簡易鋼模臺車澆筑箱涵混凝土施工技術

梁 勇，肖燦明

(中國水利水電第五工程局有限公司，成都，610066)

1 工程概況

南水北調天津干線起點位于河北省保定市徐水縣黑山村西，終點位于天津市外環(huán)河出口閘，主要承擔向南水北調中線主干渠引水，供給天津市及沿途各縣市飲用水。本標段承擔其中11.7km混凝土箱涵施工任務，施工工期36個月，扣除前期施工征地、后期復墾的時間以及冬季混凝土暫停施工時間，混凝土箱涵實際施工工期僅20個月?；炷量偣こ塘繛?5.56萬m3，混凝土箱涵澆筑施工工期極為緊張，需采用多作業(yè)面流水作業(yè)方可按時完成施工。

本標段主要建筑工程為現(xiàn)澆有壓輸水鋼筋混凝土箱涵，其中包括倒虹吸6座、通氣孔5座、分水口1座、小型公路涵4座、保水堰1座，以及分水口管理用房、通信及安全檢測預埋管道等。箱涵長11.70km，主要由759節(jié)3孔4.4m×4.4m鋼筋混凝土薄壁箱涵構成，箱涵頂板厚為0.55m，墻體厚度為0.45m～0.6m，標準節(jié)箱涵長度為14.97m，底板厚度為0.60m。

2 箱涵混凝土施工方案比選

2.1 模板系統(tǒng)選擇

本工程箱涵為地埋式低流速過水箱涵，業(yè)主對內外墻混凝土外觀質量要求較高，外墻為平面墻體，內部為4.4m×4.4m倒角正方形流道?，F(xiàn)場模板施工以人工為主，配備1臺25t汽車吊配合施工。綜合考慮混凝土外觀質量要求、建筑物結構尺寸和施工作業(yè)條件，模板系統(tǒng)宜選擇結構穩(wěn)固、周轉性強的組合鋼模板。本工程選擇以面板厚度3mm的P6015普通組合鋼模板為主，配合部分P3015、P1015普通鋼模板，底板、邊頂?shù)菇遣课缓拖浜瓋啥祟^采用定型鋼模板，壁厚3mm的φ48mm普通鋼架管作縱橫圍檁，模板間采用“U”型卡或螺栓連接，側墻采用對拉螺桿和“山”型卡支立。

2.2 邊頂模板支撐系統(tǒng)選擇

本工程箱涵底板坡道平順，單節(jié)箱涵分為底板和邊頂拱兩個倉號施工。針對其結構特點，箱涵外墻模板支撐系統(tǒng)采用普通鋼管腳手架;箱涵內墻模板支撐系統(tǒng)采用簡易鋼模臺車，在已澆筑的底板上鋪設［200mm槽鋼作為導向軌道，短距離行走人工持撬杠推行，長距離行走由卷揚機牽引。

2.3 箱涵澆筑分段分層

根據(jù)設計圖紙要求，單節(jié)箱涵長度為14.97m，單節(jié)箱涵之間設置3cm沉降縫。為便于施工，臺車施工標準長度為15m，單節(jié)箱涵分底板、邊頂板兩次澆筑完成，施工縫位于底八字腳以上50cm處。底板施工采用底腋腳模板拼裝澆筑，邊頂板施工采用簡易臺車進行。

圖1 箱涵結構分層剖面

3 箱涵模板設計

3.1 荷載分析

箱涵混凝土施工分為底板和邊頂兩部分進行，這里主要考慮簡易鋼模臺車的施工荷載:

⑴根據(jù)設計圖紙要求，箱涵頂板混凝土厚度為0.55m，長為14.97m，寬15.2m，以0.55m鋼筋混凝土澆筑厚度作為臺車設計的基本荷載;

⑵箱涵頂板施工過程中工作人員及澆筑設備、工具等施工荷載;

⑶臺車上模板自重荷載;

⑷新澆混凝土側壓力荷載。

3.2 箱涵底板模板

底腋角模板采用5mm厚鋼板做面板，橫邊框選用5mm×50mm帶鋼做肋帶，豎邊框及縱橫肋選用4mm×50mm帶鋼做肋帶，腋角模板間連接件采用標準小模板U型卡連接，模板單節(jié)長度1500mm，考慮到相鄰箱涵接頭處接縫的嚴密，其中一節(jié)模板長度為1550mm，單塊模板重約37.5kg，施工時采用人工支拆。在進行箱涵外側模板拼裝時，采用砂漿做找平層，防止由于墊層不平導致混凝土漏漿，從而影響混凝土外觀質量。

圖2 箱涵底板底腋角模板示意

3.3 箱涵側墻模板

箱涵內外側墻模板均采用55系列標準P6015小鋼模拼裝，內外側模板采用對拉絲桿固定。箱涵外側搭設雙排操作腳手架，做模板拼裝平臺。

3.4 箱涵頂板模板

箱涵頂板模板采用55系列P6015型模板，頂腋角模板面板選用4mm厚鋼板，邊框均選用5mm×50mm帶鋼，橫豎肋帶選用4mm×50mm帶鋼。頂腋角模板在設計時，為方便模板的拆裝，將頂腋角轉折點處設置為餃接，頂模與側模采用插銷連接件連接，拆模時模板可隨連接件轉動，便于模板的拆裝。

4 箱涵簡易臺車構造

簡易鋼模臺車采用普通方鋼管構成，在臺車下部設置行走機構，本工程箱涵單節(jié)為15m。在進行臺車設計時，為便于實際臺車的組裝，將臺車分兩段制作，其單節(jié)長度為7.5m。臺車在相鄰箱涵段之間通過人力或機動設備移動，具有靈活、機動性強等特點。

圖3 臺車結構橫斷面

圖4 臺車桁架結構縱斷面

5 簡易臺車的拼裝與拆模

5.1 簡易臺車的拼裝

第一次支模時，將組裝好的簡易臺車牽引到位，調整好前后左右的距離后，用8臺10t螺旋千斤頂(行程最小為100mm)將其整體頂升到標高(比設計標高高出10mm～15mm，給混凝土澆筑豎向荷載施加后模車的整體下沉留出余量，此時模車輪距離底板80mm～100mm，為頂板模拆模后脫離混凝土頂板的距離)，在臺車主梁門架位置用支撐千斤將模車頂緊。

在頂升過程中，應由8人配合操作，每人控制一臺千斤頂，步調保持一致，防止傾倒和模車整體滑移。頂升到位后，用千斤頂將模車撐到已經(jīng)澆筑成型的底板混凝土墻體上，防止在頂板混凝土澆筑時，由于高度差產生的水平推力過大而使模車側移，再利用調節(jié)絲杠將模板調整到位進行固定。

圖5 箱涵簡易臺車組裝澆筑狀態(tài)圖

5.2 箱涵簡易臺車拆模

當澆筑成型的箱涵頂板混凝土強度達到75%時，便可進行臺車拆模與推移。首先利用可調支撐絲桿將模板收縮8°左右，此時模板掛在模車上。其次，慢慢下降螺旋千斤頂，使模車在自重作用下脫離頂板混凝土。此過程不能同時下降8個點的千斤頂，應該采取沿模車的縱向先下降一端，再依次下降的施工順序，這樣能更有效地破壞模板吸附力。一端下降30mm，另一端再下降30mm。使模車保持平衡。依次繼續(xù)下降，使模車輪下降到槽鋼軌道上，完成脫模過程。具體拆模見圖6。

圖6 箱涵簡易臺車拆模狀態(tài)圖

6 簡易臺車的應用

6.1 混凝土施工的程序

底板施工完畢后，臺車就位對邊頂板施工。邊頂板施工程序:臺車就位→澆筑倉面準備→鋼筋架立→預埋件安裝→堵頭模板安裝→驗收→混凝土澆筑→灑水養(yǎng)護→臺車行走

6.2 臺車就位

底板施工完成，待混凝土施工強度滿足設計要求后便可進行箱涵邊頂拱施工。簡易臺車經(jīng)過人工推拉進入相鄰段箱涵底板，在進行臺車的就位過程中，簡易鋼模臺車中軸線不可偏離箱涵軸線，若偏離超過2cm則必須調整。臺車就位后，便可安裝箱涵頂板的鋼筋和外側模板，最后由測量對模板進行復測調整合格。

6.3 混凝土澆筑

鋼筋、模板、止水及其他埋件安裝完畢并驗收合格后進行混凝土澆筑作業(yè)。

箱涵混凝土的施工嚴格按分段分塊進行。根據(jù)箱涵結構特性，箱涵分底板、邊頂板兩次澆筑完成，施工縫位于底八字腳以上50cm。為保證混凝土質量，我標段設置兩座拌合站HZS90站及HZS60站，設計生產能力為75m3/h，兩套拌合站互為補充協(xié)調?；炷翝仓怪边\輸采用汽車泵泵送入倉，水平運輸采用9m3罐車運料。混凝土澆筑過程中保持連續(xù)性，不得間斷。在澆筑底板混凝土的過程中，要嚴格控制澆筑順序，先澆筑底板八字腳以下的部分，后澆筑各墻體混凝土。邊頂板混凝土澆筑時，確保墻體混凝土均勻上升，并嚴格控制混凝土上升速度。在箱涵混凝土澆筑過程中，加強腋腳模處的混凝土振搗，以保證氣泡及時排出。

6.4 混凝土施工流水作業(yè)控制

箱涵混凝土施工的流水作業(yè)是低成本、高效率施工的關鍵，一方面箱涵開挖成型驗收面必須足夠長，一方面箱涵底板混凝土施工完成倉位數(shù)必須足夠多。在實際施工過程中，以各項目、各工序均衡施工作業(yè)為基本原則進行流水作業(yè)控制，根據(jù)現(xiàn)場施工作業(yè)機械和人員的配置，綜合考慮土方開挖斷面、單節(jié)箱涵底板和邊頂?shù)匿摻罴盎炷凉こ塘俊⒆鳂I(yè)效率、混凝土強度的增長等因素，以確保邊頂板連續(xù)施工，合理安排流水作業(yè)。本工程現(xiàn)場土方開挖配備1臺1.5m3液壓反鏟，單個混凝土箱涵作業(yè)面配備土建施工工人30人，按開挖(墊層施工完)領先箱涵底板80m～100m、底板鋼筋領先混凝土3～4個倉位、底板混凝土完成面領先邊頂拱施工4～5個倉位控制，一方面能夠保證邊頂連續(xù)施工的流水節(jié)奏，一方面不會因為開挖過早引起的邊坡垮塌(地下水豐富導致開挖邊坡易垮塌)。在夏季主汛期，開挖成型作業(yè)面移交可控制在30m～60m一段，作業(yè)面移交后立即進行混凝土墊層和底板混凝土施工，可有效降低邊坡垮塌造成的成本增加。

7 結語

本工程分為三個工區(qū)施工，箱涵混凝土施工作業(yè)面12個，夏季主汛期箱涵每月完成30～35節(jié)，春秋兩季箱涵每月完成50～60節(jié)。由于箱涵混凝土的流水施工節(jié)奏總體控制較好，我公司按期完成了年度施工計劃，成為天津干線直管標段較早完成箱涵施工的單位之一，也是廊坊三個標段中第一家完成項目施工退場的單位。

南水北調小斷面箱涵工程，因箱涵施工斷面較小，且混凝土外觀質量要求高，工期相對緊張，因此現(xiàn)場施工采用簡易鋼模臺車做箱涵施工時的內部支持系統(tǒng)。該臺車具有操作靈活、方便、整體剛度好、體型易于控制等特點，結合底板混凝土施工、箱涵基礎開挖和墊層混凝土澆筑的合理流水施工節(jié)奏控制，既保證了箱涵施工進度，有效控制了施工成本，并盡可能地降低了高地下水對工程施工的影響。采用普通P6015標準組合鋼模板較輕便，可人工拼裝，減少大型起重機械吊裝，其成型混凝土表面平整，接縫平滑，無錯臺現(xiàn)象。所以簡易鋼模臺車應用于箱涵施工具有一定的優(yōu)越性，加之混凝土倉位、工序的流水施工節(jié)奏控制，有效地降低施工成本，值得類似工程借鑒。 ■