淺析公路隧道電纜槽邊溝整體式液壓臺(tái)車的應(yīng)用

譚文進(jìn)

北京華通公路橋梁監(jiān)理咨詢有限公司

1 工程實(shí)例

銅仁市沿河經(jīng)印江（木黃）至松桃高速公路建設(shè)項(xiàng)目，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為雙向四車道，路面寬度24.5m，設(shè)計(jì)時(shí)速80km/h，線路全長102.065km，全線24 座隧道，其中位于第六合同段的李家寨隧道為特長隧道，該隧道為全線控制性工程之一，隧道左線里程樁號(hào)ZK49+443～ZK53+995，全 長4552m；右 線 里 程 樁 號(hào)K49+484～K53+970，全長4486m，左右線電纜槽邊溝總長18076m，單洞電纜溝邊溝平均長度9038m，該隧道電纜槽邊溝為整體式設(shè)計(jì)，采用C30 鋼筋混凝土現(xiàn)澆，蓋板預(yù)制安裝，電纜槽凈空尺寸60cm×60cm，邊溝凈空10cm×20cm。

2 電纜槽邊溝整體式液壓臺(tái)車結(jié)構(gòu)

根據(jù)隧道斷面尺寸及電纜槽邊溝平面位置，并考慮施工車輛通行，設(shè)計(jì)的電纜槽邊溝整體式液壓臺(tái)車尺寸（長×寬×高）為12.0m×10.2m×4.87m，結(jié)構(gòu)由模板系統(tǒng)、門架系統(tǒng)、油缸系統(tǒng)、滑座滑套、行走系統(tǒng)和配件組成，主視圖見圖1所示。（1）模板系統(tǒng)：采用10mm 厚鋼板組成模板系統(tǒng)，分電纜槽和邊溝兩部分模板，模板剛度大，電纜槽內(nèi)模采用箱體式內(nèi)模，側(cè)模與邊溝內(nèi)模共用，邊溝外模使用30cm 高定型模板，所有模板豎向均與千斤頂連接，橫向與可調(diào)節(jié)雙向絲桿連接。（2）門架系統(tǒng)：由門架立柱、上縱梁、下縱梁，門架橫梁、門架連接梁、門架斜撐組成，材料主要使用I20、I25工字鋼筋及槽鋼；（3）油缸系統(tǒng)：由20支油缸、油管配件、兩套油站組成；（4）行走系統(tǒng)：由電機(jī)主動(dòng)輪兩套、從動(dòng)輪兩套組成，行走速度6m/min；（5）配件：包括螺栓和鉸耳銷軸。

圖1 電纜槽邊溝整體式液壓臺(tái)車主視圖

3 使用原理

臺(tái)車在現(xiàn)場(chǎng)拼裝完成后，需整體驗(yàn)收，并進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試及試運(yùn)行，重點(diǎn)測(cè)試油缸液壓系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、斜向支撐絲桿伸縮活動(dòng)情況，確保整體穩(wěn)定性。測(cè)試正常后，開動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)臺(tái)車自動(dòng)在軌道上行走，行至擬施工電纜槽邊溝位置后停止，通過安裝在門架立柱上的豎向油缸調(diào)整門架高度，通過后座支撐在門架立柱上的水平油缸調(diào)整水平滑動(dòng)臂伸出去的水平距離，水平滑動(dòng)臂安裝在固定的水平支撐梁上，像滑塊一樣可左右水平移動(dòng)，連接電纜槽和邊溝模板的豎向油缸固定在水平滑動(dòng)臂上，可隨水平滑動(dòng)臂左右移動(dòng)進(jìn)行平面定位，模板在平面精確定位后再通過調(diào)整連接在模板上的豎向油缸上下移動(dòng)精確定位模板底標(biāo)高，就這樣，電纜槽和邊溝模板平面位置及高程均定位完成，通過調(diào)節(jié)與模板連接的斜向絲桿支撐固定模板，為確保臺(tái)車使用過程中整體穩(wěn)定，在門架內(nèi)設(shè)置4根斜向下支腿支撐在混凝土澆筑面上，這樣整個(gè)電纜槽邊溝臺(tái)車模板安裝并固定完畢，即可澆筑混凝土。拆模時(shí)，先松開支撐絲桿，水平油缸保持不動(dòng)，通過調(diào)節(jié)豎向油缸緩慢提升模板脫離混凝土面，完成脫模，然后將所有油缸回油歸位，開啟電機(jī)驅(qū)動(dòng)臺(tái)車移至下一循環(huán)施工節(jié)段。

4 整體式液壓臺(tái)車優(yōu)點(diǎn)

臺(tái)車采用電動(dòng)軌行式門架系統(tǒng)，可自動(dòng)行走移位，不像組合鋼模需人工搬運(yùn)，模板定位全部采用液壓系統(tǒng)上下左右調(diào)節(jié)，操作簡單，定位準(zhǔn)確，3人即可完成臺(tái)車定位安裝，省時(shí)省工，施工效率高，門式結(jié)構(gòu)對(duì)施工機(jī)械車輛通行不造成干擾，所采用的大面?zhèn)饶?、外模和箱體式內(nèi)模，縱向一次性可整體澆筑電纜槽邊溝12m，混凝土面無模板拼縫痕跡，只有循環(huán)施工接縫，模板剛度好，定位支撐牢固，混凝土澆筑不會(huì)出現(xiàn)“跑?！被颉懊浤！爆F(xiàn)象，混凝土表面平整，蓋板槽口順直，成品外觀質(zhì)量極好，且每一循環(huán)左右側(cè)可同時(shí)施工，同步推進(jìn)，脫模時(shí)，只需操作豎向油缸提升模板即可完成。

5 電纜槽邊溝整體式液壓臺(tái)車施工

5.1 施工工藝流程

模板打磨刷油→測(cè)量放線→電纜槽與底板、二襯結(jié)合面鑿毛→基底清理沖洗→電纜槽邊溝鋼筋安裝→驅(qū)動(dòng)臺(tái)車就位→調(diào)整模板定位→安裝兩側(cè)端頭模板→加固模板支撐→澆筑混凝土-養(yǎng)護(hù)拆?！乱谎h(huán)施工。

5.2 臺(tái)車就位前的施工

臺(tái)車就位前，應(yīng)先對(duì)臺(tái)車模板表面進(jìn)行打磨清理，涂刷脫模劑，測(cè)量放樣電纜槽邊溝平面位置及槽底溝底高程，對(duì)電纜槽邊溝施工范圍底板及二襯結(jié)合面混凝土鑿毛并清洗，按設(shè)計(jì)圖安裝鋼筋，須嚴(yán)控鋼筋平面位置及高程，確保偏差應(yīng)在驗(yàn)評(píng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定范圍內(nèi)，否則，鋼筋偏位過大會(huì)造成臺(tái)車模板無法就位和鋼筋保護(hù)層不足。

5.3 臺(tái)車模板安裝定位

開啟電機(jī)驅(qū)動(dòng)臺(tái)車自動(dòng)行駛至施工部位，操作水平油缸將箱體式內(nèi)模、側(cè)模及邊模移至設(shè)計(jì)平面位置，然后操作與各模板相連的豎向油缸，將各模板降至電纜槽邊溝設(shè)計(jì)底高程，平面位置及高程均需精確定位，調(diào)節(jié)絲桿對(duì)各內(nèi)外模板進(jìn)行固定，安裝帶孔的端頭模板，水平鋼筋從孔中伸出端頭模的長度應(yīng)符合搭接長度要求，最后對(duì)模板進(jìn)行加固，并將支撐臺(tái)車整體穩(wěn)定的斜撐腿支撐在已澆筑混凝土面上，整個(gè)臺(tái)車模板安裝定位完成，自檢合格后報(bào)監(jiān)理工程師驗(yàn)收。

5.4 混凝土澆筑

臺(tái)車模板經(jīng)驗(yàn)收合格后，按設(shè)計(jì)強(qiáng)度C30拌合混凝土，入模前檢查混凝土工作性能需滿足施工要求，控制坍落度在120mm～140mm之間，由于電纜槽邊溝結(jié)構(gòu)尺寸較小，采用扁平溜槽將混凝土引送入模，鑒于單側(cè)一次澆筑長度12m，需按2m～3m間距為一個(gè)混凝土下料點(diǎn)，保證混凝土質(zhì)量的均衡性，嚴(yán)禁只在一個(gè)下料點(diǎn)上將混凝土澆筑完成，以防混凝土流動(dòng)距離過長出現(xiàn)離析或粗骨料在小范圍積聚，人為造成電纜槽邊溝強(qiáng)度不均衡或局部范圍強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求，電纜槽邊溝可分兩層澆筑完成，第一層澆筑到邊溝溝底高程位置，采用小直徑插入式振搗器振搗，第二層澆筑將電纜槽邊溝一次性澆筑完成到設(shè)計(jì)頂高程，振搗密實(shí)表面抹平即可，混凝土分兩層澆筑主要是控制模板底部混凝土被振搗時(shí)氣泡能順利排出，避免蜂窩麻面，保證混凝土外觀質(zhì)量。

5.5 拆模及養(yǎng)護(hù)

為預(yù)防脫模過早對(duì)電纜槽邊溝混凝土造成破壞，需等混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后方可脫模，一般要求澆筑后不少于12h。脫模時(shí)，將固定模板的斜向支撐桿件松動(dòng)，解除支撐，拆除端頭模，操作豎向油缸緩慢提升模板直至脫離混凝土面，拆模時(shí)禁止啟動(dòng)橫向液壓系統(tǒng)，避免電纜槽邊溝混凝土受水平力而破壞，模板全部拆除后，將油缸回油復(fù)位，開動(dòng)電機(jī)將臺(tái)車移位至下一循環(huán)節(jié)段，對(duì)澆筑成型的電纜槽邊溝混凝土灑水養(yǎng)護(hù)。

5.6 臺(tái)車使用中發(fā)現(xiàn)的問題及處理措施

5.6.1 發(fā)現(xiàn)的問題

在臺(tái)車實(shí)際使用過程中，通過模板安裝工序驗(yàn)收和混凝土澆筑過程發(fā)現(xiàn)：（1）當(dāng)澆筑的混凝土高度超過模板底端時(shí)，混凝土?xí)?duì)模板產(chǎn)生側(cè)向擠壓作用，產(chǎn)生水平力，若模板水平支撐不牢固，會(huì)出現(xiàn)模板偏斜，在后續(xù)脫模時(shí)，會(huì)造成脫模困難或局部混凝土缺棱掉角；（2）若前期施工的仰拱填充混凝土面或調(diào)平層混凝土面不平整，邊溝側(cè)模與混凝土面間存在空隙會(huì)出現(xiàn)根部漏漿，影響外觀。

5.6.2 處理措施

（1）對(duì)電纜槽邊溝內(nèi)外模板增加水平支撐桿件，確保模板固定牢靠，在模板受混凝土水平擠壓力作用下不至移動(dòng)，混凝土下料時(shí)注意在模板兩側(cè)對(duì)稱澆筑混凝土，避免單側(cè)澆滿后再澆筑另外一側(cè)，以防偏壓引起模板傾斜；（2）對(duì)仰拱填充或調(diào)平層混凝土面存在高低起伏不平現(xiàn)象，根據(jù)設(shè)計(jì)高程放樣掛線檢查，對(duì)高出位置適當(dāng)鑿除找平，對(duì)低凹位置用水泥砂漿補(bǔ)平，便于邊溝側(cè)模安裝防漏漿。

6 效益分析

以李家寨隧道電纜槽邊溝施工為實(shí)例，對(duì)比分析整體式液壓臺(tái)車和傳統(tǒng)組合鋼模施工電纜槽邊溝功效及成本情況。由于該隧道為特長隧道，為保證工期，施工組織采用雙向掘進(jìn)方案，在隧道兩端各投入1臺(tái)液壓臺(tái)車，兩端單循環(huán)一次性可以同時(shí)施工電纜槽邊溝48m，現(xiàn)場(chǎng)同等使用48m電纜槽邊溝組合鋼模，組合模板按一套48m計(jì)算，每端洞口24m，兩端單循環(huán)一次性同樣施工電纜槽邊溝48m，完成單洞電纜槽邊溝施工總循環(huán)次數(shù)約188 次，工人均按正常熟練程度施工電纜槽邊溝各道工序，每工日按8h計(jì)算。通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工，收集相關(guān)數(shù)據(jù)，功效指標(biāo)及成本指標(biāo)對(duì)比分析見表1和表2。

表1 功效指標(biāo)對(duì)比（每循環(huán)48m）

模板安裝時(shí)間/h混凝土澆筑時(shí)間/h拆模時(shí)間/h模板移位時(shí)間/h每循環(huán)完成時(shí)間/工日單洞完成時(shí)間/工日注：“-”表示節(jié)省。1.0 3.0 0.5 0.1 6.6h÷8h/工日=0.825 188×0.875=155.34 3.5 3.0 2.0 1.3 11.8h÷8h/工日=1.475 188×1.475=277.73-2.5 0.0-1.5-1.2-0.65-122.39

表2 成本對(duì)比分析（每循環(huán)48m）

從表1、表2 數(shù)據(jù)分析得出，采用整體式液壓臺(tái)車施工電纜槽邊溝比傳統(tǒng)組合鋼模要節(jié)省工期約122工日，換算成日歷天，即單洞節(jié)約工期約40 天，雙洞節(jié)省工期約80 天，單洞節(jié)成本約47.91 萬元，雙洞節(jié)省成本約95.82 萬元，社會(huì)效益及經(jīng)濟(jì)效益顯著。

7 結(jié)語

電纜槽邊溝整體式液壓臺(tái)車在公路隧道中的應(yīng)用，顯著改善了傳統(tǒng)組合鋼模施工電纜槽邊溝的諸多不足之處，施工出來的成品，不僅外觀質(zhì)量較好，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化及“品質(zhì)工程”創(chuàng)建具有極大的助推作用，還能降低施工成本，提高工效，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化減人，具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。