大型懸臂模板在TBM組裝間混凝土施工中的應用

陳勝蓮

（山西省水利建筑工程局 山西太原030006）

1 工程概況

本工程是某項目TBM組裝間側(cè)墻混凝土的施工，組裝間長×寬×高為80 m×13m×17m，混凝土側(cè)墻高度12m，混凝土強度等級為C40W8F200，墻體厚度50 cm，澆筑混凝土方量約1000 m3,由于混凝土側(cè)墻高度較大，使用普通組合鋼模板存在支模復雜，模板用量大，接縫多等缺點，加上施工工期緊，所以本工程決定采用大型懸臂模板進行施工，以達到高效、快速、優(yōu)質(zhì)的目的。

2 大型模板的選型、制作、分組

2.1 懸臂大型模板的選型

本工程TBM組裝洞室長80 m，施工工序為隔倉澆筑，沿進洞方向分左、右兩側(cè)同時施工，以10 m為一倉面，左右各分8倉。為了便于施工，本工程決定采用懸臂大鋼模板尺寸：長×寬為2.5m×2m。

2.2 懸臂大模板制作

懸臂大模板由大型鋼制模板、X型支撐和工作平臺三部分組成，鋼制模板由面板、骨架梁、主骨梁、肋梁及拉筋孔等組成。面板為5mm厚的Q325鋼板,骨架梁和主骨梁為[120槽鋼，肋梁為[100槽鋼。X型支撐部分由可調(diào)支撐桿、固定支撐桿、支撐鉸組成。可調(diào)支撐桿為φ60鋼管，鋼管壁厚5mm，兩端為調(diào)節(jié)螺栓。固定支撐桿為φ60鋼管，壁厚5mm，兩端為支撐連接片。支撐鉸為120 mm×120 mm×14mm的鋼板，焊接在模板的主骨梁上和工作平臺上。工作平臺是由角鋼骨架和菱形網(wǎng)片組成，骨架用8mm×8mm的角鋼焊接而成，然后在骨架上焊接菱形網(wǎng)片。如圖1所示。

圖1 懸臂大模板構(gòu)造圖

大型懸臂模板的加工制作由模板生產(chǎn)廠家專門制作，模板材料采用Q325鋼材，模板的長和寬尺寸要符合設計要求，最大誤差不超過±3mm，模板的4個平面角必須是90°，對角線誤差不超過±2mm，模板面要求平整光滑，焊縫達到設計要求，除面板正面外其他所有材料在除銹后噴防銹漆。拉筋規(guī)格型號及間距根據(jù)澆筑混凝土時作用在模板上的荷載確定。

2.3 懸臂大模板的分組

TBM側(cè)墻混凝土長80 m，高12m，按長度10 m進行分縫，左右側(cè)各分8個倉面。每個倉面每層用4塊，分6層澆筑完。

3 大型模板的安裝、拆除

3.1 大型模板的安裝

TBM組裝斷面及大型懸臂模板安裝詳圖見圖2。

圖2 大型懸臂模板安裝詳圖

每個倉面分六層澆筑，第一層、第二層的懸臂大模板采用挖機配合人工安裝，第三層至第六層采用12t汽吊機配合人工安裝。懸臂大模板在第一層安裝前，在鉆爆法施工完的原基面上打15cm的C10的混凝土墊層，在墊層上測出混凝土邊墻的外邊線。如果墊層面局部不平整，可用普通水泥砂漿找平或焊接架立筋找平。第一層模板安裝時要在墊層面上打限位錨筋，安裝時用挖機將大模板吊運至安裝位置，把可調(diào)支撐桿下端的螺栓桿端與墊層上的限位錨筋連接，用可調(diào)支撐桿初調(diào)使第一塊模板基本就位后，進行下一塊模板安裝，相鄰模板之間用螺栓初步連接，直到第四塊模板安裝完畢。每層4塊模板初裝完成后需要進行整體調(diào)整，調(diào)整時，測量工放線配合模板工用可調(diào)支撐桿調(diào)整就位，然后模板之間用扳手把連接螺栓二次緊固，為了防止在澆筑混凝土時模板發(fā)生跑模現(xiàn)象，施工中采用Φ12的連接鋼筋，其中一頭套好絲扣，絲扣長15cm，內(nèi)側(cè)以斜拉的方式用沒有絲扣的一頭和圍巖上的系統(tǒng)錨桿焊接，外側(cè)連接筋有絲扣的一頭通過模板上的預留孔外露10 cm，用墊板加螺栓鎖緊。由于采用隔倉澆筑，第一次分倉澆筑的每個倉面兩側(cè)采用普通模板進行封堵，用方木和腳手架進行加固。橡膠止水按設計要求進行施工。當模板安裝完成并且待澆筑混凝土結(jié)構(gòu)中受力鋼筋安裝完畢后，必須進行“三檢”，特別是倉面內(nèi)的積水和支模時掉入的雜物需清理干凈后再進行混凝土澆筑。在混凝土澆筑過程中，必須派模板工在現(xiàn)場跟蹤檢查，發(fā)現(xiàn)跑?；蚵{現(xiàn)象及時處理?；炷翝仓瓿刹⑦_到一定強度后，再進行第二層模板的安裝。每層混凝土澆筑層高基本與模板高度一致，澆筑完的混凝土初凝后要進行鑿毛。第二層模板直接安裝在第一層模板上，將調(diào)節(jié)桿和第一層模板的支鉸連接，與第一層模板形成一個整體的外支撐桁架，上下相鄰模板用螺栓連接，接縫處可以墊海綿，防止漏漿。待第二層混凝土澆筑完成并達到一定強度后，拆除第一層模板安裝至第二層模板上，如此重復直至最后一層混凝土澆筑完成。如果模板的數(shù)量多，可以在澆筑完第三層混凝土后再拆除第一層模扳。為了加快模板的安裝速度，模板上設立專門的定位裝置，模板可以快速準確就位，就位后的模板用鉸與下塊模板連接起來，并通過鉸連桿調(diào)節(jié)傾斜度，以滿足側(cè)墻垂直度要求。見圖3,圖4。

圖3 混凝土分倉

圖4 混凝土翻倉

3.2 大型模板的拆除

3.2.1 拆除時間

模板的拆除時間必須滿足設計和規(guī)范要求，一般情況下在第二層混凝土澆筑24h后就可以拆除第一層模板。如果模板數(shù)量多，不影響施工，可以在第三層澆筑完再拆除第一層的模板。

3.2.2 拆除方法

模板的拆除必須遵循“從上而下，從高到低”的原則，第六層至第三層模板的拆除采用12t汽車吊配合人工在模板外側(cè)的工作平臺上作業(yè)，第二層和第一層的模板拆除采用挖機配合人工進行。模板拆除必須一塊一塊的拆，不能兩塊或整體四塊一起拆。拆模前首先把模板左右、上下之間的連接螺栓卸掉以及上下之間的鉸接桿固定銷抽掉，為了循環(huán)利用拆下的螺栓與固定銷收集于編織袋里。其次用12t吊車吊住需要拆除的模板，人工用撬棍橇模板的兩側(cè)。為縮短拆模時間，在模板上設立專門的脫模裝置，拆卸每層的第一塊模板時，操作人員站在同層第二塊模板的走道板上，通過專用工具搬動脫模裝置，被拆模板就可快速脫離混凝土面，以此類推，直至拆完為止，拆下的模板要及時進行打磨，把模板的面板上水泥漿處理后，涂刷脫模劑。拆除模板后TBM組裝間外觀質(zhì)量見圖5。

圖5 拆除模板后TBM組裝間外觀質(zhì)量

4 使用大型懸臂模板的優(yōu)點

1）大型懸臂模板操作簡便、精確調(diào)整、快速上升、作業(yè)人員少。2）單板尺寸大，接縫少，板面平整光滑，保證了混凝土的外觀質(zhì)量；面板耐久性好，使用周轉(zhuǎn)次性高。3）各連接件標準化程度高，通用性強。4）支架上設走道板即可提供安全、足夠的作業(yè)空間，又可兼做臨時施工通道，方便作業(yè)人員對模板的拆除及混凝土澆筑施工。5）懸臂模板設有調(diào)節(jié)斜撐，可方便調(diào)整模板的垂直度。

5 施工質(zhì)量保證措施

1）模板安裝，必須按TBM側(cè)墻混凝土的施工詳圖測量放樣，在每層模板初裝后通過測量校正垂直度。2）模板應具備足夠的強度和穩(wěn)定性，能承受作用在模板上的全部靜、動荷載。3）模板的拉筋應符合施工要求，和系統(tǒng)錨桿要焊接牢固，不因作用在模板上的靜、動荷載而產(chǎn)生變形或彎曲，甚至拉斷。4）模板與原始圍巖的接觸面，以及各塊模板之間的接縫處，必須結(jié)合嚴密，防止混凝土漏漿。5）模板安裝的偏差，必須控制在設計允許范圍內(nèi)，不符合要求的立即處理。6）在混凝土澆筑過程中，模板工要在施工現(xiàn)場控制模板的安裝質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)跑模或漏漿現(xiàn)象及時處理。7）每次拆模后都須將面板上附著的雜物清理干凈，并在澆混凝土前刷脫模劑。拆模后如模板須落地，則其面板不可直接放在地面上，而應在地面上先墊木方，再將模板放在木方上，以保證模板的周轉(zhuǎn)次數(shù)。8）澆筑混凝土前，上層模板與下層模板之間一定要用連接螺栓緊固好，或在模板縫之間墊3cm的海綿條，防止再次澆筑混凝土時漏漿及錯臺。9）澆筑混凝土前，對拉螺桿一定要按圖紙位置拉接，同時檢查模板單元上各個螺絲的松緊情況，如發(fā)現(xiàn)有松動應及時擰緊，防止跑模以保證混凝土質(zhì)量。

6 施工安全保障措施

1）模板安裝或拆除過程中，吊模板的鋼絲繩一定要吊于主背楞上部的吊具上，切記不得吊于模板的吊鉤上。防止模板碰到混凝土或其他面上時模板脫落傷人。2）拆除模板時，作業(yè)人員一定要系安全帶。3）模板的走道板上，嚴禁堆放材料及設備，以防墜物傷人。4）TBM組裝間通風條件及照明必須滿足施工作業(yè)環(huán)境的要求。5）吊車指揮人員和拆除及安裝作業(yè)人員必須用對講機保持聯(lián)系。

7 結(jié)論

由于采用大型懸臂模板，加快了施工進度，為TBM吊車梁的安裝提供了作業(yè)面，保證了TBM主機和后配套的順利組裝，在實際施工應用中發(fā)揮了大型懸臂模板的優(yōu)點，它將被廣泛地應用在各類混凝土施工中。