中國水利水電第十四工程局有限公司

摘要：鋼模臺車是一種為提高隧洞混凝土表面光潔度和混凝土澆筑進(jìn)度，并降低勞動強(qiáng)度而設(shè)計(jì)制造的專用設(shè)備。溪洛渡右岸地下電站尾水隧洞邊頂拱襯砌混凝土全部采用了鋼模臺車施工，經(jīng)過近一年的運(yùn)行，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：尾水隧洞；鋼模臺車；混凝土；施工技術(shù)

1 概述

1.1工程概況

溪洛渡右岸地下電站共布置3條尾水洞，采用“三機(jī)一洞”的布置型式，上游與尾水支洞間采用三合一“卜”形岔洞連接。④⑤尾水洞下游段分別與5#、6#導(dǎo)流洞結(jié)合連接，尾水洞與導(dǎo)流洞在平面上采用大角度交匯布置，并在交匯處設(shè)置巖塞。⑥尾水洞為獨(dú)立布置。④尾水洞長530.457m，⑤尾水洞長660.294m，6#尾水洞總長度為1737.007m。各尾水洞斷面型式均為城門洞型，其中④⑤尾水洞襯砌后斷面尺寸為18m×16.5m（寬×高），⑥尾水洞襯砌后斷面為15m×20m（寬×高），均為鋼筋混凝土襯砌，襯砌厚度Ⅱ類圍巖為1.0m，Ⅲ類圍巖為1.5m。

1.2混凝土施工方案選擇

借鑒以往工程施工經(jīng)驗(yàn)，長線路的水工隧洞宜采用鋼模臺車施工。因此，本工程尾水洞襯砌施工選擇了鋼模臺車方案。

尾水洞洞身采用先底板后邊頂?shù)捻樞蜻M(jìn)行施工。為滿足施工進(jìn)度安排及尾水洞本身的特點(diǎn)，④⑤尾水洞配置一部鋼筋臺車和一部邊頂拱鋼模臺車進(jìn)行混凝土襯砌施工。⑥尾水洞配置一部鋼筋臺車和一部邊頂拱鋼模臺車進(jìn)行混凝土襯砌施工。

兩臺鋼模臺車及鋼筋臺車均在各自洞內(nèi)組裝，鋼筋綁扎完成后，鋼筋臺車用于灌漿施工；洞身混凝土襯砌結(jié)束后，將鋼模臺車拆除、回收。

2 鋼模臺車的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及技術(shù)參數(shù)

2.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

兩臺鋼模臺車均為穿行式結(jié)構(gòu)，鋼模臺車分別由行走裝置、臺車架、液壓系統(tǒng)、橫移裝置、頂模油缸裝置、托架、模板組、側(cè)模油缸、螺旋撐桿、平臺、爬梯以及欄桿等部件組成。鋼模臺車縱剖面如圖1所示。

圖1 鋼模臺車剖面圖

2.2 模板組成

模板由兩塊頂模和兩塊側(cè)模構(gòu)成橫斷面，頂模之間通過螺栓聯(lián)成整體，側(cè)模與頂模通過鉸耳軸聯(lián)接。模板由多塊小模板組成，模板之間皆由螺栓聯(lián)接，模板上開有呈“品”字形排列的工作窗，頂部安裝有與輸送泵接口的注漿裝置。

2.3橫移裝置

鋼模臺車平移機(jī)構(gòu)前后各一套，它支承在門架邊橫梁上，平移小車上的液壓油缸與托架縱梁相連，通過油缸的伸縮來調(diào)整模板的豎向定位及脫模，水平方向的油缸用來調(diào)整模板的襯砌中心與隧洞中心是否對中。

2.4 行走機(jī)構(gòu)

每臺鋼模臺車布置有一套行走裝置，它們鉸接在門架縱梁上。鋼模臺車行走由兩臺10t的卷揚(yáng)機(jī)配兩個20t滑車牽引，⑤尾水洞12.83%縱坡段施工時增設(shè)2臺8t的卷揚(yáng)機(jī)。卷揚(yáng)機(jī)布置在尾水洞底板上，其行走速度為8m/min，行走輪直徑為300mm。

2.5 側(cè)向液壓油缸

側(cè)向液壓油缸主要是為模板脫模，同時起著支承模板的作用，最大推力為11t。

2.6側(cè)向螺旋千斤頂

螺旋千斤頂用來支承、調(diào)節(jié)模板位置，承受澆筑混凝土?xí)r產(chǎn)生的壓力。

2.7主要技術(shù)參數(shù)

1）兩臺鋼模臺車長度均為9m，⑥尾水洞鋼模臺車為整體式，④⑤尾水洞鋼模臺車為牽引分體式，由4.5m的兩節(jié)組成

2）④⑤尾水洞鋼模臺車軌距為12m；成拱半徑R=11.25m；⑥尾水洞鋼模臺車軌距為8m；成拱半徑R=9.375m。

3）臺車運(yùn)行速度小于等于8m/min；液壓系統(tǒng)工作壓力為140kg/cm2；

4）④⑤尾水洞臺車自重231t，⑥尾水洞鋼模臺車重200t，軌道均采用P50軌道。

3 臺車工作原理

3.1 立模工作

臺車通過行走機(jī)構(gòu)在軌道上移動至待澆筑倉位，臺車就位后，夾軌器夾緊軌道，確認(rèn)臺車和軌道無異常情況后鎖定走輪。讓平移油缸工作，水平調(diào)節(jié)，使模板外形中心線與隧洞中心重合；調(diào)節(jié)豎向油缸，使上?？偝赏庑芜_(dá)到施工要求；8個豎向油缸是由8個換向閥手柄控制，操作時8個油缸必須同步工作。調(diào)節(jié)側(cè)向油缸，使側(cè)模總成外形達(dá)到施工要求；12個側(cè)向油缸由兩個換向閥控制，操作時每邊6個油缸運(yùn)行應(yīng)該同步。模板全部就位后，再將各模板的鎖定機(jī)構(gòu)鎖緊，即完成了立模工作。

3.2 脫模工作

混凝土澆筑完畢，混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后即可脫模，首先拆除端模板及松開側(cè)向千斤頂（螺旋撐桿），啟動液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，縮回側(cè)向油缸，收回側(cè)?？偝桑鼓０咫x開混凝土墻體15～20cm。收回頂模支承千斤頂（螺旋撐桿），降下頂模油缸，降下頂?？偝桑鼓０咫x開混凝土面10～15cm。全面完成并檢查無誤后，方可開始臺車移位。

3.3平曲線段混凝土施工

④⑤尾水洞平曲線段施工時為滿足轉(zhuǎn)彎要求，將鋼模臺車拆分為兩段，采用4.5m鋼模臺車澆筑，鋼模臺車加裝上彎段模板（西瓜皮模板），整個轉(zhuǎn)彎段由若干折線段平順過渡代替弧形轉(zhuǎn)彎。

4 鋼模臺車混凝土施工工藝流程及方法

4.1 施工工藝流程

施工工藝流程：施工準(zhǔn)備→鋼筋綁扎→鋼模臺車行走就位→模板就位→測量復(fù)測→堵頭模板安裝→混凝土澆筑→脫?！撃Ｅ_車行走至下一個倉位。

4.2施工方法

4.2.1施工準(zhǔn)備

尾水洞鋼模臺車施工準(zhǔn)備工作主要有鋼筋綁扎及預(yù)埋件安裝。鋼筋綁扎及預(yù)埋件安裝均利用簡易鋼筋臺車進(jìn)行，鋼筋加工及綁扎均應(yīng)提前進(jìn)行。

4.2.2 鋼模臺車行走和就位

1）鋼摸臺車就位之前必須進(jìn)行模板的清理和刷油。清理干凈、刷完脫模油，鋼模臺車才能就位。

2）臺車沿軌道移動至待澆倉位，調(diào)節(jié)橫送油缸使模板與隧洞中心對齊，然后起升頂模油缸，頂模到位后把側(cè)模用油缸調(diào)整到位，并把手動螺旋千斤頂及撐桿安裝、上緊。施工前需測量放點(diǎn)，作為臺車起升、張開控制點(diǎn)。鋼模臺車校正時，先將頂拱部分的柔性搭接與上一倉混凝土搭接嚴(yán)密鎖定，再進(jìn)行下游模板的校正。下游模板采用全站儀及垂線法進(jìn)行校正。安裝好鋼模后，檢查鋼模臺車周邊與已澆筑混凝土的搭結(jié)處是否吻合，并用木楔將模板撐緊，使鋼模臺車周邊與已澆筑混凝土的搭接嚴(yán)密，避免漏漿和錯臺。

4.2.3入倉方式

尾水洞邊頂拱混凝土澆筑采用泵送入倉，在平直底板上布設(shè)2臺拖泵，分別布置在靠近兩側(cè)邊墻的適當(dāng)位置；泵管沿臺車架進(jìn)行敷設(shè)，從隧洞頂拱堵頭開孔部位水平伸入混凝土倉面內(nèi)，倉內(nèi)泵管采用1m短管，以便拆接，并輔以溜筒進(jìn)行下料，溜筒距已澆混凝土面高度按照1.5m左右進(jìn)行控制。

4.2.4混凝土澆筑

邊頂拱混凝土應(yīng)從下至上分層進(jìn)行澆筑，分層厚度控制在30～40cm，左右對稱均勻下料（兩側(cè)混凝土上升高差控制在80cm以內(nèi)），防止模板向一側(cè)整體移位。

4.2.5脫模及縫面處理

鋼模臺車脫模時間為混凝土澆筑完成24h后進(jìn)行，具體脫模操作順序?yàn)椋翰鸪舛履０濉砷_側(cè)面手動螺旋撐桿→松開上部豎向撐桿→收側(cè)模油缸→降下頂模油缸。脫模時須嚴(yán)格按鋼模臺車操作規(guī)程進(jìn)行操作。

4.2.6鋼模臺車防變形措施

1）模板全部采用大塊鋼板拼裝，考慮到臺車周轉(zhuǎn)次數(shù)較多，模板應(yīng)有足夠的剛度，以保證在澆筑混凝土和臺車移動過程中不發(fā)生超過允許的變形，因此，面板全部選用8 mm厚鋼板。

2）臺車使用時，應(yīng)經(jīng)常檢查各部件螺栓、銷子的松緊狀態(tài)，所有的千斤頂是否已支撐到位，以免因模板加固件松動造成模板受力不均勻產(chǎn)生變形。

3）鋼模臺車澆筑混凝土?xí)r，要注意在澆筑側(cè)邊墻時，分層要適當(dāng)，兩側(cè)要均衡上升，避免兩側(cè)因?yàn)榛炷翝仓俣燃案叨炔痪舛斐膳_車整體發(fā)生傾斜，模板發(fā)生變形。

4）澆筑頂模時，收倉前的估料要準(zhǔn)確，避免多余混凝土壓進(jìn)倉號，造成模板變形或跑模。遇頂拱超挖較大時，一次襯砌厚度應(yīng)小于1.5m，剩余部分進(jìn)行二次回填。

5 鋼模臺車工效分析

溪洛渡右岸尾水支洞采用鋼管桁架施工，其斷面小于尾水主洞，澆筑長度均為9m，其與尾水主洞鋼模臺車施工比較如下：

1）從統(tǒng)計(jì)工期結(jié)果分析：采用鋼管桁架施工，每完成一個襯砌段需工期25天，而尾水主洞鋼模臺車完成一個襯砌段只需7天。

2）從用工分析：采用鋼管桁架施工，每完成一個襯砌段需耗用400個工日，而尾水主洞鋼模臺車完成一個襯砌段只需耗用140個工日。

綜上所述，采用鋼模臺車澆筑的工效比傳統(tǒng)的鋼管桁架高300%，工期比鋼管桁架節(jié)約2/3，所用人力只占過去的1/3。

6 結(jié)束語

1）溪洛渡右岸地下電站尾水洞中投入的兩臺鋼模臺車均由中國水利水電第十四工程局有限公司設(shè)計(jì)、制造，重達(dá)231/200噸，澆筑斷面18m×16.5m/15m×20m，其規(guī)模居全國前列。

2）鋼模臺車是水工隧洞襯砌常用的澆筑工具，具有一次投入大，運(yùn)行簡單，混凝土成型好，快速、高效等特點(diǎn)。溪洛渡右岸電站兩臺鋼筋臺車及兩臺鋼模臺車的投入施工不僅提高了施工效率，降低了勞動強(qiáng)度，更重要的是大大提高了混凝土的澆筑質(zhì)量，同時也節(jié)約了成本。

作者簡介：

王繼孝（1983-）：男，陜西佳縣人，工程師，主要從事水利水電施工技術(shù)工作。

魯 翔（1982-）：男，湖北襄陽人，工程師，主要從事水利水電工程項(xiàng)目管理工作。

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2、以細(xì)顆粒土為基底

在對填石路堤的設(shè)計(jì)當(dāng)中，會有過濾層的設(shè)計(jì)部分，該過濾層的材料必須符合國家對這個方面的相關(guān)規(guī)定以及標(biāo)準(zhǔn)，在細(xì)砂粒超過5的時候，過濾層就需要設(shè)置M15/F15大于5并且M15/F85小于5，這個時候的過濾層的厚度最好設(shè)計(jì)為30到50cm之間是最符合的。

3、細(xì)砂粒和巖石混合基底

在有些路基當(dāng)中，需要將細(xì)砂粒和巖石的混合物作為路基基底，在進(jìn)行此項(xiàng)施工的時候，首先要做的就是將巖石炸開炸平，隨后在細(xì)砂粒的部位進(jìn)行篩選過濾，運(yùn)用過濾層進(jìn)行有效過濾。比如如果路基成月牙狀的時候，就需要將巖石炸成凹凸面不超過80cm的平面，隨后將細(xì)砂土作為巖石進(jìn)行填料。從而最終形成均勻的巖石混合路基基底。

4、路基主要填充路段

在對路基進(jìn)行有效填筑的時候，首先，最重要的就是所填出用到的材料必須是符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的，不可以使用細(xì)砂土、巖石等進(jìn)行有效填筑。

5、超大石料粒徑處理

在施工過程中，經(jīng)常會有超大的石料粒徑，此種石料一般運(yùn)用于機(jī)械解小、運(yùn)出現(xiàn)場以及邊坡地區(qū)等。機(jī)械解小，即使用破碎機(jī)等方式對石料進(jìn)行加工分解，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是效率高并且快，所處理出來的效果也是相當(dāng)好的，但是運(yùn)用這種方式的機(jī)械耗損是相對來說較大的。運(yùn)出現(xiàn)場，即對石料不做任何的處理，直接將其運(yùn)出場地，此種方式的成本極低，并且實(shí)施的方法是最快的。邊坡利用，即將超大石料粒徑運(yùn)用到邊坡的修建當(dāng)中，這種方法可以很好的節(jié)約石料資源，使得石料資源很好的回收利用，不需要再次加工，但是相對應(yīng)的缺點(diǎn)是很難找到合適的邊坡進(jìn)行安置。

四、填石路基中的壓實(shí)質(zhì)量管理

1、填石路基質(zhì)量管理

在對填石路基的填筑材料進(jìn)行檢測的時候，一定要將填石料的強(qiáng)度、極配、視比重以及吸水率等方面進(jìn)行全方位的監(jiān)測管理，并且每一個立方需要實(shí)驗(yàn)一次。如果一旦爆破的方式改變之后，需要對此進(jìn)行重新的測定。為了更好的保證層厚控制和壓實(shí)工作的順利實(shí)施，需要對石料的強(qiáng)度進(jìn)行全方位的科學(xué)測評并且進(jìn)行合理的分類。對填石料的配方進(jìn)行測評，可以對石料的最大粒徑、不均勻的系數(shù)等方面的資料進(jìn)行行之有效的控制。對填石料的視比重和吸水率的測評，是為了對強(qiáng)度進(jìn)行更全面的評價，精確計(jì)算填石料的密度。

2、填石路基壓實(shí)沉降率的確定

對填石路基的壓實(shí)沉降率的確定，需要以不同石料的配置和壓實(shí)的設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)依據(jù)進(jìn)行確定。當(dāng)設(shè)計(jì)壓實(shí)度的干密度達(dá)到一定程度要求的時候，需要通過不同的cu值來進(jìn)行最大干密度的計(jì)算，經(jīng)過計(jì)算分析得出最終的結(jié)論。

結(jié)語：

總而言之，在現(xiàn)階段我國的公路建設(shè)當(dāng)中，填石路基技術(shù)的運(yùn)用已經(jīng)相當(dāng)廣泛，成功解決了路基變形、地面沉降等一系列問題，對路基的穩(wěn)定性方面做出了很大的貢獻(xiàn)。在具體的實(shí)施過程當(dāng)中，還要細(xì)致的了解現(xiàn)場的實(shí)際情況，酌情考察實(shí)際情況，并且進(jìn)行分析，根據(jù)實(shí)際的當(dāng)?shù)厍闆r，對工程的質(zhì)量做最大程度上的控制。在施工的過程當(dāng)中，也要注意施工的正確流程以及遵守相對應(yīng)的規(guī)章規(guī)范。另外一方面，也要充分的調(diào)動作業(yè)人員的主觀能動性，積極的發(fā)揮自身的作用，對各種過程進(jìn)行有效的控制。提高填石路基的穩(wěn)定性和安全性，提高承載負(fù)荷能力，從而確保整個公路工程的工程質(zhì)量。

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入洞內(nèi)線纜槽的方式，防止隧道洞口硬化之后的反開挖施工以及破壞到隧道口的排水溝。

2. 統(tǒng)一規(guī)劃，協(xié)調(diào)施工

通信管道工程是高速公路機(jī)電系統(tǒng)中與路面、路基、綠化、房建、以及機(jī)電其它各子系統(tǒng)界面交織最多，又復(fù)雜的分項(xiàng)工程。因此，需要做到在施工管理中，統(tǒng)一地進(jìn)行規(guī)劃并協(xié)調(diào)施工。管理者在實(shí)際的施工中，應(yīng)當(dāng)結(jié)合各個界面的進(jìn)度情況考慮而安排施工，防止在完成土建或者綠化工程之后被反復(fù)開挖從而帶來麻煩，以此保證高速公路的各項(xiàng)功能的正常發(fā)揮以及公路的通行。

五、結(jié)束語

為了確保高速公路行駛的穩(wěn)定性、安全性，通信管道的鋪設(shè)就顯得非常重要，而且要求也很高。因此，在進(jìn)行通信管道施工時，相關(guān)的施工單位要嚴(yán)格要求把關(guān)好工程的各個細(xì)節(jié)，例如管道材料的選定、鋪埋位置的測量和選定、鋪設(shè)管道的方式、最后的質(zhì)量驗(yàn)收等，必須要嚴(yán)格要求。從而才能夠使工程質(zhì)量、工程的施工效率得到有效的保障。

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