彭志海 余 慶 鞠林林

(中國(guó)水利水電第七工程局有限公司，四川 郫縣 611730)

雙孔圓形隧洞針梁式鋼模臺(tái)車聯(lián)合襯砌工法

彭志海 余 慶 鞠林林

(中國(guó)水利水電第七工程局有限公司，四川 郫縣 611730)

該工法以資中縣城北水資源綜合開發(fā)利用工程——水庫聯(lián)網(wǎng)輸水工程隧洞襯砌施工為素材，對(duì)雙孔圓形隧洞采用兩臺(tái)針梁式鋼模臺(tái)車聯(lián)合進(jìn)行混凝土襯砌的施工方法進(jìn)行了總結(jié)，并對(duì)注意事項(xiàng)做出分析，提出控制措施，為類似工程施工提供參考。

雙孔圓形隧洞；針梁式鋼模臺(tái)車；聯(lián)合；均衡

1 引 言

隨著國(guó)家新時(shí)期“河湖水系連通”治水方略的提出，水資源綜合開發(fā)利用的程度日益提高。為連通更多不同單體特性的水源，并按照水源的高程分類輸送，實(shí)現(xiàn)高水高用、低水低用的目的，傳統(tǒng)的單孔隧洞單一輸水模式已不能滿足使用功能，雙孔圓形隧洞輸水模式應(yīng)運(yùn)而生。因此，如何優(yōu)質(zhì)、高效、經(jīng)濟(jì)的完成雙孔圓形隧洞的混凝土襯砌成為一項(xiàng)重要研究?jī)?nèi)容。

2 工法特點(diǎn)

a. 雙孔圓形隧洞混凝土襯砌對(duì)模板牢固性要求較高，采用該工法可充分利用臺(tái)車自身剛度，降低模板加固難度，有效避免跑模、爆模等現(xiàn)象發(fā)生，隧洞外觀質(zhì)量高。

b. 采用該工法雙孔圓形隧洞一次襯砌成型，可減少施工縫數(shù)量，提高隧洞整體防水效果。

c. 采用該工法雙孔圓形隧洞一次襯砌成型，有效減少分倉(cāng)次數(shù)，加快施工進(jìn)度。

d. 該工法在施工過程中操作人員較少，可大量節(jié)約人工成本，可大大減輕工人體力勞動(dòng)強(qiáng)度。

3 施工工藝原理及工藝流程

針梁式鋼模臺(tái)車主要由模板總成、針梁總成、梁框總成、卷揚(yáng)牽引機(jī)構(gòu)、抗浮裝置、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等組成，安裝在臺(tái)車上的卷揚(yáng)機(jī)使鋼模和針梁做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)臺(tái)車自行向前或向后行走。雙孔圓形隧洞混凝土襯砌由兩臺(tái)獨(dú)立的針梁式鋼模臺(tái)車分別行走至指定位置后，通過臺(tái)車兩端螺桿連接形成臨時(shí)整體，采用抗浮千斤頂和限位千斤頂與隧洞內(nèi)壁支撐牢固，對(duì)稱、均衡進(jìn)行混凝土澆筑，完成雙孔圓形隧洞混凝土襯砌。

施工工藝流程見圖1。

圖1 雙孔圓形隧洞混凝土襯砌施工工藝流程

4 施工方法及操作要點(diǎn)

4.1 施工準(zhǔn)備

針梁式鋼模臺(tái)車模板設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為10.7m，模板搭接長(zhǎng)度0.2m，有效襯砌長(zhǎng)度10.5m。由廠家設(shè)計(jì)、制造，采用平板車運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)后，在洞口附近布置一臺(tái)16t汽車吊配合安裝，安裝、調(diào)試工作由生產(chǎn)廠家專業(yè)技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)。針梁式鋼模臺(tái)車組裝見圖2。

隧洞內(nèi)底板基巖縫面與邊頂拱噴混凝土面清理采用人工持風(fēng)水槍沖洗干凈，確保無雜物、灰塵、浮渣等，符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。

4.2 測(cè)量放線

用全站儀、水準(zhǔn)儀等進(jìn)行測(cè)量放線，將底板混凝土澆筑控制點(diǎn)線放在明顯地點(diǎn)，并在方便度量的地點(diǎn)給出高程點(diǎn)、特征樁號(hào)線、輪廓線、高程線、分縫線等，確定鋼筋綁扎和立模邊線，并做好標(biāo)記。

4.3 鋼筋安裝

由現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員開出鋼筋下料單，在鋼筋加工廠制作，為了防止運(yùn)輸時(shí)造成混亂以及便于架立，每一型號(hào)的鋼筋必須捆綁牢固并掛牌明示，用5t載重車運(yùn)輸?shù)剿矶纯?，然后人工搬運(yùn)至工作面，洞內(nèi)采用人工搭設(shè)排架進(jìn)行鋼筋綁扎焊接。鋼筋安裝前底板應(yīng)搭設(shè)穩(wěn)固的鋼筋架，用作鋼筋架立，架立筋采用直徑φ25螺紋鋼，縱橫向間距1m布置。鋼筋安裝見圖3。

圖2 針梁式鋼模臺(tái)車組裝

圖3 鋼筋安裝

由于雙孔隧洞在運(yùn)行過程中存在偏壓工況，中隔墻成為隧洞結(jié)構(gòu)中最薄弱的環(huán)節(jié)，鋼筋必須嚴(yán)格按照施工圖紙下料、安裝，確保鋼筋位置、長(zhǎng)度、間距、數(shù)量以及鋼筋保護(hù)層厚度滿足設(shè)計(jì)圖紙要求，保證其受力特性。

4.4 臺(tái)車就位及端模安裝

針梁式鋼模臺(tái)車行走立模之前，倉(cāng)號(hào)內(nèi)鋼筋、預(yù)埋件、縫面處理情況需經(jīng)過監(jiān)理驗(yàn)收合格。兩臺(tái)鋼模臺(tái)車先后行走至測(cè)量放線標(biāo)記位置，行走速度須按廠家設(shè)計(jì)要求控制，臺(tái)車行走就位后，操控液壓系統(tǒng)將模板支撐到位，并采用兩端螺桿將兩臺(tái)臺(tái)車連接形成一個(gè)臨時(shí)整體，然后操控液壓系統(tǒng)將抗浮千斤頂、限位千斤頂分別支撐在隧洞頂拱和兩側(cè)邊墻適當(dāng)位置，最后利用全站儀投放控制點(diǎn)再次校模。臺(tái)車就位見圖4。

圖4 臺(tái)車就位

臺(tái)車就位后進(jìn)行止水及預(yù)埋件安裝，型式、尺寸、埋設(shè)位置和材料的品種規(guī)格符合施工圖紙的規(guī)定。采用長(zhǎng)度80cm的φ12圓鋼彎制成簡(jiǎn)易的托架、夾具，間隔50cm將止水固定在設(shè)計(jì)位置上，托架與結(jié)構(gòu)鋼筋牢固焊接，止水凹槽必須安放于縫面中間，且使其與端頭模板結(jié)合嚴(yán)密。安裝好的止水須加以固定和保護(hù)，防止在澆筑過程中發(fā)生偏移、扭曲或結(jié)合面漏漿。端頭模板主要采用定制弧形平面鋼模板，局部基巖面不規(guī)則部位或者補(bǔ)縫部位使用木模板；端頭模板采用φ12拉筋配合φ48鋼管及方木圍檁加固，拉筋間、排距1.0×1.0m，端頭模板及止水布置見圖5。

圖5 端頭模板及止水布置示意圖(半幅)(單位：mm)

4.5 清倉(cāng)驗(yàn)收

對(duì)鋼筋、模板施工時(shí)遺留下來的雜物進(jìn)行人工揀出或者采用高壓風(fēng)水沖洗。清倉(cāng)完成后，施工人員、機(jī)具等一切就緒，履行“三檢”程序后，申請(qǐng)驗(yàn)收開倉(cāng)。開倉(cāng)證應(yīng)附倉(cāng)面設(shè)計(jì)，對(duì)監(jiān)理工程師在驗(yàn)倉(cāng)過程中提出的問題立即整改，監(jiān)理工程師檢驗(yàn)合格后簽開倉(cāng)證。

4.6 混凝土澆筑

混凝土由拌和站集中拌制，罐車運(yùn)輸，混凝土泵送入倉(cāng)，手持式振搗器配合附著式振搗器振搗，根據(jù)隧洞斷面尺寸大小，選擇合適的設(shè)備和工器具型號(hào)。在澆筑混凝土前，先在底板基巖面鋪設(shè)一層2～3cm厚的水泥砂漿，砂漿配合比與混凝土的澆筑強(qiáng)度相適應(yīng)，當(dāng)下料高度大于2m時(shí)在倉(cāng)號(hào)內(nèi)布置溜筒，避免骨料分離。針梁式鋼模臺(tái)車頂拱部位預(yù)留進(jìn)料口和排氣孔，頂拱混凝土采用流動(dòng)性大的二級(jí)配料或一級(jí)配料，采用手持式振搗器和臺(tái)車上安裝的附著式振搗器聯(lián)合振搗。

混凝土在澆筑過程中應(yīng)注意：?必須多窗口布料，布料方式采用先中間后兩端，由下向上分層，左、中、右對(duì)稱布料，鋼模臺(tái)車前后混凝土高度差不超過60cm，兩臺(tái)臺(tái)車左、中、右混凝土高度差不超過50cm；?每層混凝土入倉(cāng)高度控制在30～40cm之間，倉(cāng)號(hào)內(nèi)混凝土上升高度控制在50cm/h以內(nèi)，入倉(cāng)后及時(shí)采用手持式振搗器及鋼模臺(tái)車上附著式振搗器進(jìn)行振搗，振搗時(shí)從工作窗口注意觀察，振搗時(shí)間以混凝土不再有氣泡泛出、骨料不再顯著下沉，并開始泛漿為準(zhǔn)，避免過振或漏振；?手持式振搗器在倉(cāng)面上應(yīng)按一定順序和間

距逐點(diǎn)振搗，間距為振搗作業(yè)半徑的一半，并應(yīng)插入下層混凝土5cm左右；?手持式振搗器應(yīng)垂直插入混凝土中，振搗完應(yīng)慢慢拔出，如有傾斜，則傾斜方向應(yīng)保持一致，以免漏振；?手持式振搗器嚴(yán)禁直接碰撞模板、鋼筋及止水等預(yù)埋件；?附著式搗器在手持式振搗棒振搗后，再開啟使用，振搗時(shí)間以混凝土不再有氣泡泛出、骨料不再顯著下沉，并開始泛漿為準(zhǔn)；?在止水及預(yù)埋件周圍應(yīng)細(xì)心振搗，設(shè)專人在模板外側(cè)敲打搗固密實(shí)；?澆筑過程中模板工和鋼筋工要加強(qiáng)巡視維護(hù)，異常情況及時(shí)處理；?混凝土澆筑時(shí)必須保持連續(xù)性，如因故中斷且超過允間歇時(shí)間則應(yīng)做施工縫處理，混凝土澆筑允許間歇時(shí)間應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)室提供的試驗(yàn)成果而定。

4.7 脫模、養(yǎng)護(hù)

當(dāng)達(dá)到脫模時(shí)間后，首先拆卸螺桿使兩臺(tái)臺(tái)車分離獨(dú)立，然后分別拆卸各臺(tái)車的抗浮千斤頂，交替收縮邊模千斤頂油缸、限位千斤頂油缸，使邊模脫離混凝土表面。如果邊模被擠緊卡死，則用導(dǎo)鏈拉開。交替收縮頂模頂升油缸，使頂模脫離混凝土表面。脫模后采取灑水或噴霧等措施養(yǎng)護(hù)，使混凝土表面經(jīng)常保持濕潤(rùn)狀態(tài)，連續(xù)養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于28天。用于養(yǎng)護(hù)的設(shè)備處于常備狀態(tài)，以便在實(shí)際需要時(shí)可立即投入使用。臺(tái)車澆筑效果見圖6。

圖6 臺(tái)車澆筑效果

5 效益分析

5.1 經(jīng)濟(jì)效益

雙孔圓形隧洞針梁式鋼模臺(tái)車混凝土襯砌工法可大幅度降低人工成本；襯砌后隧洞質(zhì)量效果好，可有效減少后期缺陷修復(fù)工作量，節(jié)約潛在成本；采用針梁式鋼模臺(tái)車進(jìn)行混凝土襯砌，底、邊、頂一次成型，減少施工縫，施工速度快，節(jié)約了施工工期和管理成本，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

5.2 社會(huì)效益

該工法提高了機(jī)械化施工水平，減少了用工數(shù)量，減輕了工人體力勞動(dòng)強(qiáng)度；雙孔圓形隧洞襯砌全斷面一次成型，提高混凝土防水效果，隧洞襯砌內(nèi)實(shí)外美，施工質(zhì)量?jī)?yōu)良，得到了當(dāng)?shù)卣屠习傩盏母叨荣潛P(yáng)，社會(huì)效益顯著。

6 應(yīng)用實(shí)例

資中縣水庫聯(lián)網(wǎng)輸水工程A1隧洞、A2隧洞、A3隧洞、A4隧洞長(zhǎng)度分別為660m、2140.3m、454m、1180m，開挖5940×3738mm的馬蹄形斷面，襯砌后為D2000mm的雙孔圓形斷面。隧洞混凝土襯砌采用兩臺(tái)針梁式鋼模臺(tái)車聯(lián)合施工，同步、均衡進(jìn)行混凝土澆筑，底、邊、頂一次成型，施工過程中無質(zhì)量事故發(fā)生，滿足工期要求，得到了資中縣政府和參建各方的一致好評(píng)。

7 結(jié) 語

水資源綜合開發(fā)利用程度日益提高已代表一種新的趨勢(shì)，該工法機(jī)械化程度高、施工質(zhì)量好、進(jìn)度快、成本低，混凝土外形美觀，將為類似工程施工積累經(jīng)驗(yàn)，助推國(guó)家“河湖水系連通”治水方略的順利實(shí)施。

Joint lining construction method of steel-mould stair vehicles of needle bridge in double-hole circular tunnel

PENG Zhihai, YU Qing, JU Linlin

(ChinaWaterConservancyandHydropowerNo.7BureauCo.,Ltd.，Pixian611730,China)

The method is based on reservoir networked water conveyance project tunnel lining construction—Chengbei Water Resources Comprehensive Development and Utilization Project in Zizhong County as basic materials. The construction method of joint concrete lining by two steel-mould stair vehicles of needle bridge in double-hole circular tunnels is summarized. Precautions are analyzed, control measures are proposed, thereby providing reference for similar project construction.

double-hole circular tunnel; steel-mould stair vehicles of needle bridge; joint; balance

10.16616/j.cnki.11- 4446/TV.2017.07.020

TV52

B

1005-4774(2017)07- 0075- 04