针梁钢模台车在丽水市玉溪引水工程隧洞混凝土衬砌中的应用

第４期总第１５８期　浙江水利科技　ＺｈｅｊｉａｎｇＨｙｄｒｏｔｅｃｈｎｉｃｓ　Ｎｏ．４　Ｔｏｔａｌ　Ｎｏ．１５８　２００８年７月　Ｊｕｌｙ　２００８　针梁钢桓台车在丽水市玉溪引水工程　隧洞混凝土衬砌巾响应用　戚会华。王小云　（浙江省正邦水电建设有限公司，浙江摘杭州　３１００５１）　要：介绍在丽水市玉溪引水工程Ⅱ标项目中，针梁钢模台车的制作及功能、针梁钢模台车在施工中运　用，并与定型组合钢模之间的对比，体现针梁钢模台车在施工中质量、安全、进度及成本上的优势，以及针梁　钢模台车在应用上的局限性等。　关键词：针梁钢模台车；隧洞衬砌；混凝土浇筑；施工技术　中图分类号：ＴＶ６７２．１　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００８－７０１Ｘ（２００８）０４－００５７—０３　１工程概况　丽水市玉溪引水工程Ⅱ标段线路全长４　４１２　ｍ，其中隧　洞长４　２６０ｍ，为有压隧洞，洞底纵坡ｉ＝Ｏ．０００　５８５　５。隧洞　箍，肋箍宽１５　ｃｍ（底模肋箍为近似“凹”型，框架架设在　底模肋箍上，底模肋箍凹处与大梁底部接触）。左右侧模板　由丝杠和油缸连接在台车的框架上，底模板直接与台车框　架相连。　主洞衬砌１　１６２　ｍ，衬砌段设计流速１．０９　ｍ／ｓ，开挖断面为　直径３．６　ｍ的圆形隧洞，衬砌完后断面为直径２．９　ｍ的圆形　隧洞，衬砌厚度为３５　ｃｍ，局部因地质原因引起超挖，最大　衬砌厚度１．５　ｍ，衬砌设计断面为３．５７　ｒｎ２。其中谈头嘴下　框架是由７个大小一致的“口”字型架子架设在台车　底模肋箍而成，间距为１．５　ｍ，高１．２　ｍ（包括底模肋箍凹　２３　ｃｍ），宽１　ｍ。框架两侧架采用１１＃槽钢对拼成工字钢型　竖立，两侧架利用上部的１４＃工字钢横架连接。每个框架　底模肋箍上沿和横架下沿各均匀布置２个定滑轮，滑轮位　置与大梁腹板上下端滚条接触，框架就此镶套在大梁上。　大梁长２４　ｍ，平分成４节，由左右腹板和上下连接档　组成，采用螺丝连接。大梁断面为方型，腹板左右对称布　置，每块厚２　ｃｍ，高１　ｍ，间距中对中６５锄，腹板上下两　端各有１条滚条与框架上的滑轮相连。连接档上下对称布　置，板厚２锄，宽４２．５锄，连接档每间隔１．５　ｍ在腹板上　布置一道。大梁通过前后支架支撑和保持平衡。　前后支架由布置在大梁左右腹板两端的４个５０　ｔ级底　座竖向液压油缸组成，用于支撑大梁。　收分系统由丝杠及液压系统组成，控制模板收合。整　个液压系统由６个１０　ｔ级侧模油缸、４个竖向油缸（即支架　油缸），２个水平油缸和２套泵站组成。大梁前后底座上各　安装有１个水平油缸，利用其左右移动调整模板中心线与　隧洞中心线相吻合。台车共有２８个丝杠，分为框架两侧架　上水平方向丝杠和横架上偏向左右侧的竖向丝杠各７个，　与框架一同布置。丝杠与框架铰接，不可取下，与模板连　接端采用插销连接，可以取下。　游段隧洞衬砌５５４　ｍ、上游段隧洞衬砌２０６　ｍ，采用整体针　梁钢模台车衬砌，共分为５段，其余大港头支洞段主洞衬　砌４０２ｍ，采用定型组合钢模衬砌，共分１Ｏ段。由于工期　和施工场地的影响，分谈头嘴衬砌段和大港头衬砌段２个　工作区，分别布置２套施工设备。　２模板制作　根据现有设备情况和工期要求，经认真比较各种模板　方案，谈头嘴上下游隧洞选择整体式针梁钢模台车作为混　凝土施工模板，大港头衬砌段则采用定型组合钢模。　２．１　台车参数　台车大梁长度２４　ｍ，模板直径２．９　ｍ，台车每段衬砌长　度９　ｍ，侧模油缸行程Ｏ．４　ｍ，台车总重约２５　ｔ。　２．２台车构造　整体式针梁钢模台车由模板、大梁、框架、前后支架、　收分系统、行走系统、牵引系统７部分组成。　钢模板共３块，分别布置于底拱、边顶拱左右侧，左　侧模比右侧模弧长稍长，便于设置顶拱进料口。侧模与底　模采用铰接，侧模间在顶拱偏右位置搭接。模板分成６组　制作，每组宽１．５　ｍ，采用厚Ｏ．６　ｃｍ的钢板按断面要求加工　成弧型。底模弧长２．８６　ｍ，左右侧模弧长分别为３．４２，　２．８２　ｍ。每组模板横向两边采用厚１　ｃｍ的钢板焊接作为肋　收稿日期：２００８－０１—１０　行走系统分为前、后行走系统，前行走系统在轨道上　行走，后行走系统在已浇筑完成的混凝土面上行走。前、　后行走系统行走轮部分可以互换。　牵引系统由１台３　ｔ双筒卷扬机控制，卷扬机固定在钢　模台车的大梁一端头上，在模板和框架固定时通过台车内　的定滑轮牵引，详见图１。　作者简介：戚会华（１９７９一）男，助理工程师，大专，主要从　事水利水电工程施工管理工作。　・５７・　维普资讯 http://www.cqvip.com

总第１５溯・浙江水利科技・２００８年第瑚　图１针梁钢模台车断面图　２．３台车工作窗口及附壁式振捣器布置　工作窗口主要为混凝土进料、混凝土振捣及观察浇筑　情况而设置，台车共布置７个工作窗口，其中６个０．４　ｍ×　０．４　ｍ的工作窗口，布置在左右侧模腰线位置，左右对称，　用于满足混凝土进料、振捣和观察；还有一个圆形窗口　西１２５珊布置在左侧模一端头顶部，作为混凝土上顶时进　料用。　附壁式振捣器左右侧模各布置３台，功率为１．１　ｋＷ，　附壁式振捣器可联动，也可单独操作。　３施工程序　混凝土衬砌施工程序是：清洗仓面一钢筋安装一台车　行走、就位、加固一堵头模安装一验仓一混凝土浇筑一等　强拆模、行走进入下一仓段。　（１）钢筋安装。与混凝土浇筑平行作业即钢筋提前一　仓完成。采用现场人工绑扎，利用洞壁锚筋焊接架立钢筋，　然后进行纵向、环向钢筋绑扎与焊接。　（２）台车行走、就位、加固。钢筋安装验收合格后，　台车即可向该段行走。钢模台车向前行进的原理是大梁与　模板（包括框架）之间的相互运动，首先固定模板，在卷　扬机的牵引下大梁以底模为轨道通过钢筋段，大梁就位后，　固定好大梁，在卷扬机的牵引下行走模板。大梁和模板定　位后，通过台车上的液压系统推动模板自动张开，调整模　板到位。再人工操作丝杠支撑加固整套台车。　（３）堵头模安装。考虑到隧洞衬砌厚度变化，堵头模　板采用木模板进行封堵。　（４）混凝土浇筑。混凝土采用洞外拌制，电机车牵引　混凝土轨道罐车运输至工作面，由混凝土输送泵泵送入仓。　先浇筑底模，由于衬砌断面较小高度较低，底模浇筑直接　从腰线位置处的仓口进料，底模浇筑必须从一侧仓口进料，　保证底模下的空气排出。底模浇筑到位后（可以通过堵头　位置观察），附壁式振捣器振捣３～５　ａｒｉｎ。底模浇筑完成后　立即浇筑腰线以下位置，该处浇筑时要均匀铺料，采用混　凝土软管在腰线位置的各个窗口均匀进料，保证台车两侧　混凝土应均衡上升。在浇筑时要随时振捣，采用插入式软　・５８・　轴振捣器及附壁式振捣器相结合的方式振捣，保证混凝土　达到最大密实度。待混凝土浇筑至腰线窗口位置时，则全　部关闭所有的腰线位置窗口，将混凝土管与台车左侧模顶　端的进料窗口对接（该窗口焊接１段泵管），该处浇筑时要　确保拱顶混凝土密实，防止不必要的回填灌浆，在封拱时，　要时刻观察堵头模处混凝土情况，防止顶拱空洞或涨模。　浇筑过程中有专人负责观测台车变形和堵头处混凝土　量，使整个施工过程处在受控状态。　（５）脱模。待混凝土浇筑好后１２　ｈ左右，进行脱模。　脱模时先脱右侧模，再脱左侧模，后脱底模。先卸除丝杠，　再操作油缸使左右侧模板依次脱离混凝土面，最后底座竖　向油缸向上顶使整个台车向上运动，底模与混凝土脱离。　整个台车所有立模、脱模、定位找正等操作全部采用液压　油缸操作。　４质量情况　采用台车浇筑混凝土段，混凝土质量完全满足设计要　求，混凝土优良率达到９５％，经钻孔取芯检查完全满足设　计要求。未发现混凝土表面气泡、水泡现象，外观平顺光　滑，无错台现象，较之普通定型组合钢模浇筑段的表观质　量有明显提高。　５进度分析　谈头嘴隧洞上游２０６　ｍ衬砌（３段连续）从２００６年１１　月１６日开始施工，２００６年１２月１５日结束；下游５５４　ｍ衬　砌（２段连续）从２００ｒ７年７月１０日开始施工，２００ｒ７年９月　１４日结束。总共７６０　ｍ，约３　０００　混凝土（包括超填），　只用了３个月零５　ｄ，混凝土施工进度大大加快，从而为业　主的赶工目标赢得了时间。　采用台车衬砌在连续浇筑段基本上能保证２４　ｈ一模即　９　ｍ／ｄ，而采用普通定型钢模衬砌在连续浇筑段基本上浇筑　一模需要４０　ｈ。即７．２　ｍ／ｄ（定型组合钢模长１２　ｍ），钢模台　车在施工进度上大大加快混凝土浇筑速度。具体施工时间　见表１。　表１施工进度对照表　ｈ　所需时间　工序————————————————＿　采用钢模台车　采用定型组合钢模　６成本分析　这套台车是该项目部自行设计制作的，由于台车针梁　属原有设备（对相近小断面隧洞此台车针梁可以多次利　维普资讯 http://www.cqvip.com

总第１５８期・浙江水利科技・２００８年第４期　用），只需对台车模板根据衬后断面尺寸进行制作安装，因　此整套台车设备一次性投入并不多，与普通定型组合钢模　如针梁钢模台车为新设备，则一次性投入比定型组合　费用差不多。而在操作人工上，钢模台车比定型组合钢模　钢模大，台车总制作费用为２ｏ万元，而定型组合钢模为５　要减少多人，人工费节省明显。具体人员安排见表２。　万元。但台车的大梁是可以多次利用的（断面相近的隧　洞），而定型组合钢模只能作为一次性使用（除断面相同　表２所需施工人员对照表　人　外），因此在设备残值上台车是有优势的，台车的残值按当　所需人数　时市场价计算为１０万元左右，定型组合钢模的残值主要为　工种——　钢模台车　定型组合钢模　该设备按废钢铁的市场价值计算为１．６万元。　在施工人工费上，针梁钢模台车比定型组合钢模有较　大优势，主要是因为采用了针梁钢模台车后，人工数量和　人工工时大大减少，虽然定型组合钢模一仓浇筑的混凝土　量较台车多，但不足于抵消增加的人工数量和工时成本。　具体分析数据见表３。　表３针梁钢模台车与定型组合钢模混凝土施工人工费对比表　元　如按台车衬砌段长度计算对比分析：总方量７６０×３．５７　（３）台车结构合理，安全稳定。台车结构设计严密，　＝２　７１３．２　ｍ３，考虑残值后台车设备折旧成本为１００　０００÷　整体性好，在泵送混凝土压力大的情况下，只会造成模板　２　７１３．２＝３６．８６元，　，定型组合钢模折旧成本为３４　０００÷　局部涨模，不易致模板坍塌，以致出现严重的安全和质量　２　７１３．２＝１２．５元，ｍ３。加上人工费成本后，混凝土施工的模　事故。　板折旧成本和人工成本合计为：针梁钢模台车　．７３元，　，　定型组合钢模８１．９ｒ７元，ｍ３，依上所述，针梁钢模台车较定　８结语　型组合钢模的成本优势明显。　从整体上看钢模台车设计合理，操作简单方便，可大　７安全分析　大降低劳动强度并减少劳动人员数量，施工进度、质量和　效益有明显提高。但台车的使用必须考虑实际情况，不可　采用台车衬砌，安全保障大大提高，其安全性能主要　盲目使用，否则将得不偿失：　体现以下几方面：　（１）一次性投入大，循环使用次数少，只适用于相同　（１）立、拆模方便，操作简单。针梁钢模台车立、拆　断面的隧洞衬砌，或改动模板尺寸施用于断面相近的隧洞　模主要通过台车上的收分系统，首先人工装卸台车上的所　衬砌。　有２８个丝杠，然后操作液压油缸系统支撑或收拢模板。该　（２）隧洞衬砌长度越长速度优势越明显，反之隧洞衬　操作简单快速，所需人工数量大大减少，且在模板脱离混　砌长度短安装拆除台车时间所占比重偏大，且单位成本摊　凝土面时无人工，确保安全；而定型组合钢模支立和拆除　销相对增加。　需全程人工仓面操作，不安全因素大大增加。　（３）隧洞衬砌不连续，每段衬砌长度小于５０　ｍ，且段　（２）半自动化操作，移动方便。台车移动利用大梁上　间间隔长度大于５０　ｍ，则台车移动所用时间较多，造成台　的双筒卷扬机牵引，固定模板移动大梁，固定大梁移动模　车效率低下，不利于成本和进度控制。　板（模板和框架是相连的），通过互相间运动使整个台车在　（４）台车是一个整体设备，需要随时维护，确保设备　轨道上移动。台车移动只需人工操作双筒卷扬机，半自动　能正常使用，一旦台车某个部件损坏则整个台车将无法使　操作，保障安全。而定型组合钢模需要人工搬运所有的模　用，需要停工维修，不利于进度安排。　板、拱架和连杆，量大再加上隧洞本身工作面就比较狭窄，　（责任编辑屠福河）　模板移动的危险源大大增加。　・５９・