1.3橫向水平桿的計算

1）荷載計算

新澆混凝土側(cè)壓力計算公式為下式中的較小值：

其中 c-- 混凝土的重力密度，取25kN/m?；

t -- 新澆混凝土的初凝時間，為0時（表示無資料）取200/（T+15），取t=5h；

T -- 混凝土的入模溫度，取25℃；

V -- 混凝土的澆筑速度，取1m/h；

H -- 混凝土側(cè)壓力計算位置處至新澆混凝土頂面總高度，取7 m；

1-- 外加劑影響修正系數(shù)，取1.200；

2-- 混凝土坍落度影響修正系數(shù)，取1.150。

根據(jù)公式計算的新澆混凝土側(cè)壓力標準值 F1=37.95kN/㎡

倒混凝土時產(chǎn)生的荷載標準值 F2= 4 kN/㎡。

荷載計算值F=1.2×F1+1.4×F2=51.14 kN/㎡

每根橫向水平桿所承受的壓力：N=51.14×0.75×0.75×2 =57.53 kN

2）橫向水平桿的穩(wěn)定性

不組合風荷載時，橫向水平桿的穩(wěn)定性計算公式為：

橫向水平桿的軸心壓力設(shè)計值 ：N =57.53 kN；

計算橫向水平桿的截面回轉(zhuǎn)半徑 ：i = 1.70 cm；

計算長度附加系數(shù) ：k = 1.167 ；

計算長度系數(shù) ：μ = 1.7；

計算長度 ，由公式 lo = kμh 確定 ：lo = 1.389 m；

lo/i = 82；

軸心受壓橫向水平桿的穩(wěn)定系數(shù)φ，由長細比 lo/i 的結(jié)果查表得到 ：φ=0.71；

橫向水平桿凈截面面積 ： A = 4.52 cm2；

鋼管抗壓強度設(shè)計值 ：[f] =205 N/mm2；

σ =57530/（0.71×452）=179 N/mm2；

橫向水平桿穩(wěn)定性計算 σ = 179 N/m㎡ 小于 [f] = 205 N/m㎡ ，滿足要求。

2.2 A型襯砌頂拱模板支撐

2.2.1參數(shù)信息：

立桿的縱距為 75cm，立桿的橫距為70cm，立桿的步距為75cm，拱腳以上立桿的步距局部調(diào)整加密；橫縱向水平與立桿之間采用直角扣件連接，橫向水平桿之間、立桿之間采用對接扣件對接；立桿在兩側(cè)拱腳處局部調(diào)整加密。按考慮超挖20cm的80cm襯砌計算，即砼厚度100cm。見圖二：

圖二、頂拱模板布置圖

2.2.2材料參數(shù)

模板：0.5 kN/m2；鋼筋砼：25 kN/m3；鋼管：3.55 kg/m

2.2.3立桿的計算：

1）荷載計算（按一段12m長度計算）

模板自重：0.5×（12×4.84+1.0×4.84×2）=33.88kN

鋼筋砼自重： 25×4.84×12×1.0=1452kN

鋼管自重：2000×3.55×9.8/1000=69.58kN

恒載：q1=[1.2×（33.88+1452+69.58+19.43）]/（4×12）=38.89kN/m2

振搗砼荷載：2kN/m2

施工人員荷載： 1kN/m2

活載： q2=1.4× （2+1） =4.2kN/m2

每根立桿所承受的豎向荷載：N= （q1+ q2）×0.75×0.7 =22.62 kN

2）立桿的穩(wěn)定性

不組合風荷載時，立桿的穩(wěn)定性計算公式為：

立桿的軸心壓力設(shè)計值 ：N =22.62 kN；

計算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑 ：i = 1.70 cm；

計算長度附加系數(shù) ：k = 1.167 ；

計算長度系數(shù) ：μ = 1.7；

計算長度 ，由公式 lo = kμh 確定 ：lo = 1.488 m；

lo/i =88；

軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)φ，由長細比 lo/i 的結(jié)果查表得到 ：φ=0.673；

立桿凈截面面積 ： A = 4.52 cm2；

鋼管立桿抗壓強度設(shè)計值 ：[f] =205 N/mm2；

σ = 22620/（0.673×452）=74.4 N/mm2；

立桿穩(wěn)定性計算 σ = 74.4 N/mm2 小于 [f] = 205 N/mm2 滿足要求。

3、結(jié)束語

隧洞砼襯砌施工模板支撐經(jīng)過驗算后按驗算結(jié)果運用至實際生產(chǎn)當中，無產(chǎn)生任何模板支撐不穩(wěn)定情況，滿足設(shè)計要求，確保了隧洞襯砌施工的安全及質(zhì)量，可見隧洞模板支撐穩(wěn)定驗算是有效可行的，給類似隧洞襯砌施工提供了借鑒作用。

參考文獻：

[1]《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》（J84-2001、JGJ130-2001）中國建筑工業(yè)出版社；

[2]《建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ 162-2008）中國建筑工業(yè)出版社。