王大勇 隆松柏

摘要：在大型永久洞室混凝土襯砌施工中，通常采用定型鋼模臺車進(jìn)行混凝土澆筑，我公司通過嘗試和研究，在烏江思林電站尾水隧洞襯砌中采用簡易腳手架臺車施工，克服了洞室大斷面、單倉澆筑重量大和常規(guī)鋼模臺車笨重、組裝困難、成本較大等難題，取得了良好的社會經(jīng)濟效益，確保工程質(zhì)量和工程進(jìn)度；且簡易腳手架臺車制作安裝方便快捷，運行可靠，成本低廉；因此可在同類各類洞室襯砌中推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：簡易腳手架臺車；鋼模臺車；大型永久洞室；混凝土襯砌

1、概述

烏江思林電站尾水隧洞斷面15m×21m（寬×高），屬于大型洞室，在中大型隧洞混凝土襯砌中，常規(guī)方法是采用定型鋼模臺車，定型鋼模臺車一般采用型鋼作支撐結(jié)構(gòu)，模板采用鋼板，用液壓系統(tǒng)對模板系統(tǒng)進(jìn)行頂伸，在軌道上行走。而簡易腳手架臺車就是在這種方式下發(fā)展起來的，主要的創(chuàng)新是增設(shè)了行走機構(gòu)和對模板系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，可稱之為“移動的滿堂腳手架”。

簡易腳手架臺車分為邊墻臺車和頂拱臺車，不受斷面大小的限制，在開挖完成后，按底板、邊墻、頂拱的順序進(jìn)行襯砌，底板澆筑完成后，先安裝邊墻臺車，再安裝頂拱臺車，臺車的行走機構(gòu)采用腳輪，支撐結(jié)構(gòu)采用鋼管搭設(shè)的滿堂腳手架，模板采用組合鋼模板，邊墻模板根據(jù)臺車長度及高度拼裝成整體，采用葫蘆進(jìn)行脫模和就位，模板采用與腳手架連接的頂托支撐，澆筑完成后將頂托的螺桿松開，用葫蘆提升脫模。頂拱模板根據(jù)隧洞斷面尺寸制作拱架，用小鋼模拼裝，用千斤頂頂升整體拱架，拱架的支撐采用頂托，就位時用千斤頂將拱架頂升到位，用頂托支撐，脫模時先將頂托螺桿松開，千斤頂卸壓脫模。臺車的行走采用裝裁機牽引。

2、簡易腳手架臺車技術(shù)內(nèi)容

2.1邊墻臺車主要部件及功能

思林水電站尾水隧洞工程過流斷面尺寸14×19.8m（寬×高）、邊墻高14.47 m，邊墻臺車尺寸為12×14.27m（長×高），混凝土澆筑尺寸為12×11.27m（長×高），邊墻剩余1.0 m墻體與頂拱一起澆筑。邊墻臺車主要由行走機構(gòu)、滿堂腳手架、模板脫模機構(gòu)、模板、模板支撐機構(gòu)、臺車承重機構(gòu)等構(gòu)成。

2.1.1行走機構(gòu)

行走機構(gòu)是由φ300（承重2T）實心腳輪和行走機座組成，臺車通過裝裁機牽引在底板混凝土上行走。邊墻臺車總重約52 T，考慮安全系數(shù)，共布置42個實心腳輪行走時承載，橫向6排，縱向7排。

2.1.2 滿堂腳手架骨架

滿堂腳手架采用φ42鋼管搭設(shè)，架子間距100cm、排間距75cm、層間間距100cm，橫向打滿剪刀叉。腳手架主要是用于連接頂托支撐模板承受混凝土澆筑側(cè)壓力及提升模板的支架。

2.1.3模板脫模機構(gòu)

模板脫模機構(gòu)是由模板支撐架和4個8T葫蘆組成。模板脫模和就位采用葫蘆升降進(jìn)行，就位后的模板采用與腳手架連接的頂托支撐，澆筑完成后將頂托的螺桿松開，用葫蘆提升脫模。

2.1.4 模板

模板采用常規(guī)鋼模板組合拼裝，拼裝成二塊12×11.27m（長×高）的整體大模板，模板站桿、背桿參照常規(guī)組合鋼模板布置，站桿75cm一道、背桿100cm一道，模板與站桿、背桿用拉鉤及蝴蝶扣連接與模板形成整體。

2.1.5模板支撐機構(gòu)

模板支撐機構(gòu)是由頂托支撐組合而成，模板支撐機構(gòu)主要是用于支撐模板及傳遞混凝土澆筑時側(cè)壓力，模板就位后調(diào)緊頂托螺絲來支撐加固模板。

2.1.6臺車承重機構(gòu)

臺車承重機構(gòu)是由36塊枕木及36塊木楔子組成。臺車行走安裝就位后，在臺車底座下加墊枕木和木楔子，使臺車行走腳輪在混凝土施工中不直接受力，施工荷載及臺車自身荷載通過加墊的枕木和木楔子傳向底板混凝土，保護(hù)臺車的腳輪。

2.2頂拱臺車主要部件及功能

頂拱臺車設(shè)計為12 m長，邊墻剩余1.0 m墻體與頂拱一起澆筑。頂拱臺車主要由行走機構(gòu)、滿堂腳手架、操作平臺、模板頂伸機構(gòu)、側(cè)翼模板支撐機構(gòu)、拱架總成、模板、臺車行走導(dǎo)向機構(gòu)、臺車承重機構(gòu)等構(gòu)成；由于頂拱臺車架設(shè)于邊墻臺車頂部，其承重機構(gòu)、滿堂腳手架在構(gòu)造邊墻臺車時考慮。

2.2.1操作平臺

滿堂腳手架搭設(shè)完成后，在邊墻臺車頂部搭設(shè)操作平臺。用于頂升模板、脫模時及安裝拱架、模板時作操作平臺。

2.2.2模板頂伸機構(gòu)

模板頂伸機構(gòu)是由千斤頂和頂托組合而成。臺車頂伸系統(tǒng)是用千斤頂頂升整體拱架，拱架的支撐采用頂托，就位時用千斤頂將拱架頂升到位，用頂托支撐，脫模時先將頂托螺桿松開，千斤頂卸壓脫模。

2.2.3側(cè)翼模板支撐機構(gòu)

側(cè)翼模板支撐機構(gòu)由頂托、鋼管及扣件組裝而成。頂模頂升到位并用頂托支撐加固后，調(diào)節(jié)側(cè)翼模板支撐機構(gòu)頂托螺絲使側(cè)翼模板向外旋轉(zhuǎn)，直倒側(cè)翼模板達(dá)到設(shè)計邊線為止。

2.2.4拱架總成

頂拱臺車拱架總成由拱架及拱架支撐管架組成。拱架用于模板成型及支撐模板，拱架支撐管架浮托在模板頂伸機構(gòu)上，支撐及連接拱架。拱架用φ42鋼管制作，根據(jù)斷面尺寸計算得拱架弧長16.87m，將拱架分成①、②兩部分制作，其中①拱架制作成兩塊6 m長，安裝時連成整體，②拱架制作成兩塊弧長為1.37m且與1.0m的邊墻模板骨架連成整體，在①、②拱架連接端加工支鉸裝置，①、②拱架用支鉸連接，②拱架以支鉸為軸心可以內(nèi)外旋轉(zhuǎn)。

2.2.5模板

頂拱模板由頂模、左側(cè)側(cè)翼模、右側(cè)側(cè)翼模三塊組成，頂模用鋼模拼裝，側(cè)翼模用小鋼模組合拼裝，模板用拉鉤、背桿及蝴蝶扣與拱架連接形成整體。側(cè)翼模與頂模用支鉸連接，側(cè)翼模以支鉸為軸心可以內(nèi)外旋轉(zhuǎn)。

2.2.6臺車行走導(dǎo)向機構(gòu)

邊墻臺車行走時有少許偏移軸線，可以通過模板支撐機構(gòu)頂托螺絲來調(diào)節(jié)模板。頂拱臺車沒有設(shè)置模板對中裝置，頂拱臺車行走時不允許跑偏，在臺車滿堂腳手架左右側(cè)各安裝4個側(cè)向?qū)л啠?個側(cè)向?qū)л喎乐古_車偏移。

2.3臺車制作及安裝

簡易腳手架臺車為鋼管管架結(jié)構(gòu)，最長件19m，重35.15kg，烏江思林電站尾水隧洞開挖尺寸為14×19.8 m（長×高），在已澆底板混凝土上安裝臺車非常方便。不需要任何機械設(shè)備，人工直接進(jìn)行安裝。一臺臺車安裝需15天。

2.3.1邊墻臺車安裝

安裝邊墻臺車，安裝基本上都是用原材料，沒有制作構(gòu)件，現(xiàn)場用切割機根據(jù)設(shè)計尺寸下料。

首先安裝行走機構(gòu)，行走機構(gòu)是由42個φ200（承重2T）實心腳輪和行走機座組成，先按設(shè)計要求組裝行走機座，再安裝實心腳輪，實心腳輪與行走機座連接通過實心腳輪的軸承用鋼管扣件連接。

行走機構(gòu)安裝形成后，在行走機座上搭設(shè)腳手架，腳手架搭設(shè)逐層進(jìn)行，架管間扣件連接，橫向設(shè)剪刀叉，加強滿堂腳手架整體性。

滿堂腳手架搭設(shè)完成后，進(jìn)行模板脫模機構(gòu)及模板支撐機構(gòu)安裝。在安裝模板前，在滿堂腳手架兩側(cè)每一根橫向管安裝一個頂托，形成模板支撐機構(gòu)。在搭設(shè)腳手架最后一層架子管時，架子管懸挑25cm并加斜支撐加固，在滿堂腳手架左右側(cè)模板吊點處懸掛4個8T葫蘆組成，并形成了模板脫模機構(gòu)。

在進(jìn)行模板支撐機構(gòu)安裝的同時可以開始進(jìn)行模板安裝。模板采用150×90cm鋼模板組合拼裝，模板用φ12螺栓連接，按設(shè)計要求安裝站桿、背桿，模板與站桿、背桿用拉鉤及蝴蝶扣連接形成整體，站桿、背桿的接頭錯開，在最后一塊模板上安裝兩個吊鉤，用于模板脫模和就位時的吊點。

臺車承重機構(gòu)在臺車前期安裝過程中不安裝，是在臺車襯砌施工中臺車行走就位后，在臺車底座下加墊枕木和木楔子，使臺車行走腳輪在混凝土施工中不直接受力，施工荷載及臺車自身荷載通過加墊的枕木和木楔子傳向底板混凝土。

2.3.2頂拱臺車安裝

在邊墻臺車安裝后進(jìn)行頂拱臺車安裝，提前制作完頂拱拱架。除了拱架是制作構(gòu)件外其它都是用原材料直接進(jìn)行安裝。

首先進(jìn)行行走機構(gòu)安裝，行走機構(gòu)是由30個φ300（承重2T）實心腳輪和行走機座組成。行走機構(gòu)安裝形成后，在行走機座上進(jìn)行滿堂腳手架安裝。

滿堂腳手架搭設(shè)完成后，鋪設(shè)模板頂伸操作平臺。在最高一層架子上鋪設(shè)一層竹跳板，竹跳板與架子用鐵絲綁扎牢固，并形成了模板頂伸操作平臺。

模板頂伸操作平臺形成后，就可以進(jìn)行模板頂伸機構(gòu)安裝。在設(shè)計位置安裝千斤頂，在豎向鋼管上各揷入一個頂托并形成了模板頂伸機構(gòu)。

模板頂伸機構(gòu)安裝完成后，把所有的千斤頂及頂托的頂面調(diào)到同一水平面，然后在其上面進(jìn)行拱架支撐管架安裝，管架安裝完成后，進(jìn)行頂拱拱架安裝，先安裝①拱架，拱架與滿堂腳手架豎向架子管一一對應(yīng)安裝，①拱架安裝完成并加固后進(jìn)行兩側(cè)的②拱架安裝，安裝過程中特別注意①②拱架的絞接。

頂拱模板分成頂模、左側(cè)翼模、右側(cè)翼模三塊進(jìn)行安裝，三塊模板是相對獨立的。①拱架安裝完成后就可以進(jìn)行頂模安裝，頂模用150×30cm小鋼模拼裝，鋼模用U型扣件連接，且用背桿、拉鉤及蝴蝶扣與拱架連接形成整體。在安裝頂模的同時進(jìn)行②拱架校正和加固，②拱架加固完成后進(jìn)行左右側(cè)側(cè)翼模安裝，側(cè)翼模用150×30cm、150×10cm小鋼模組合拼裝，安裝方式與頂模相同，安裝完成后側(cè)翼模與②拱架連成整體可以支鉸為軸心內(nèi)外旋轉(zhuǎn)。

在模板安裝完成后，開始安裝側(cè)翼模板支撐機構(gòu)，按設(shè)計要求位置和結(jié)合實際情況安裝側(cè)翼架管及頂托支撐。

2.4臺車運行

簡易腳手架臺車運行包括運行前的準(zhǔn)備工作及運行中的工作。

準(zhǔn)備工作包括準(zhǔn)澆倉面的扎筋、混凝土施工縫、倉面清洗等工序施工及驗收完成、臺車運行路段底板的清理、臺車承重機構(gòu)拆除、臺車通道底部加固、臺車牽引鋼絲繩安裝等，如是邊墻臺車必須先把結(jié)構(gòu)邊線放樣后，方能移動臺車。

運行中的工作包括安裝臺車承重機構(gòu)、邊墻模板（頂拱模板）安裝就位、擋頭模板安裝、混凝土澆筑過程中臺車維護(hù)、拆模等，如是邊墻臺車必須先把臺車通道按設(shè)計要求加滿對稱支撐后，方能開倉澆筑。

2.5創(chuàng)新內(nèi)容

簡易腳手架臺車的制作安裝原理來自于滿堂腳手架，為了能適應(yīng)隧洞襯砌的特點，作了如下的改進(jìn)和創(chuàng)新：

⑴臺車的行走采用腳輪，腳輪的數(shù)量根據(jù)臺車的重量、腳輪的承載力及考慮臺車的整性進(jìn)行配置。

⑵為了防止臺車牽引行走時不跑偏，增設(shè)了導(dǎo)向裝置。

⑶為了保證交通暢通，在臺車中部留了4×4.5m（寬×高）的通道。

⑷邊墻臺車由組合鋼模板拼裝成整體，采用葫蘆及頂托實現(xiàn)邊墻模板的就位及脫模；頂拱臺車用鋼管制作拱架，連接成整體，利用千斤頂和頂托實現(xiàn)了頂拱模板的就位及脫模。

3、與同類相關(guān)技術(shù)綜合比較

3.1工藝比較

傳統(tǒng)鋼模臺車采用型鋼作支撐骨架，整塊的鋼板作面板，采用液壓系統(tǒng)對模板進(jìn)行頂伸，有專門的行走機構(gòu)，可做成邊墻、頂拱或全斷面鋼模臺車，操作方便，由于重量大，穩(wěn)定性好，澆筑的混凝土面光滑平整。

簡易腳手架臺車采用鋼管腳手架作為支撐骨架，用組合鋼模板拼裝成整體模板，用千斤頂和螺桿對模板進(jìn)行頂伸，用裝載機牽引行走，需分為邊墻臺車和頂拱臺車，對臺車的使用好壞與操作人員的熟練程度有關(guān)，同樣能達(dá)到規(guī)范優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)的要求。

3.2施工進(jìn)度比較

對于傳統(tǒng)型全斷面鋼模臺車，從設(shè)計、制作到安裝完成需要3個月時間，襯砌一倉混凝土需要5～6天，拆除工作量大。

由于簡易腳手架臺車所使用的材料是通用型的，只需按設(shè)計提前準(zhǔn)備材料，安裝一臺簡易腳手架臺車只需10～15天，12m臺車平均4天澆筑一倉邊墻混凝土、5天澆筑一倉頂拱混凝土，從澆筑速度上看與傳統(tǒng)型鋼模臺車差不多，由于地質(zhì)情況復(fù)雜前隧洞開挖進(jìn)度往往會滯后，相應(yīng)地壓縮了混凝土襯砌的時間，若按原計劃配置的鋼模臺車就不能滿足工期要求，簡易腳手架臺車安裝方便，可以根據(jù)實際的施工進(jìn)度調(diào)整臺車的安裝位置及安裝數(shù)量，以滿足工期要求。

3.3經(jīng)濟效益比較

傳統(tǒng)型鋼模臺車由于采用的是型鋼作支撐骨架，重量大，穩(wěn)定性好，因而造價高，對于14×19m的襯砌斷面，一臺12m長的全斷面的鋼模有120噸重，需130萬元，且使用完后材料基本不能回收利用。

簡易腳手架臺車主要采用了鋼管腳手架、組合鋼模板等通用型材料，對于同樣大小的斷面，邊墻、頂拱臺車共有110噸重，需70萬元，且材料除了正常損耗外，基本上都可以回收再利用，因而造價可以節(jié)省2/3。

經(jīng)濟效益額的計算依據(jù)：

一臺傳統(tǒng)型的全斷面鋼模臺車造價為130萬元，由于不能重復(fù)利用，考慮20%的回收率，使用完后實際花費104萬元。

一臺簡易腳手架臺車造價為70萬元，且材料基本上可以回收，考慮損耗和折舊，按60%的回收率計算，使用完后的實際花費為28萬元，比傳統(tǒng)型鋼模臺車節(jié)約成本2/3以上。

4、結(jié)語

簡易腳手架臺車在思林電站尾水隧洞等大型洞室永久襯砌的應(yīng)用取得了良好成績，確保了工期、保證了質(zhì)量、節(jié)約了成本；簡易腳手架臺車制作安裝方便快捷，運行可靠，成本低廉，可廣泛推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]王玉龍，《扣件式鋼管腳手架計算手冊》，中國建筑工業(yè)出版社

[2]《建筑施工扣件式剛掛腳手架安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ130-2011）

[3]《組合鋼模板技術(shù)規(guī)范》（GB50214-2001）

[4]《水電水利工程模板施工規(guī)范》（DL/T5110-2000）

作者簡介：

1.王大勇，男，（1983-5），貴州省甕安縣人，工程師，大學(xué)本科，主要從事建筑項目工程技術(shù)、質(zhì)量管理工作。

2.隆松柏，男，（1991-11），四川省中江縣人，助理工程師，大學(xué)本科，主要從事建筑項目工程技術(shù)、質(zhì)量管理工作。