地下連續墻導墻移動模架的設計和應用

蒲青松

(中鐵五局集團第一工程有限責任公司，長沙 410116)

1 概述

導墻是控制地下連續墻各項指標的基準［1]，也是地下連續墻的地面標志，導墻的寬度尺寸將直接影響地下連續墻的墻體厚度，導墻豎向面的垂直精度是決定地下連續墻能否保持垂直的首要條件［2]。導墻頂部有時會高出地面。導墻斷面小、形式多樣、地表狀況多變、目前沒有可用于導墻施工的標準化模板設備，難以實現標準化作業，導墻施工對人工技能要求較高，其施工成本也比較高。

某地鐵線路車站段地下連續墻位于市政主干道中軸線上，施工范圍內主要地層自上而下依次為:素填土:0～0.3 m為瀝青路面;褐黃、褐紅色、松散狀，不均勻有少量碎塊石;粉質黏土:褐黃、褐紅色，土質均勻，可塑。導墻標準段深度為1 700 mm，實際導墻最深為3 700 mm，凈空為850 mm，導墻寬度為3 250 mm，導墻面在路表面以上200 mm，具體結構尺寸如圖1所示。

圖1 導墻截面示意(單位:mm)

2 傳統導墻模板工藝存在的不足

傳統導墻模板工藝，主要采用小塊鋼模按照構件尺寸拼裝，利用鋼管、方木、型鋼等作為背肋加強模板的整體剛度，再通過桿件支撐，使模板的空間位置固定。即所用的各種部件是零散的，每次使用都要把每個部件組裝和拆卸1次，然后人工倒運到下一工作面進入下一循環作業。這種模板工藝使溝槽整體線形較難控制，易形成“S”輪廓線，板縫多，模板間錯臺容易超標，對工人的專業技能要求高，工作量大，勞動強度大，工作效率低，施工成本高。

3 導墻移動模架的設計

為了解決傳統導墻模板工藝的不足，設計了1種專門用于導墻施工的模板設備——導墻移動模架。該設備由模板系統、模架系統、支撐系統、行走系統及操作系統組成。1組移動模架設計長度為12 m。施工中可以采取多組串聯施工。移動模架一次性組裝好以后，無需安裝軌道，采用電機驅動或卷揚機牽引移動即可行走，模板可采用絲桿或液壓立模與脫模，澆筑混凝土時的側壓力全部由支撐系統承受，不需增加其他輔助支撐，此外，模板系統采取獨特設計，可以很方便實現增高或減低，以滿足導墻變高度施工要求。因此，該導墻移動模架具有施工質量好、勞動強度低、生產效率高、使用方便、操作簡單，制造成本低，使用成本低等優點，可滿足任意高度導墻施工要求。具體構造如圖2、圖3所示。［3]

圖2 導墻移動模架正視

圖3 導墻移動模架側視

(1)模板系統

模板系統由內側模板、外側擋模板及模板支撐架組成。

內側模板由小塊鋼模組成，采取小塊鋼模設計，一方面使移動模架可滿足變高段施工要求;另一方面導向墻施工完畢小模板可拆下來用于其他施工段，也可以直接租用標準模板，從而降低成本。

模板支撐架的作用一是安裝側模，使模板達到一定的直線度及平面度要求。二是安裝吊桿及支撐絲桿，將模板的受力傳遞到支撐系統，同時用來立模與脫模作業。模板支撐架由方管焊接而成，為滿足導墻變高段施工要求，支撐架采取可加寬設計，即在其上端設計有銷接孔及聯接法蘭。當高度變化超過吊桿許可調節范圍時，可以增加或減少模板和調節模板支撐架。由于導墻凈空較小，為提高兩側模之間的通行能力，支撐架上絲桿鉸接耳板采用內沉式設計，即全部焊接在方管側面，不占用任何空間，達到凈空最大化。

外側擋模板采用槽鋼，由吊桿吊掛在支撐門架上，工作時通過絲桿與縱向梁相聯，以承受側向力。

(2)模架系統

模架系統由龍門架與縱向聯接梁組成。1組模架設計有4榀龍門架，龍門架由立柱、門架橫梁、八字撐、小橫梁組成，全部由雙工字鋼拼焊而成。其中立柱下端設計有頂地絲桿，用來調節門架高度。門架橫梁中間設計有2個200 mm×50 mm寬的長孔，滿足懸掛模板和使模板左右移動。八字撐上設計有絲桿鉸耳，用來安裝絲桿，將模板水平方向受力傳遞到模架上。小橫梁上開有200 mm×50 mm寬的長孔，用來安裝外側擋模吊桿。

縱向聯接梁包括上縱梁、中縱梁及下縱梁。上縱梁用于吊掛模板系統及使模板整體移動，中縱梁聯接門架模梁，下縱梁聯接立柱。

(3)支撐系統

支撐系統由水平絲桿、斜撐絲桿及橫向定位件組成。絲桿通過水平方向與斜撐方向錯位與花架銷結，保證花架系統的強度及穩定度，水平絲桿同時兼有收模的作用。橫向定位件包括橫向定位桿及定位支撐絲桿，聯接在模板上側，防止在混凝土澆筑過程中左右跑模等現象的發生，可以較好地保持了模架的整體穩定性。

(4)行走系統

行走系統由行走輪系與驅動裝置組成。行走輪系采用鋼制輪或橡膠輪，安裝在下縱梁上。驅動裝置可根據施工條件采用電機減速機驅動或是卷揚機牽引移動。

(5)操作系統

操作系統有液壓操作系統和機械操作系統2種。液壓操作系統由泵站、液壓油缸、吊桿、鎖緊螺母組成。吊桿采用φ25 mm精軋螺紋鋼，一端用配套的螺帽固定在扁擔梁上，另一端固定在模板支撐架上，操作液壓系統使模板達到工作狀態時再將吊桿鎖緊在門架模梁上。該操作系統操作方便，成本較高，適用于導墻較高，模板系統較重、工程量較大的施工。機械操作系統由機械千斤頂、吊桿、鎖緊螺母及扁擔梁組成。除了用人工升降模板外，其操作方法與液壓操作系統基本相同。該操作系統勞動強度有所增加，但成本大大降低，適用于模板系統較輕，工程量較小的施工。

4 導墻移動模架的使用

4.1 模板立模

(1)移動模架移動到標準位置，旋轉頂地絲桿使行走輪離地并將門架橫梁調節到水平狀態。

(2)啟動油泵，分別操作頂升油缸，測量兩端模板的高程直到達到要求為止。分別操作平移油缸，測量模板水平方向尺寸，直到達到要求為止。

(3)擰緊鎖緊螺母，將吊桿緊固在門架橫梁上。(4)擰緊定位螺栓，使模板位置固定;將兩側模板間絲桿全部安裝到位。

(5)旋轉小吊桿螺母，將外側擋模板放置地面并水平移到標準位置，鎖緊吊桿。安裝絲桿將模板固定。

(6)安裝端頭模板。

4.2 拆模及移位

混凝土澆筑完成且混凝土強度達到允許拆模的強度以后，即可進行導墻移動模架的拆模及移位［4]:

(1)將脫模絲桿外的所有絲桿及支撐件拆除;(2)松開鎖緊螺母并使其離門架橫梁150 mm以上;

(3)旋轉脫模絲桿使模板與混凝土脫離，拆除脫模絲桿;

(4)啟動油泵，頂升液壓千斤頂將模板系統整體提升100～200 mm;分別操作水平油缸，使模板脫離混凝土表面50～100 mm;

(5)旋轉頂地絲桿，使其離地50 mm以上。

(6)將卷揚機固定在前端，將鋼絲繩一端固定在移動模架上。啟動卷揚機牽引模架向前移動到下一工作面。

4.3 變高段施工操作

吊桿設計為精軋螺紋鋼，模板按一次最大調整高度差為600 mm設計。頂升油缸行程為300 mm，當高度差在200 mm以內時，直接通過油缸伸長量實現變高。當高度差大于200 mm時，旋轉螺母將吊桿向下移200 mm，然后再利用油缸行程來實現變高，依此類推。當變高量大于設計值時，先將吊桿取掉，再將調節模板及調節支撐架安裝好，最后將吊桿重新安裝。進入下一個600 mm變高段施工。依此類推施工所有變高度導墻［5]。

5 導墻移動模架的使用效果

(1)導墻外觀質量提高

小模板施工存在著板縫多，錯臺易超限，易出現線條“S”形等情況，移動模架采用整體模板，支撐及鎖緊螺帽同時定位，整體剛度好，避免了上述問題出現，導墻混凝土達到了內實外美的效果。

(2)施工效率提高

傳統導墻模板施工，拆除、倒運、安裝時間每12延米需12～16 h。而使用移動模架后，脫模、移位及立模全過程在2 h內就可完成，此外，移動模架采取12 m一組，可以多組串聯施工，施工進度明顯加快。

(3)施工成本降低

前期使用的拼裝小模板每單側12延米需要100 kg以上的鋼筋來加固和支撐，需要6個專業模工16 h以上的工作時間來完成立模、脫模及倒運模板工作，約需要2 400元左右的費用。使用移動模架后，3個普工2 h即可以完成，僅需要200元左右的費用，每12延米節省材料及安裝費用約2 200元。

在長沙地鐵1號線汽車北站站的地下連續墻導墻施工中采用了機械式的導墻移動模架，實際使用效益明顯，說明該移動模架的設計、應用是成功的，達到了預期效果。

6 結語

地下連續墻導墻移動模架結構簡單，造價低廉，操作方便，安全可靠。地下連續墻導墻采用移動模架施工，具有勞動強度低，生產效率高，施工成本低，導墻質量容易控制等優點。在地鐵車站段地下連續墻導墻較窄，深度較深且不斷變化時，采用本設備進行作業，可解決傳統工藝施工中拆裝模板難度大，施工人員活動凈空不足，底部容易跑模，導向墻不垂直等難題，給施工帶來很大便利。

［1]李 贊.深圳地鐵田貝站入巖地下連續墻施工技術［J].施工技術，2010(1):45-46.

［2]褚世巍.地下連續墻導墻的施工［J].應用技術，2010:203-204.

［3]中華人民共和國建設部.GB 50017—2003 鋼結構設計規范［S].北京:中國計劃出版社，2003.

［4]唐 紅，高翠娟.混凝土結構模板拆除中應注意的問題［J].中國新技術新產品，2009(15):178.

［5]鐵道部經濟規劃研究院.TZ 213—2005 客運專線鐵路橋涵工程施工技術指南［S].