簡易模板臺車在長距離輸水箱涵工程中的應(yīng)用

□穆玉茂 □金風(fēng)清 □胡紹磊（中國水利水電第十一工程局有限公司）

1.概述

南水北調(diào)中線一期工程天津干線廊坊市段TJ4-2標(biāo)的工程樁號為88+232.72～99+897，全長11.67km，以現(xiàn)澆混凝土有壓輸水箱涵為主，其它建筑物主要包括：通氣孔、倒虹吸、保水堰、公路涵、鐵路涵等。其中箱涵總長10.275m，涵身為3孔矩形斷面鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，單孔過水?dāng)嗝娉叽鐬?.4m×4.4m。箱涵底板厚分別為65cm、60cm、70cm，墻厚為55cm、50cm、45cm，頂板厚為55cm和60cm。主要工程量為：混凝土37.9萬m3，鋼筋制安3.11萬t，土方開挖345萬m3，土方回填242萬m3。

該標(biāo)段箱涵工程施工線路長、工程量大，由于沿線有鐵路、國道、河流及數(shù)條渠道、縣鄉(xiāng)公路穿過，使箱涵施工分段比較零碎，可連續(xù)作業(yè)的施工段不超過1.5km。由于各種原因，工期嚴(yán)重滯后，且該工程地處寒冷地區(qū)，每年冬期有3個(gè)月不能正常施工，施工工期短，施工進(jìn)度壓力大。

2.關(guān)鍵施工技術(shù)特點(diǎn)

南水北調(diào)天津干線輸水箱涵工程各標(biāo)段施工方案一是采用鋼模臺車方案；二是采用簡易模板臺車方案。個(gè)別施工段還采用鋼管架支模澆筑施工方法。

采用鋼模臺車方案優(yōu)點(diǎn)是模板剛度大、周轉(zhuǎn)快、混凝土外觀質(zhì)量好，可采用液壓脫模、電動(dòng)行走。缺點(diǎn)是模板重量大、成本高，組裝和拆卸困難、占用時(shí)間長，適合長線作業(yè)施工。

采用簡易模板臺車用料省、造價(jià)低，具有拆裝快、投資小、使用靈活方便、臺車材料可周轉(zhuǎn)使用等特點(diǎn)。主要缺點(diǎn)是脫模移動(dòng)人工用量大、自動(dòng)化程度低、模板剛度低、易變形。

由于TJ4-2標(biāo)施工戰(zhàn)線長、分段多、工程量大、工期緊等特點(diǎn)，經(jīng)對鋼模臺車和簡易模板臺車分析比較，認(rèn)為大量投入鋼模臺車在經(jīng)濟(jì)上可行性低，而采用簡易模板臺車方案技術(shù)可行，但需對臺車架構(gòu)、行走系統(tǒng)及脫模系統(tǒng)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，對面板制作安裝精度要進(jìn)行嚴(yán)格控制。為了有效降低施工成本、加快施工進(jìn)度，確保簡易模板臺車的制作、安裝和使用操作程序順利進(jìn)行，對箱涵模板系統(tǒng)進(jìn)行了計(jì)算和優(yōu)化，并編制了作業(yè)指導(dǎo)書。

3.輸水箱涵主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

TJ4-2標(biāo)工程共包含772節(jié)三孔一聯(lián)式混凝土箱涵，其中涵標(biāo)準(zhǔn)節(jié)箱涵分段長度15m，底板厚65.00cm，邊墻厚55.00cm，中墻厚50.00cm，頂板厚55.00cm。箱涵混凝土等級為C30W6F150。底板縱向坡為1/7322。相鄰管節(jié)設(shè)30mm寬伸縮縫，縫內(nèi)填塞聚乙烯閉孔泡沫板。管節(jié)分縫設(shè)452-12型環(huán)向橡膠止水，伸縮縫過水面填30mm厚雙組份聚硫密封膠。

箱涵基礎(chǔ)開挖底寬為17.30m，開挖邊坡中部設(shè)2m寬馬道，馬道以上邊坡坡比為1:1.25，馬道以下邊坡坡比為1:1.5。土方回填采用的土料為開挖土的混合料，要求回填壓實(shí)度≥0.90。

4.箱涵模板設(shè)計(jì)及計(jì)算

4.1 箱涵模板設(shè)計(jì)方案

箱涵底板外側(cè)墻體模板采用定型鋼模板拼裝，橫豎圍柃采用Φ48mm鋼管。底板腋角采用定做55系列鋼模板拼接，豎向圍柃為專門加工，橫向采用Φ48mm鋼管；底板外側(cè)模板與腋角模板采用了Φ14拉桿對拉，拉桿間距為0.75×0.9m；斜角底部安裝一排間距為0.75m的拉桿；端頭模板采用定做鋼模板拼裝，模板安裝與止水帶安裝配合進(jìn)行。堵頭模板主要使用了Φ48鋼管作為圍柃，采用內(nèi)拉外撐的方式支撐加固。

箱涵墻體模板采用了55系列P3015和P6015組合鋼模板，在底板層澆筑時(shí)，在腋角上部預(yù)留錐形套筒，用以安裝模板支座以支撐墻體模板。墻體模板采用了Φ14拉桿對拉，拉桿間距為0.75×0.9m。頂板模板采用簡易鋼管架模板臺車，臺車長度為15.0m，鋼管架立桿間距0.8×0.9m，平桿步距0.9m。臺車上腋角與頂板模板聯(lián)成為一個(gè)整體，臺車鋼管支架作為頂模受力支撐，臺車下部采用下部Φ32螺桿底托用于支撐和調(diào)整臺車高度。脫模時(shí)先將邊墻側(cè)模對拉拉桿打開，通過調(diào)整螺桿將模板整體收至臺車支架上、使模板脫離混凝土表面；然后將行走小車推至臺車鋼管支架下部，旋轉(zhuǎn)底托螺桿使頂模在自重下拉作用脫離頂板混凝土下表面，直至臺車鋼管架完全落于行走小車為止；隨后即可通過倒鏈牽引行走小車向下一施工段移動(dòng)。

箱涵邊墻及頂板模板安裝見圖1。

圖1 箱涵邊墻頂板模板安裝示意圖

4.2 箱涵模板計(jì)算

（1）基本搭設(shè)參數(shù)

模板支架高H為4.3m，采用扣件式鋼管架承重，模板采用P6015組合鋼模板，鋼管架立桿下部鋪設(shè)Φ32螺桿底托。模板鋼材采用Q235型，各項(xiàng)指標(biāo)符合規(guī)范要求。模板臺車鋼管支架搭設(shè)示意圖見圖2。

圖2 模板臺車鋼管支架搭設(shè)示意圖

（2）模板板底、頂板及側(cè)板的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定計(jì)算（略）

5.箱涵混凝土施工程序及流程

箱涵混凝土每個(gè)管節(jié)的三孔同時(shí)分兩次澆筑完成，澆筑分縫設(shè)在底板腋角以上50cm處，施工縫面設(shè)置倒梯形鍵槽一道。輸水箱涵標(biāo)準(zhǔn)斷面見圖3所示。

圖3 輸水箱涵標(biāo)準(zhǔn)斷面示意圖

箱涵底板外側(cè)墻體模板采用標(biāo)準(zhǔn)組合鋼模板拼裝，底板外側(cè)模板與腋角模板均采用Φ14拉桿對拉。邊墻及頂板外側(cè)模板全部采用平面鋼模板，模板外側(cè)搭設(shè)雙排施工腳手架，外模加固結(jié)合流道內(nèi)模采用螺桿對拉為主。流道內(nèi)孔模板采用了移動(dòng)式簡易模板臺車。簡易模板臺車面板采用標(biāo)準(zhǔn)組合鋼模板，臺車支撐體系采用整體可移動(dòng)鋼管架，臺車行走系統(tǒng)為自制機(jī)械式移動(dòng)小車。箱涵混凝土采用8m3混凝土罐車運(yùn)輸、46m混凝土輸送泵車入倉澆筑。箱涵混凝土施工時(shí)按照先底板、后邊墻和頂板的施工順序進(jìn)行混凝土澆筑施工。箱涵混凝土主要施工程序如下：

基礎(chǔ)聯(lián)合驗(yàn)收→墊層混凝土澆筑→底板鋼筋與模板施工→混凝土澆筑前驗(yàn)收→底板混凝土澆筑→施工縫處理→邊、中墻鋼筋安裝→鋼筋驗(yàn)收→模板臺車安裝（或平移）→臺車模板調(diào)整加固→邊墻、頂板外側(cè)模板拼裝、調(diào)整及加固→頂板鋼筋安裝→混凝土澆筑前驗(yàn)收→墻、頂混凝土澆筑→混凝土養(yǎng)護(hù)→箱涵外模及臺車模板脫?！乱还芄?jié)施工。底板混凝土主要施工流程見圖4。

箱涵邊墻頂板混凝土主要施工流程見圖5。

6.箱涵混凝土主要施工方法

6.1 止水帶和閉孔泡沫板塑料板安裝

箱涵伸縮縫止水呈橫向放置的“目”字形，止水丁字接頭眾多，為減少現(xiàn)場焊接工作量，橡膠止水在廠家按設(shè)計(jì)尺寸定做成型，僅在箱涵混凝土水平分縫上方留設(shè)豎向接頭。箱涵端頭模板同樣分塊按設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行定做成型。止水安裝前先安裝內(nèi)環(huán)模板，然后進(jìn)行止水焊接和安裝，待止水固定好后再進(jìn)行外環(huán)模板安裝。模板全部安裝完成后在模板外側(cè)安裝專用調(diào)節(jié)絲桿，用于調(diào)整止水位置和固定止水。

圖4 箱涵底板混凝土施工流程圖

圖5 箱涵邊墻頂板混凝土施工流程圖

伸縮縫內(nèi)夾填的閉孔泡沫板塑料板在廠家生產(chǎn)時(shí)就預(yù)先按設(shè)計(jì)斷面形式制作成小塊，并編號備用。閉孔泡沫板塑料板安裝在已澆筑段箱涵混凝土端部，采用水泥鋼釘按編號順序固定在混凝土面上。

6.2 鋼筋制安、混凝土拌和及運(yùn)輸、混凝土澆筑及養(yǎng)護(hù)均為常規(guī)施工方法，從略不贅述。

7.結(jié)語

工程實(shí)踐證明，投入20臺液壓鋼模臺車和20臺簡易模板臺車均滿足天津干線2標(biāo)11.67km輸水箱涵施工進(jìn)度和施工質(zhì)量要求。經(jīng)過經(jīng)濟(jì)分析和計(jì)算，該標(biāo)段箱涵工程采用簡易模板臺車施工需增加人工費(fèi)投入約76萬元，而相對于投入同樣數(shù)量的液壓鋼模臺車其設(shè)備購置費(fèi)高達(dá)600萬元，顯然，采用簡易模板臺車具有較好的經(jīng)濟(jì)效益，值得類似工程參考借鑒。