水工隧洞混凝土施工中鋼模臺車的應用

黃 鵬 于海寬

（陜西水利水電工程集團有限公司 陜西 渭南 714000）

1 工程概況

銅川市龍潭水庫樞紐工程位于耀州區境內的趙氏河上游，距耀州城區16km。導流泄洪洞位于龍潭水庫樞紐工程大壩右岸，洞身段長492m，底坡i=0.01，泄洪洞為城門洞斷面，成型后設計斷面為4.5m×7.3m（寬×高）。隧洞底板和側墻下1m采用HFC40W6F200粉煤灰防凍抗滲高強耐磨鋼筋砼襯砌，其余側墻和拱頂采用C30W 6F200防凍抗滲鋼筋砼襯砌，襯砌厚度在Ⅱ類圍巖段為0.4m，Ⅳ類圍巖段為0.6m。該工程施工時，底板和側墻下1m采用組合鋼模板，剩余側墻和拱頂使用自行液壓有軌邊頂拱式鋼模臺車進行襯砌施工。

2 鋼模臺車的結構組成和設計技術參數

鋼模臺車是以電機驅動行走機構帶動臺車行走，利用液壓油缸和螺旋千斤頂調整模板到位及收模的隧洞混凝土成型機械。通過臺車的移位→模板定位→混凝土澆筑→收模→養護，完成一段混凝土澆筑的施工過程，它具有結構可靠、操作方便、移動速度快、隧洞成型面光滑等優點。

（1）鋼模臺車主要由模板部分、門架體部分、軌道行走系統、支撐機構、液壓移動系統、混凝土振搗系統、電路系統及其它附屬裝置組成。八大部件組成了鋼模臺車的整體系統，任何模板的支撐系統都要滿足其自身結構的剛度、強度及穩定性要求，鋼模臺車也不例外。

鋼模臺車除滿足上述基本要求外，還要根據工程自身結構尺寸特點選擇不同結構類型尺寸的臺車，上述需要考慮的因素包括：臺車是否能順利通過隧洞彎道（取決于隧洞轉彎半徑大小），洞內三管兩線（即通風管、高壓風水管、洞內排水管、動力線、照明線）布置，鋼模臺車是否滿足洞內車輛機械通行要求等。

（2）結合工程實際，具體說明鋼模臺車的設計技術參數

臺車面板設計厚度：Q235型鋼模面板，厚度12mm，設計時根據鋼模板承受新澆筑60cm厚混凝土及相應的施工荷載，其中包括混凝土及鋼模各部位結構自重、混凝土側向壓力、混凝土振搗荷載及混凝土入倉沖擊荷載等；設計時考慮允許超挖及局部因地質原因過大超挖量按40cm計算加荷載；設計時考慮鋼模面板的使用疲勞極限。

臺車型式及其技術參數：型式采用自行液壓有軌邊頂拱式鋼模臺車，臺車全長：L=10.2m；臺車內部空間尺寸：寬×高=1.8m×3.32m；臺車行走速度：10m/min；單邊最大脫模量：35cm；水平調整量：5cm（單邊）；系統工作壓力：P=12MPa；軌中心線距離2150mm±10mm；油缸最大行程：豎向油缸30cm，側向油缸30cm，水平油缸10cm；砼澆筑上升高度0.8m/h。

臺車行走系統設計：枕木:長×寬×高=100×24×20cm；鋼軌：43Kg/m；行走路面為隧洞已澆筑完成的底板混凝土面，路面縱坡≤5%。

臺車整體結構合理，承載性能良好，整體或局部無變形扭曲缺陷，模板結合嚴密，板面平整光潔；臺車工作窗注漿孔數量、位置合理，定位快捷，立模后封閉良好，拆模后無漏漿、錯臺現象。臺車內部空間滿足風管及施工機械車輛通行要求。

3 鋼模臺車的組合及其安裝

鋼模臺車在隧洞出口位置利用吊車進行組合安裝，安裝成型后的鋼模臺車軸線與隧洞軸線基本重合，以利于鋼模臺車順利進洞施工。安裝的總體順序是由內到外的分層安裝,安裝的具體順序為：安裝場地平整→枕木軌道行走系統安裝→門架體安裝→頂模及其支撐→側模及其支撐→液壓移動系統→砼振搗系統→電路系統→其它附屬裝置安裝。

臺車骨架采用型鋼焊接而成。鋼模板分為頂模和側模，模板之間采用螺栓連接，背面采用槽鋼加固，使用過程中不再拆開。頂模的調整依靠支腿下的液壓系統完成，調整到位后，絲桿支撐固定；側墻模板初步調整固定同樣依靠液壓系統完成，初步調整固定后的側墻模板與砼面接觸并不嚴密，隨后借助絲桿與臺車骨架連接，通過加固絲桿來支撐整體側墻面板，側墻模板底部絲桿與底板接觸，起整體支撐作用。行走裝置的動力系統是電機，依靠齒輪傳動，完成行走，每臺臺車不少于4臺電機，以保證臺車行走靈活同步運行。

4 鋼模臺車襯砌的應用技術及其控制要點

4.1 表面清理除銹刷脫模劑

鋼模臺車在使用前,用打磨機對鋼模表面進行打磨,除去模板表面的鐵銹及雜物，打磨完成后模板表面刷脫模劑或涂油，以防止由于模板表面不清潔有雜物在混凝土澆筑過程中與表層混凝土粘附，造成脫模困難、破壞混凝土表面影響外觀質量。

4.2 臺車定位

臺車除銹完成后，鋪設軌道推設進洞進行定位。該工程襯砌完成斷面凈尺寸為：底板中心到洞頂中心高度為7.3m，側墻凈高6m，側墻間凈寬度為4.5m。鋼模臺車按照隧洞設計尺寸制作加工，屬于定型模板，所以定位只需定出臺車中心、臺車頂模標高和側模間距即可。

（1）定中線：架設全站儀在洞頂定出隧洞設計軸線點，用吊線錘從洞頂兩端軸線點分別吊線，啟動臺車，進行左右平移直至臺車頂拱兩端中心線與洞軸線在同一條線上為止。

（2）頂模標高：臺車中線定位完成后，進行高程定位。利用水準儀在洞頂定位好的軸線線錘上測出混凝土頂設計標高，并在線錘做好標記。上下整體移動臺車，至臺車頂模表面與線錘上標記點高低相同為止。

（3）側模間距：臺車兩端側模進行收縮，至側模上下垂直為止。定位完成后臺車前后四個輪子與軌道使用夾板及絲桿進行固定，以防止臺車移位。

4.3 堵頭立模

鋼模臺車在支立堵頭模板之前：（1）應在已澆筑完成的側墻上端粘一層海綿膠，主要是為了防止側墻與側模接觸處由于局部不平存在縫隙出現漏漿；（2）臺車內部支撐：內部模板絲桿應該自上而下依次進行支撐牢固。

堵頭模板采用木模，鋼管加固。橫管間距為30cm～40cm，橫管加固前在側墻鉆孔插入固定錨筋（錨筋直徑φ20以上），橫管一端與臺車用絲扣連接，另一端錨筋直接插入鋼管，立管兩道，用絲扣與橫管連接形成整體。堵頭模板完成支護后應仔細檢查加固是否到位，縫隙填塞是否嚴密，往往堵頭模板的施工質量是整倉模板工程的薄弱環節，如加固不到位施工過程中會出現爆模現象，直接影響整倉混凝土澆筑質量。

4.4 注漿，即混凝土澆筑

立模完成經驗收合格后即可進行注漿施工，注漿輸入口包括工作窗口和注漿口。注漿時，先從鋼模臺車模板最下排工作窗口進行注漿，注漿至混凝土快要平齊工作窗口時，關閉工作窗，然后從第二排工作窗口注漿，以此類推，最后通過注漿口封頂。在注漿工作過程中要注意以下幾點：

（1）在每次注漿前，應仔細檢查絲杠、千斤頂是否有松動，防止在澆筑時臺車變形。

（2）注漿前，應在砼倉內布置燈光照明，以滿足施工操作人員的視線觀察需要。

（3）注漿施工應自下而上逐層、左右對稱多窗口進行布料，倉內前后混凝土高差要求不超過60cm，左右混凝土高差要求不超過50cm，混凝土垂直下落高度不超過2m。

（4）振搗，臺車表面裝配有附著平板振動器，振搗應逐層進行，側墻澆筑時須用插入式振搗棒進行有序振搗，振搗時避免過振或漏振，特別注意止水帶周圍部位的振搗，振搗過程中必須安排專人檢查模板及支撐是否走位變形，如發現問題停止澆筑及時進行校正加固。

（5）注漿到最后通過拱頂注漿口封頂的后期，必須使用低速擋進行注漿，并時刻注意觀察注漿口壓力的變化，避免因注漿過快或注滿后強行注入而導致壓力過大使臺車整體變形。

（6）注漿完成后應將倉面灑落的混凝土和水泥漿及時清理干凈，打掃工作面。

4.5 脫模

砼澆筑完成后，必須讓砼凝固一定的時間后方能進行脫模。脫模按以下幾個步驟進行：

（1）先拆除堵頭模板，觀察堵頭模板是否粘模，如有粘模情況，再等強。

（2）當砼強度滿足拆模要求時，啟動液壓系統，操作手動換向閥手柄，控制側向油缸，使臺車側模板脫離襯砌面。

（3）操作手動換向閥手柄，控制豎向油缸，使臺車頂部模板脫離襯砌面。油缸收縮時，必須分次收縮，切忌一次性強制脫模。液壓油缸收縮行程一般為10cm～20cm。

4.6 行走

鋼模臺車脫模后先收起門架支撐千斤頂，然后旋緊臺架支撐千斤頂和抗傾翻裝置，在臺車下個襯砌工作面鋪設好枕木鋼軌，啟動行走電機即可行走。

鋼模臺車行走時要注意以下幾點：⑴鋼模臺車必須完全靜止后，才能換向行駛。⑵當軌向坡度過大，而導致臺車行駛打滑時，可灑些干細沙到軌面上，以增大粘著力，而使打滑現象消失。

反復循環清理刷脫模劑、定位、立模、注漿、脫模、行走六個工作程序，就完成了鋼模臺車的整個作業。

5 結束語

銅川市龍潭水庫導流泄洪洞工程隧洞混凝土施工中鋼模臺車運用實踐證明：鋼模臺車具有結構造型合理、操作靈活簡便，行走自如，臺車整體剛度強度穩定性好，不易出現彎曲變形等特點，保證了水工隧洞混凝土的澆筑質量，特別是保證了混凝土表面光滑平整度，減小了洞身表面的糙率，同時也減少了工序間的干擾，便于進行流水化施工作業，降低了勞動強度，提高了工作效率，加快了施工進度，節約了施工成本，為同類工程提供了相關的施工經驗。陜西水利