隧道大斷面整體移動式模板支架施工技術(shù)

付航，丁涯，向明

（中建八局第三建設(shè)有限公司，江蘇 南京 210000）

1 工程概況

解放碑地下停車場改造一期工程位于重慶市渝中區(qū)解放碑CBD中心區(qū)域，主通道隧道主要為對既有人防洞室改造而成，通過在既有人防結(jié)構(gòu)面內(nèi)襯鋼筋混凝土作為永久結(jié)構(gòu)，襯砌斷面較大，隧道凈寬達(dá) 12 m，高度 10 m，為直墻拱形斷面形式，該段主通道隧道長70 m。隧道二次襯砌采用C30P8鋼筋混凝土，墻、拱整體式模板襯砌澆筑。結(jié)構(gòu)主要施工：外層防水施工、鋼筋施工和混凝土澆注。施工工序為：原人防結(jié)構(gòu)表面處理→鋪設(shè)防水材料→綁扎鋼筋→安裝模板→混凝澆筑→脫模→整體推移支撐體系→下一循環(huán)澆筑。

2 大斷面整體移動式模板支架體系工藝原理

2.1 設(shè)計背景

該主通道隧道人防改造段70 m襯砌斷面相對標(biāo)準(zhǔn)斷面屬于加寬段 （加寬約 4 m）襯砌，標(biāo)準(zhǔn)斷面的液壓襯砌臺車不能有效使用，若重新加工定制模板襯砌臺車花費時間太久成本代價太高，而采用滿堂腳手架施工又會截斷施工通道，影響洞內(nèi)其余工作面正常作業(yè)，因此考慮利用現(xiàn)有材料、以門型車架為骨架配合鋼管腳手架為支撐，組合成新的支撐體系，以滿足施工需求。 如此施工相對滿堂腳手架更契合現(xiàn)場施工需求，但每模施工完成后鋼管腳手架拆除、重新搭設(shè)依究要耗費大量的時間、人力，所以在此基礎(chǔ)上進一步對其進行改進、優(yōu)化，使得整個模板、支架體系在完成一模混凝土澆筑后能實現(xiàn)整體推移，相當(dāng)于一人工改造而成的襯砌臺車。 該模板支架體系顯著的優(yōu)點即是省去脫模之后的滿堂架拆除、下一工作面的再次搭設(shè)滿堂架，節(jié)約人工節(jié)、省工期、避免不必要的材料損耗，施工質(zhì)量也能得到保證。

2.2 工藝原理

第一?；炷翝仓┕r先將門型車架牽引至襯砌部位，測量定位后固定行走車輪，后搭設(shè)鋼管架，其中門型車架兩側(cè)為落地腳手架，車架上部腳手架全部落至門架橫向鋼梁上，腳手架與門型車架聯(lián)結(jié)點全部采用焊接的方式進行連接，然后整個腳手架與門型架橫、縱斷面均通過鉸鏈用電葫蘆拉結(jié)，使得腳手架與門型車架形成一個整體。 采用小鋼模拼裝后用工字鋼做背肋完成模板加固，檢查加固好組合模板支架體系后進行混凝土澆筑。 混凝土養(yǎng)護強度滿足施工要求后，對頂托卸載，進行脫模及表面清理工作，然后通過電葫蘆進一步拉緊鉸鏈，穩(wěn)定支架體系，后用4個 30 t的液壓千斤頂撐起整個組合支撐架，在車架的行走車輪下鋪設(shè)鋼軌（鋼軌需支撐在枕木上，且必須固定），調(diào)整鋼軌使其到位后逐步降落千斤頂，待車輪全都在鋼軌上后，以手拉葫蘆作為門型車架牽引動力，同時在車架移動時運載整個鋼管架，這樣門型車架就和鋼管架作為一個整體支撐體系，工作面得以轉(zhuǎn)移。

圖1 模板支架體系構(gòu)造

3 模板支撐體系的主要結(jié)構(gòu)組成

3.1 門型車架

由于隧道凈高大于門型車架高度，結(jié)構(gòu)分上下兩個部分，故下層以門型車架為基座，上層由鋼管架完成模板支撐體系。門型車架的高度 4.5 m，橫向?qū)挾?.0 m，縱向長度 8 m。下部結(jié)構(gòu)即為門型車架基座，作為主要受力結(jié)構(gòu)，門架采用桁架為主要承重結(jié)構(gòu)，橫梁由工字鋼拼焊而成，左右立柱為型鋼，立柱間由“米”支撐。作為襯砌門架的核心受力結(jié)構(gòu)，支撐著整個門架鋼管混凝土的重量，是整個襯砌施工是否成功的關(guān)鍵，因此門型車架需經(jīng)受力檢驗，且剛度穩(wěn)定性符合要求。上部結(jié)構(gòu)是由常規(guī)鋼管腳手架組成，立桿步局0.75 m，立桿縱距0.75 m，立桿橫距 0.75 m，設(shè)計時為加大結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性，橫桿和立桿之間搭設(shè)剪刀撐，盡量構(gòu)成三角受力，整個結(jié)構(gòu)的混凝土澆筑成型、外觀質(zhì)量的好壞與該結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。

3.2 模板

模板由邊模和頂模多塊拼裝而成，頂模需設(shè)置預(yù)留注漿孔，邊模需設(shè)置工作窗。模板安裝完畢后，采用 I18b鋼拱架作背肋配合 5 cm×10 cm木方加固模板確保澆筑時不出現(xiàn)脹模現(xiàn)象，從而保證混凝土外觀。

圖2 門型車架構(gòu)造

3.3 軌道鋪設(shè)

門型車架軌道為鋼軌，墊在枕木上要求用專用夾板加固。按臺車軌距要求鋪設(shè)軌道，軌道要求平直，無明顯三角坑，接頭無錯臺。嚴(yán)格控制軌道中心距，其誤差＜10 mm，軌面標(biāo)高比隧道路面中心高，允許誤差±1 cm。 軌道縱坡與隧道縱坡一致，軌道前后、左右高差＜5 mm，嚴(yán)格按測定中線鋪設(shè)，確保臺車走行方便，以方便調(diào)整就位。鋼軌選用43 kg/m的鋼軌，枕木規(guī)格為：寬度 220 mm；厚度160 mm并加固牢靠。牽引裝置由左右兩個同步驟手拉葫蘆構(gòu)成，它負(fù)責(zé)整個襯砌車架的推進功能。

4 施工工藝流程

4.1 門型車架就位和搭設(shè)鋼管架

防水板、鋼筋施工完成后，牽引門型車架至襯砌部位 （門型車架中心線應(yīng)與隧道中心線重合），檢查牢固后用木楔子鎖定行走輪，用液壓千斤頂支撐門架，抽出鋼軌使門型車架直接落至已硬化的混凝土底板面，并再次用木楔子鎖定行走輪。 門架定位固定后開始搭設(shè)鋼管腳手架，進行模板加固施工，加固完畢開始第一?；炷翝仓┕?。

4.2 混凝土澆筑過程

混凝土澆注通過模板兩側(cè)天窗自下而上對稱地分層進行，為保證門型車架受力均衡，不偏壓、不移位，兩邊混凝土澆筑高差不超過1 m。搗固利用模板天窗人工用搗固棒搗固，確?；炷撩軐?。封頂時注意澆注情況，防止注滿后強行灌注混凝土而導(dǎo)致爆?；蛑误w系破壞，又需防止泵送不到位、不飽滿、出現(xiàn)空層?；炷翝仓r需時刻檢查鋼管、頂托、模板的支撐情況，一旦有松動、位移、彎扭及時減緩澆筑或停止?jié)仓鼡Q或加固支撐，確?；炷临|(zhì)量、車架基本結(jié)構(gòu)和施工人員的人身安全。

4.3 脫模和移位

在混凝土強度達(dá)到設(shè)計和規(guī)范要求后首先對頂托卸載，進行模板拆除和清理打磨混凝土面工作，并對鋼管架進行檢查維修。其次，用電葫蘆將鉸鏈拉緊，將鋼管架與門型架連接節(jié)點焊接，進一步穩(wěn)固整個支架體系。最后，通過液壓千斤頂撐起整個組合支撐架，鋪設(shè)固定好鋼軌 （鋼軌需支撐在枕木上，且必須固定），在門型車架行進方向20 m左右距離逆向 45°方向打設(shè)深度大于3 m的地錨，后用手拉葫蘆作為門型車架牽引動力，利用行走軌道移動門型車架及鋼管架，即可轉(zhuǎn)入相鄰施工面開始施工。

5 整體移動式模板支架與普通滿堂腳手架比較

以往進行大斷面襯砌時搭設(shè)滿堂鋼管架，這樣的滿堂架施工有較多缺點：首先需要大量的鋼管材料（扣件、頂托）；其次搭設(shè)和拆除時需要人工多、時間長，且通行不方便；工序轉(zhuǎn)換復(fù)雜，勞動強度大；一次混凝土澆筑周期長，工期壓力大；密集的鋼管架造成施工段道路阻隔，影響現(xiàn)場材料機械、車輛通行。

通過理論準(zhǔn)備、結(jié)合現(xiàn)場實踐，施工過程中使用的整體移動式模板支架體系取得了良好的效果：不需要施工完后拆除滿堂架、再搭設(shè)滿堂架的復(fù)雜過程，大大減少人工并節(jié)約了工期，只需第一?；炷翝仓r完成整個支架體系及行走裝置的實施，后續(xù)施工便可大大縮短單?；炷翝仓r間，且門型車架提供的作業(yè)面安全性高，操作人員和通行人員的安全得到保障。具有施工進度快、混凝土整體性能好的優(yōu)點。

6 效益分析

采用整體移動式模板支架體系用于生產(chǎn)后使施工效率快速提升，縮減施工工期，降低施工成本，減少了人工投入，簡化了復(fù)雜工序，有效提高了施工效益。該段模板支架體系搭設(shè)長度為8 m，70 m襯砌施工共需完成9?；炷翝仓?。如此，經(jīng)第一模混凝土澆筑實際測算，采用常規(guī)門型架配合腳手架支撐體系，單循環(huán)拆除并重新搭設(shè)鋼管架需100個人工，該模板支架體系的優(yōu)化，使每個施工循環(huán)過程省去拆除、搭設(shè)鋼管架的工序，如此整個人防改造段襯砌可節(jié)約800個人工，同時工期提前80 d，極大地節(jié)省機械設(shè)備、材料的投入，節(jié)約人工費和鋼管扣件的租賃費。

7 結(jié)語

（1）整體推移式支撐體系的應(yīng)用減輕勞動強度，減少人工材料的消耗，縮短了施工工期，質(zhì)量也能得到保證，達(dá)到了安全、實用、經(jīng)濟的效果。

（2）門型車架在使用時要求本身硬件結(jié)構(gòu)合理，強度鋼度良好，保證承受自身及混凝土重量。作為襯砌門架的核心受力結(jié)構(gòu)，支撐著整個門架鋼管混凝土的重量，是整個襯砌施工是否成功的關(guān)鍵，因此車體門架需經(jīng)受力檢驗，且剛度穩(wěn)定性符合要求。

（3）鋼管腳手架須與門型車架可靠連接，使整個支架形成一個穩(wěn)定的整體，避免整個支撐架在頂升、移動過程中發(fā)生變形、扭曲，確保整個施工過程中支架體系的穩(wěn)定性。

（4）采用液壓千斤頂對支撐架進行頂升時須確保千斤頂頂升的同步性，避免整個支撐架發(fā)生側(cè)移。

（5）在混凝土澆筑時，一定要對稱施工，以保證結(jié)構(gòu)安全；混凝土澆筑過程中及時檢查支架的穩(wěn)定性，一旦有松動、位移、彎扭及時減緩澆筑或停止?jié)仓?，更換或加固支撐，確?；炷临|(zhì)量、車架基本結(jié)構(gòu)和施工人員的人身安全。機械結(jié)構(gòu)屬于重型設(shè)備，本項工法已在很大程度上減輕了工人工作強度和時間，若忽略或放松了對工人的現(xiàn)場管理，對施工會帶來很大的負(fù)面影響，造成不必要的損失。