小斷面暗渠自行式臺(tái)車快速澆筑施工技術(shù)研究

王大鵬

(中國(guó)水利水電第五工程局有限公司，成都，610066)

1 工程概況

引大濟(jì)湟工程在湟水一級(jí)支流大通河上游石頭峽建庫(kù)引水，經(jīng)調(diào)水總干渠穿越大阪山入黑泉水庫(kù)，解決湟水兩岸山區(qū)和干流資源性缺水問(wèn)題。該工程共分三期實(shí)施，西干渠為三期工程，建設(shè)地點(diǎn)位于青海省西寧市湟中縣(上五莊鎮(zhèn)、攔隆口鎮(zhèn)、多巴鎮(zhèn))。西干渠工程(干渠部分)第4標(biāo)，起訖樁號(hào)為：K75+926.78～K95+706.75，總長(zhǎng)19.78km，其中暗渠10座，長(zhǎng)3738.45m。

本工程暗渠以現(xiàn)澆混凝土箱涵為主，C25混凝土結(jié)構(gòu),斷面尺寸為2.7m×2.7m，過(guò)水?dāng)嗝鏋?.2m×2.2m。因混凝土量大，工期緊，施工強(qiáng)度較高，通過(guò)采用自行式鋼模臺(tái)車替代定制鋼模加鋼管支架配合木模板方案，大大縮短了模板的支護(hù)和拆除時(shí)間，加快了箱涵襯砌施工進(jìn)度，保證了混凝土的質(zhì)量。

2 施工方案比選

2.1 常規(guī)施工方案

小斷面暗渠常規(guī)施工采用木模及組合鋼模板進(jìn)行施工，內(nèi)模采用滿堂腳手架進(jìn)行支撐，外模采用鋼管或者工字鋼做圍檁進(jìn)行加固。該方法施工周期長(zhǎng)，拆、支模耗費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)，且引水暗渠不能采用對(duì)穿拉桿，外模加固的穩(wěn)定性無(wú)法保障，施工過(guò)程漲模、跑模嚴(yán)重，影響混凝土外觀質(zhì)量。

2.2 自行式臺(tái)車施工方案

鋼模臺(tái)車是以電機(jī)驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu)帶動(dòng)臺(tái)車行走,利用液壓油缸和螺旋千斤頂調(diào)整模板到位及收模的暗渠混凝土成型機(jī)械。通過(guò)臺(tái)車的移位→模板到位→混凝土澆筑→收?！B(yǎng)護(hù),完成一段混凝土澆筑的施工過(guò)程,它具有結(jié)構(gòu)可靠、操作方便、移動(dòng)速度快、混凝土成型面光滑等優(yōu)點(diǎn)。采用自行式鋼模臺(tái)車進(jìn)行施工，在施工工藝上得到較大的改善。

2.3 方案比選

通過(guò)對(duì)以上兩種方案的對(duì)比，采用自行式臺(tái)車進(jìn)行施工，在施工效率及安全風(fēng)險(xiǎn)上得到一定的改善，同時(shí)提高了施工機(jī)械化程度，節(jié)約了成本，改善了混凝土外觀質(zhì)量。自行式鋼模臺(tái)車更適用于小斷面暗渠澆筑施工。

3 自行式臺(tái)車工作原理及組成

3.1 小斷面暗渠自行式臺(tái)車工作原理

暗渠自行式臺(tái)車系統(tǒng)由三部分組成(具體詳見(jiàn)圖1、圖2、圖3)：內(nèi)模臺(tái)車、頂板模板和側(cè)墻模板。模車和頂板模板一次支模調(diào)整完成后，頂板模板系統(tǒng)整裝整拆；模車整體由下側(cè)的支撐頂起完成支模，支撐千斤頂下降，依靠模車和頂板模板的自重整體下降脫離混凝土，利用人力或牽引設(shè)備向前整體牽引，完成拆模。

圖1 內(nèi)模臺(tái)車示意

圖2 外模臺(tái)車示意

圖3 內(nèi)模臺(tái)車組成

采用模車整體支拆施工工藝，避免了頂板腳手架的反復(fù)裝拆，模板的反復(fù)拼裝，提高了功效，大大縮短了施工周期。

3.2 臺(tái)車組成

臺(tái)車主要由主梁和門(mén)架組成，構(gòu)成主要的豎向力承受系統(tǒng)?？紤]暗渠伸縮縫為9m，臺(tái)車的總長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為9m長(zhǎng)，臺(tái)車主梁的軸間距為700mm，臺(tái)車由3節(jié)組成，每節(jié)3m。

3.2.1 內(nèi)模組成

內(nèi)模行走臺(tái)車采用150mm×150mm×10mmH型鋼組焊而成，連接座板全部采用16mm鋼板。內(nèi)模分3塊組成，即左、右邊摸及頂模，面板采用6mm厚碳鋼，橫豎筋采用80mm×40mm×3mm方鋼，調(diào)直背楞采用8#槽鋼，連接法蘭為80×10扁鋼，連接孔為φ18-22長(zhǎng)孔，連接螺栓為M16×50mm。頂模油缸4只(80/63-250)，側(cè)模油缸8個(gè)(80/63-480)。

3.2.2 外模組成

外模由3塊3m×2.5m模板組成，面板為6mm厚碳鋼，橫豎筋全部為80mm×40mm×3mm方鋼，連接法蘭為80×10扁鋼，連接孔為φ18-22長(zhǎng)孔，連接螺栓為M16×50mm。

外模門(mén)架系統(tǒng)由門(mén)架、驅(qū)動(dòng)小車、減速機(jī)、動(dòng)力單元、油缸5部分組成。門(mén)架由18#工字鋼組焊而成，耳環(huán)連接板全部為16mm鋼板。

3.2.3 底部模板組成

底部模板采用550mm×1500mm×86mm定制鋼模，角模采用300mm×1500mm×86mm定制鋼模，面板采用6mm碳鋼，法蘭豎筋采用80mm×10mm鋼帶。

3.2.4 行走機(jī)構(gòu)

行走框架與底模連接成一個(gè)整體的剛性結(jié)構(gòu)，行走機(jī)構(gòu)由支座和多個(gè)滾輪等零件組成。主梁上下方的門(mén)框橫梁作為行走支座，材料為工字鋼，其上安裝有成套滾輪，針梁可在行走架的滾輪上移動(dòng)。針梁左右側(cè)門(mén)框上安裝有導(dǎo)向輪，使得針梁或模板移動(dòng)時(shí)不易左右擺動(dòng)。工作狀態(tài)時(shí)上部滾輪支撐在主梁頂部的鋼軌上，并可完成模板的移動(dòng)。當(dāng)主梁降落在行走框架的下部支撐輪上時(shí)可完成主梁軸向的移位。

4 小斷面暗渠施工

4.1 施工工藝流程

小斷面暗渠的施工工藝流程見(jiàn)圖4。

圖4 小斷面暗渠自行式臺(tái)車施工工藝流程

4.2 暗渠內(nèi)外模板臺(tái)車施工

4.2.1 臺(tái)車組裝

臺(tái)車模板現(xiàn)場(chǎng)分節(jié)、分組組裝，組裝時(shí)應(yīng)注意保證臺(tái)車主梁必須平行，門(mén)架在同一標(biāo)高上，模板就位前，在背楞上設(shè)置模板就位控制線，以保證模車牽引過(guò)程中行走順利。

4.2.2 支模

第一倉(cāng)底板澆筑完成達(dá)到一定的強(qiáng)度后，將組裝好的臺(tái)車吊裝至倉(cāng)位，安裝于事先預(yù)留的角鋼軌道上。在臺(tái)車就位過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)控制模板調(diào)整至符合設(shè)計(jì)要求為止，其后進(jìn)行箱涵頂板的鋼筋及模板安裝，調(diào)整至合格為止。

4.2.3 內(nèi)模移動(dòng)

墻身混凝土凝固，安裝600mm橫頂絲，然后收回左右側(cè)模油缸，脫模量為單側(cè)400mm，側(cè)模收回后安裝1700mm豎頂絲用于支撐頂模，最后收回頂模油缸。收模及加固完成后，移動(dòng)側(cè)模及小車至下一倉(cāng)位。

4.2.4 外模施工

由于臺(tái)車的總長(zhǎng)度為9m，頂板端模與頂板模板之間采用搭設(shè)外側(cè)支撐腳手架進(jìn)行加固，端模在頂板模板上安裝，并且用鋼管將各部分串成一個(gè)整體。頂板模板理論上一端搭接已經(jīng)澆筑成型混凝土50mm，具體可根據(jù)實(shí)際情況酌情調(diào)整。

4.2.5 拆模

暗渠混凝土澆筑完成，待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后才能進(jìn)行脫模。鋼模臺(tái)車拆模時(shí)間，應(yīng)待頂拱混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的40%～50%后拆模。鋼模臺(tái)車的底模、左右側(cè)模、頂模脫模采用液壓油缸的伸縮控制。利用可調(diào)支撐絲桿將模板收縮40cm左右，此時(shí)模板掛在臺(tái)車上。待臺(tái)車整體脫落后，啟動(dòng)牽引電機(jī)，慢慢移動(dòng)內(nèi)模臺(tái)車至下一倉(cāng)位。

4.3 混凝土澆筑

混凝土采用攪拌運(yùn)輸車運(yùn)輸至施工作業(yè)面，通過(guò)混凝土汽車泵、混凝土輸送泵或溜槽入倉(cāng)，混凝土泵靠近澆筑倉(cāng)位布置，距離100m～150m。振搗采用懸掛在鋼模上的附著式振搗器、φ30mm～100mm電動(dòng)軟軸插入式振搗器、平板振搗器振搗。

混凝土振搗分層振搗密實(shí)，振搗過(guò)程中，不得觸動(dòng)鋼筋及預(yù)埋件。平倉(cāng)后要立即振搗，杜絕以平倉(cāng)代替振搗的現(xiàn)象。振搗次序按梅花型排列布置，振搗間距為振搗器振動(dòng)作用有效半徑的1.5倍。作業(yè)時(shí)，按間距逐點(diǎn)進(jìn)行振搗，并應(yīng)插入下層混凝土約5cm～10cm。每點(diǎn)振搗時(shí)間以15s～20s為宜，以混凝土不再顯著下沉、不出現(xiàn)氣泡、開(kāi)始泛漿時(shí)為準(zhǔn)，要防止漏振、過(guò)振。

在施工過(guò)程中，對(duì)超過(guò)允許間隔時(shí)間，但使用振搗器振30s，振搗棒周圍10cm范圍內(nèi)仍泛漿且不留孔洞、混凝土還能重塑時(shí)，仍可繼續(xù)澆筑。否則，停止?jié)仓?，按施工縫處理。

5 質(zhì)量控制

為保證自行式臺(tái)車澆筑小斷面暗渠施工質(zhì)量，制定以下質(zhì)量措施：

(1)嚴(yán)格控制暗渠臺(tái)車體型，及時(shí)校核尺寸，使用過(guò)程中注意對(duì)臺(tái)車進(jìn)行保養(yǎng)，對(duì)有變形的部位進(jìn)行修復(fù)，確?；炷镣庥^質(zhì)量；

(2)現(xiàn)場(chǎng)安排專人負(fù)責(zé)控制混凝土的供應(yīng)和拌和質(zhì)量，特別是拌和站配料的施工質(zhì)量控制；

(3)混凝土的拌和及運(yùn)輸質(zhì)量控制措施：混凝土拌和時(shí)間符合規(guī)定要求。選用的混凝土運(yùn)輸設(shè)備和運(yùn)輸能力與拌和、澆筑能力、入倉(cāng)手段、倉(cāng)面具體情況及鋼筋、模板安裝的需要相匹配。混凝土出拌和站后迅速運(yùn)至澆筑地點(diǎn)，運(yùn)輸過(guò)程中不發(fā)生分離、漏漿和嚴(yán)重泌水現(xiàn)象；

(4)混凝土的澆筑質(zhì)量控制措施：不合格的混凝土嚴(yán)禁入倉(cāng)，已入倉(cāng)的不合格混凝土必須予以清除，并按監(jiān)理人要求棄置在指定地點(diǎn)?；炷翝仓r(shí)，嚴(yán)禁在拌和站外加水。如發(fā)現(xiàn)混凝土的和易性較差，采取加強(qiáng)振搗等措施，以保證質(zhì)量。在澆筑分層的上層混凝土施工前，對(duì)下層混凝土的施工縫面按監(jiān)理人批準(zhǔn)的方法進(jìn)行沖毛或鑿毛處理，混凝土施工縫面無(wú)乳皮，微露粗砂。

6 總結(jié)

暗渠臺(tái)車在小斷面暗渠施工中的運(yùn)用，提高了機(jī)械化程度，節(jié)約了成本，改善了混凝土外觀質(zhì)量，相比暗渠常規(guī)施工方法，具有較大的優(yōu)勢(shì)：

(1)采用自行式臺(tái)車進(jìn)行施工在施工效率及安全風(fēng)險(xiǎn)上得到一定的改善，同時(shí)提高了施工機(jī)械化程度，節(jié)約了成本，改善了混凝土外觀質(zhì)量；

(2)暗渠臺(tái)車充分利用現(xiàn)有簡(jiǎn)易設(shè)備、材料，進(jìn)行資源整合利用，減少交叉施工影響，讓暗渠混凝土施工也體現(xiàn)出“短、平、快”的施工特點(diǎn)；

(3)暗渠臺(tái)車自帶行走裝置，移動(dòng)方便，操作簡(jiǎn)單，機(jī)械化程度高，且減少人員的投入，降低安全風(fēng)險(xiǎn)；

(4)暗渠臺(tái)車采用模塊化設(shè)計(jì)，構(gòu)件為可拆卸式，便于安裝和拆解，方便工地內(nèi)部周轉(zhuǎn)。