小洞徑混凝土襯砌簡易鋼模臺車的設計及應用

□盧文會(貴州省水利水電勘測設計研究院)

0.引言

由于七里塘水電站導流洞在汛期施工，底板及0＋000m～0＋090m樁號段邊墻混凝土澆筑后因洪水導流洞過水，截至2011年7月下旬才開始恢復施工，而大壩工程要在2011年9月底進行截流，導流洞剩余0＋090m～0＋150m邊墻及0＋000m～0＋150m頂拱襯砌能否在9月上旬完成是七里塘大壩工程施工的關鍵線路，工期僅50d。

七里塘導流洞襯砌若采用承重排架施工將無法按期完成，且趕工措施投入成本較大。為確保工期，必須投入鋼模臺車進行剩余邊頂拱的襯砌施工，而鋼模臺車一次投入成本較大，且不能重復利用，針對此類小型工程的小洞徑襯砌勢必造成虧損，如何節省成本同時確保安全、質量、工期是導流洞襯砌的關鍵所在。經多方案比較，七里塘導流洞頂拱襯砌采用了簡易鋼模臺車，簡易鋼模臺車支撐系統采用腳手管，操作簡捷方便，效率高，大部分部件可重復利用，成本低廉。

1.工程概況

七里塘水電站大壩工程導流洞位于大壩右岸，導流洞全長363m，進口0＋000m～0＋006m為閘門井，閘門井底部高程472.8m，頂板高程484.8m。導流洞斷面為城門洞型，設計開挖斷面尺寸7m×7.8m（寬×高），底板設計厚度30cm，進口底板高程473.8m，出口底板高程471.8m。洞0＋000m～0＋150m邊頂拱采用C20鋼筋混凝土襯砌，混凝土設計厚度50cm。洞0＋150m～0＋363m邊頂拱采用噴錨支護。

2.簡易臺車的設計

簡易鋼模臺車分為兩節，單節長度6m，組合長度12m，一次襯砌范圍為12m。簡易臺車主要有行走機構、腳手管排架、脫模機構、組合鋼模板組成。簡易臺車橫向結構剖面示意圖見圖1。

圖1 簡易臺車橫向結構剖面示意圖

2.1 支撐排架

支撐排架采用φ48×3.5mm腳手管搭設，立桿橫向間距90cm，縱向間距75cm，底部與行走機構固定，頂部與脫模調節螺桿連接。小橫桿豎向間距150cm，縱向間距75cm，長度560 cm，兩側距襯砌邊墻20cm，便于簡易臺車行走。大橫桿豎向間距150cm，橫向間距90cm，單根長度600cm。排架設置剪刀撐，確保結構穩定性。支撐排架結構簡單，可在現場搭設安裝，省工省時。

2.2 脫模機構

脫模機構主要有調節螺桿、排架和定型鋼筋組成。調節螺桿可雙向調節，人工操作，模板安裝時順時針調節螺桿向上移動，拆模時逆時針調節螺桿向下移動。螺桿調節一次不能降低太大，單節臺車必須4～6人同時進行調節，每人負責6～8個調節螺桿。調節螺桿上方為排架系統和定型鋼筋，先按襯砌斷面加工Φ28定型鋼筋，用于固定模板，定型鋼筋固定在排架頂部，排架底部與調節螺桿固定連接。簡易臺車脫模機構見圖2。

圖2 脫模機構結構示意圖

2.3 安裝

簡易臺車安裝較為簡便，所有部件準備完成后在混凝土澆筑工作面拼裝即可，拼裝順序為行走機構→支撐排架→脫模機構→模板。單組行走機構在加工廠安裝完成，在混凝土施工面按設計尺寸就位并臨時固定，然后在其上部安裝支撐排架。支撐排架頂部及脫模機構排架底部的調節螺桿螺帽及鋼墊板在加工廠加工焊接，現場作為支撐排架的一部分進行拼裝。行走機構、支撐排架拼裝完成后進行脫模機構安裝，安裝順序為由下之上依次為：調節螺桿安裝→排架安裝→Φ28定型鋼筋安裝→鋼模板安裝。排架拼裝在洞0＋150m～0＋162m無須襯砌的部位進行，拼裝完成后移動至0＋138m～0＋150m澆筑部位。簡易臺車安裝方便快捷，結構件均在加工廠預先加工完成，現場排架安裝時組裝即可。

2.4 運行

簡易臺車運行主要包括臺車移動、模板抬升、轉角模板安裝、混凝土澆筑、拆模等作業，關鍵作業是簡易臺車移動、模板抬升、拆模。關鍵作業能否順利完成是整個襯砌施工的關鍵，為盡量縮短關鍵作業時間節省工期，在頂拱襯砌施工前對導流洞底板集中進行全面清理，確保臺車行走順暢，簡易臺車移動就位后，進行脫模機構的抬升，該作業安排10人即可在1h內完成，主要采用人工對調節螺桿輪換調整，不能單獨將一個調節螺桿調整到位后再進行下一個，必須均勻同步調節，確保脫模機構平穩升至混凝土設計邊線。拆模時脫模作業同安裝作業正好相反。轉角模板安裝及拆除均在脫模機構完成后進行，采用腳手管固定在簡易臺車排架上。簡易臺車從拆模和安裝完成一個循環的作業時間在4～5h，極大的縮短了模板安裝拆除時間，為整個導流洞襯砌工期贏得了時間。

3.經濟效益比較

3.1 工期比較

七里塘導流洞剩余工程襯砌施工共計50d。若采用普通的承重排架，每倉混凝土從搭設排架到模板安裝約48h，混凝土澆筑約5h，混凝土澆筑后等待強度需48h，共計13倉混凝土則需要55d方可完成全部襯砌，混凝土澆筑后回填灌漿易無法按計劃完成，勢必影響大壩工程順利截流。若采用多個倉面同時施工，由于洞徑小，施工布置極為困難，無法確保合理安全施工。

采用簡易臺車進行施工，頂拱混凝土襯砌在8月11日開始施工，9月10日完成全部150m洞段襯砌，頂拱襯砌工期共計31d，平均每倉混凝土用時57h，除去混凝土澆筑及等強度的時間，模板拆除安裝每倉平均時間為4h，施工效率極高。由于模板設計合理，使用簡捷方便，為整個導流洞襯砌及后續回填灌漿、大壩工程順利截流贏得了寶貴的時間。

3.2 成本比較

簡易臺車共使用腳手管2.7t，行走鋼輪70套，調節螺桿70套，材料及加工安裝費用共計 2.7（t）×7800（元 /t）＋9100（元）=30160元，運行中每倉人工移動、抬升、拆除模板共需40工時，合計40（工時）×10（元/工時）×12.5（倉）＝5000元。單獨計算簡易臺車加工安裝費及運行期間人工費用約3.5萬元。

若采用普通承重排架進行施工，需兩個工作面同時進行施工，需腳手管 5.4t，材料費用共計 5.4（t）×5800（元 /t）=50868元，排架采用人工進行安裝，每倉排架安裝共需650（工時）×12.5（倉）×10（元/工時）＝81250元。單獨計算承重排架材料及人工安裝費用共計約13.2萬元。

通過上述比較采用簡易臺車比普通承重排架節省費用約9.7萬元，而導流洞頂拱混凝土產值總共約44萬元，經濟效益成果相當明顯。

4.結語

簡易臺車在小洞徑襯砌施工中不僅可以縮短施工工期，還可節省施工成本，施工期間安全、質量能夠得到有效保障，在七里塘導流洞工程中，采用此種簡易臺車共澆筑頂拱混凝土1080m3，在31d內完成13倉混凝土澆筑，節省工期24d，節約成本9.7萬元，為七里塘導流洞工程創造了較好的經濟效益。簡易臺車在中小型水電工程中灌漿隧洞襯砌、小洞徑導流洞、引水隧洞均可以使用，其低廉的成本和簡捷方便的安裝操作都將成為小型工程中極為有利的施工措施。

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