雙孔圓形隧洞針梁式鋼模臺車聯合襯砌工法

彭志海 余 慶 鞠林林

(中國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車聯合襯砌工法

彭志海 余 慶 鞠林林

(中國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利用工程——水庫聯網輸水工程隧洞襯砌施工為素材，對雙孔圓形隧洞采用兩臺針梁式鋼模臺車聯合進行混凝土襯砌的施工方法進行了總結，并對注意事項做出分析，提出控制措施，為類似工程施工提供參考。

雙孔圓形隧洞；針梁式鋼模臺車；聯合；均衡

1 引 言

隨著國家新時期“河湖水系連通”治水方略的提出，水資源綜合開發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，實現高水高用、低水低用的目的，傳統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運而生。因此，如何優質、高效、經濟的完成雙孔圓形隧洞的混凝土襯砌成為一項重要研究內容。

2 工法特點

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

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，有效減少分倉次數，加快施工進度。

d. 該工法在施工過程中操作人員較少，可大量節約人工成本，可大大減輕工人體力勞動強度。

3 施工工藝原理及工藝流程

針梁式鋼模臺車主要由模板總成、針梁總成、梁框總成、卷揚牽引機構、抗浮裝置、液壓系統、電氣系統等組成，安裝在臺車上的卷揚機使鋼模和針梁做相對運動，實現臺車自行向前或向后行走。雙孔圓形隧洞混凝土襯砌由兩臺獨立的針梁式鋼模臺車分別行走至指定位置后，通過臺車兩端螺桿連接形成臨時整體，采用抗浮千斤頂和限位千斤頂與隧洞內壁支撐牢固，對稱、均衡進行混凝土澆筑，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

4.1 施工準備

針梁式鋼模臺車模板設計長度為10.7m，模板搭接長度0.2m，有效襯砌長度10.5m。由廠家設計、制造，采用平板車運至施工現場后，在洞口附近布置一臺16t汽車吊配合安裝，安裝、調試工作由生產廠家專業技術人員現場指導。針梁式鋼模臺車組裝見圖2。

隧洞內底板基巖縫面與邊頂拱噴混凝土面清理采用人工持風水槍沖洗干凈，確保無雜物、灰塵、浮渣等，符合質量標準要求。

4.2 測量放線

用全站儀、水準儀等進行測量放線，將底板混凝土澆筑控制點線放在明顯地點，并在方便度量的地點給出高程點、特征樁號線、輪廓線、高程線、分縫線等，確定鋼筋綁扎和立模邊線，并做好標記。

4.3 鋼筋安裝

由現場技術人員開出鋼筋下料單，在鋼筋加工廠制作，為了防止運輸時造成混亂以及便于架立，每一型號的鋼筋必須捆綁牢固并掛牌明示，用5t載重車運輸到隧洞口，然后人工搬運至工作面，洞內采用人工搭設排架進行鋼筋綁扎焊接。鋼筋安裝前底板應搭設穩固的鋼筋架，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 針梁式鋼模臺車組裝

圖3 鋼筋安裝

由于雙孔隧洞在運行過程中存在偏壓工況，中隔墻成為隧洞結構中最薄弱的環節，鋼筋必須嚴格按照施工圖紙下料、安裝，確保鋼筋位置、長度、間距、數量以及鋼筋保護層厚度滿足設計圖紙要求，保證其受力特性。

4.4 臺車就位及端模安裝

針梁式鋼模臺車行走立模之前，倉號內鋼筋、預埋件、縫面處理情況需經過監理驗收合格。兩臺鋼模臺車先后行走至測量放線標記位置，行走速度須按廠家設計要求控制，臺車行走就位后，操控液壓系統將模板支撐到位，并采用兩端螺桿將兩臺臺車連接形成一個臨時整體，然后操控液壓系統將抗浮千斤頂、限位千斤頂分別支撐在隧洞頂拱和兩側邊墻適當位置，最后利用全站儀投放控制點再次校模。臺車就位見圖4。

圖4 臺車就位

臺車就位后進行止水及預埋件安裝，型式、尺寸、埋設位置和材料的品種規格符合施工圖紙的規定。采用長度80cm的φ12圓鋼彎制成簡易的托架、夾具，間隔50cm將止水固定在設計位置上，托架與結構鋼筋牢固焊接，止水凹槽必須安放于縫面中間，且使其與端頭模板結合嚴密。安裝好的止水須加以固定和保護，防止在澆筑過程中發生偏移、扭曲或結合面漏漿。端頭模板主要采用定制弧形平面鋼模板，局部基巖面不規則部位或者補縫部位使用木模板；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 清倉驗收

對鋼筋、模板施工時遺留下來的雜物進行人工揀出或者采用高壓風水沖洗。清倉完成后，施工人員、機具等一切就緒，履行“三檢”程序后，申請驗收開倉。開倉證應附倉面設計，對監理工程師在驗倉過程中提出的問題立即整改，監理工程師檢驗合格后簽開倉證。

4.6 混凝土澆筑

混凝土由拌和站集中拌制，罐車運輸，混凝土泵送入倉，手持式振搗器配合附著式振搗器振搗，根據隧洞斷面尺寸大小，選擇合適的設備和工器具型號。在澆筑混凝土前，先在底板基巖面鋪設一層2～3cm厚的水泥砂漿，砂漿配合比與混凝土的澆筑強度相適應，當下料高度大于2m時在倉號內布置溜筒，避免骨料分離。針梁式鋼模臺車頂拱部位預留進料口和排氣孔，頂拱混凝土采用流動性大的二級配料或一級配料，采用手持式振搗器和臺車上安裝的附著式振搗器聯合振搗。

混凝土在澆筑過程中應注意：?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、右對稱布料，鋼模臺車前后混凝土高度差不超過60cm，兩臺臺車左、中、右混凝土高度差不超過50cm；?每層混凝土入倉高度控制在30～40cm之間，倉號內混凝土上升高度控制在50cm/h以內，入倉后及時采用手持式振搗器及鋼模臺車上附著式振搗器進行振搗，振搗時從工作窗口注意觀察，振搗時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，避免過振或漏振；?手持式振搗器在倉面上應按一定順序和間

距逐點振搗，間距為振搗作業半徑的一半，并應插入下層混凝土5cm左右；?手持式振搗器應垂直插入混凝土中，振搗完應慢慢拔出，如有傾斜，則傾斜方向應保持一致，以免漏振；?手持式振搗器嚴禁直接碰撞模板、鋼筋及止水等預埋件；?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；?在止水及預埋件周圍應細心振搗，設專人在模板外側敲打搗固密實；?澆筑過程中模板工和鋼筋工要加強巡視維護，異常情況及時處理；?混凝土澆筑時必須保持連續性，如因故中斷且超過允間歇時間則應做施工縫處理，混凝土澆筑允許間歇時間應根據試驗室提供的試驗成果而定。

4.7 脫模、養護

當達到脫模時間后，首先拆卸螺桿使兩臺臺車分離獨立，然后分別拆卸各臺車的抗浮千斤頂，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護，使混凝土表面經常保持濕潤狀態，連續養護時間不少于28天。用于養護的設備處于常備狀態，以便在實際需要時可立即投入使用。臺車澆筑效果見圖6。

圖6 臺車澆筑效果

5 效益分析

5.1 經濟效益

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

5.2 社會效益

該工法提高了機械化施工水平，減少了用工數量，減輕了工人體力勞動強度；雙孔圓形隧洞襯砌全斷面一次成型，提高混凝土防水效果，隧洞襯砌內實外美，施工質量優良，得到了當地政府和老百姓的高度贊揚，社會效益顯著。

6 應用實例

資中縣水庫聯網輸水工程A1隧洞、A2隧洞、A3隧洞、A4隧洞長度分別為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針梁式鋼模臺車聯合施工，同步、均衡進行混凝土澆筑，底、邊、頂一次成型，施工過程中無質量事故發生，滿足工期要求，得到了資中縣政府和參建各方的一致好評。

7 結 語

水資源綜合開發利用程度日益提高已代表一種新的趨勢，該工法機械化程度高、施工質量好、進度快、成本低，混凝土外形美觀，將為類似工程施工積累經驗，助推國家“河湖水系連通”治水方略的順利實施。

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