溝槽模板臺(tái)車(chē)在高速鐵路隧道的應(yīng)用

郭海坡

中鐵隧道股份有限公司，河南鄭州 450003

0 引言

隨著社會(huì)發(fā)展和科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，以及對(duì)高速、快捷、舒適、安全、質(zhì)量、工期的要求越來(lái)越高，隧道建設(shè)正逐漸向著機(jī)械化、專(zhuān)業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、信息化方向發(fā)展。特別是在高速鐵路施工中，對(duì)隧道的耐久性、防水性、觀感性和整體性等要求更高，如將以往的施工方法應(yīng)用在高速鐵路隧道施工中將不能滿足其特殊性要求。

對(duì)于鐵路隧道溝槽種類(lèi)及預(yù)埋件多、結(jié)構(gòu)尺寸及溝底標(biāo)高不一、精度要求高等特點(diǎn)。如何設(shè)計(jì)出一種既能滿足相關(guān)要求，又能做到施工簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)的溝槽模板臺(tái)車(chē)是保證施工質(zhì)量，提高經(jīng)濟(jì)效益，確保工程進(jìn)度的關(guān)鍵。本文以京福鐵路客運(yùn)專(zhuān)線HFMG-Ⅵ標(biāo)花山隧道溝槽施工進(jìn)行介紹，積累經(jīng)驗(yàn)，以期為同類(lèi)項(xiàng)目提供借鑒。

1 溝槽模板臺(tái)車(chē)設(shè)計(jì)

1.1 溝槽模板臺(tái)車(chē)總體設(shè)計(jì)思路

綜合考慮勞動(dòng)強(qiáng)度、循環(huán)時(shí)間、工期要求、施工經(jīng)驗(yàn)等因素，溝槽模板臺(tái)車(chē)長(zhǎng)度定為15m[2]，由電纜槽模板、水溝模板、桁架及內(nèi)側(cè)面模板三大部分組成，其中電纜槽模板尺寸為300cm×30cm，每側(cè)各5 塊，共計(jì)20 塊；水溝模板尺寸為150cm×80cm，每側(cè)各10 塊，共計(jì)20 塊；內(nèi)側(cè)面模板尺寸為150cm×90cm，共計(jì)10 塊并與桁架固定焊接；溝槽底模板均采用150cm 長(zhǎng)鋼模板，每側(cè)10 塊，共計(jì)20 塊。桁架底部及信號(hào)電纜槽頂端內(nèi)側(cè)設(shè)單排輪子，間距5m，在隧道底板及邊墻基礎(chǔ)加強(qiáng)筋上鋪設(shè)8×8cm 角鋼作為滑道，用撬杠頂推桁架及橫梁移動(dòng)。

1.2 溝槽模板臺(tái)車(chē)使用要點(diǎn)

1.2.1 模板臺(tái)車(chē)組裝

模板之間采用螺栓連接固定，為防止混凝土澆筑時(shí)漏漿，模板之間縫隙必須壓緊。內(nèi)側(cè)面模板與桁架之間進(jìn)行焊接固定，桁架長(zhǎng)度為15m，桁架行走到位后由絲桿系統(tǒng)進(jìn)行支撐固定。電纜槽及水溝槽模板由橫向槽鋼連接為整體，底模采用銷(xiāo)子連接固定。組裝完成后由測(cè)量人員對(duì)模板的順直度、平整度、接縫嚴(yán)密性和結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行復(fù)核檢測(cè)，對(duì)個(gè)別不合格位置進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

1.2.2 溝槽混凝土脫模

當(dāng)溝槽混凝土養(yǎng)生強(qiáng)度達(dá)到2.5MPa 后方可進(jìn)行溝槽模板臺(tái)車(chē)脫模工作。首先，將用于固定連接溝槽內(nèi)側(cè)模板與外側(cè)模板及桁架間的橫向槽鋼全部拆除；其次，將電纜槽底部用于固定蓋板的小擋板翼內(nèi)收，使電纜槽底部蓋板與側(cè)模板之間脫離；最后，用撬杠、錘子等工具將模板外模橫梁拆除，微動(dòng)使其與混凝土面脫離。

1.2.3 溝槽模板臺(tái)車(chē)移動(dòng)前的準(zhǔn)備工作

溝槽模板臺(tái)車(chē)移動(dòng)前的準(zhǔn)備工作主要有：1）襯砌邊墻及基底混凝土鑿毛及清潔處理；2）臺(tái)車(chē)模板表面已清潔、打磨、整修；3）綜合接地端子、接地鋼筋及排水管與模板下拉鉤等預(yù)埋件安裝完畢并驗(yàn)收合格；4）邊墻加強(qiáng)鋼筋的植入施工完成；5）溝槽模板臺(tái)車(chē)移動(dòng)的滑道已鋪設(shè)。

1.2.4 內(nèi)側(cè)模板及桁架移動(dòng)到位

內(nèi)側(cè)模板及桁架行走系統(tǒng)設(shè)有外側(cè)每排2 個(gè)滑輪、內(nèi)側(cè)每排1 個(gè)輪子，共計(jì)3 個(gè)輪子，每排輪子間距300cm。第一步，首先將用于行走的外側(cè)輪子的絲桿下放，使輪子接觸地面，然后將用于固定模板及桁架的絲桿支撐系統(tǒng)向上收起。第二步，前后各用一個(gè)千斤頂將桁架整體頂起，然后將用于滑行的角鋼放置外側(cè)滑輪的下方，最后降下桁架取出千斤頂，由于桁架外側(cè)模板較重，為確保移動(dòng)時(shí)平穩(wěn)，內(nèi)側(cè)輪子較外側(cè)滑輪稍低，使桁架向內(nèi)略?xún)A。第三步，由3 名工人用撬杠來(lái)完成桁架的行走，使其走至下一循環(huán)預(yù)計(jì)施工里程位置。第四步，待桁架行走至預(yù)計(jì)位置后同樣前后采用千斤頂先將桁架整體頂起，然后提升外側(cè)滑輪移除下方滑道，下放后的桁架主要依靠與其連為一體的內(nèi)側(cè)模板支撐。最后將桁架內(nèi)側(cè)用于支撐的11 套絲桿下放至混凝土面，為防止桁架前后移動(dòng)在絲桿下放后將外側(cè)用于行走的輪子提升，并以適當(dāng)?shù)木嚯x在模板底部位置增加斜撐。第五步，移動(dòng)完成后采用水平尺、鉛垂等工具對(duì)桁架的標(biāo)高、垂直度等方面進(jìn)行精確調(diào)整。桁架及內(nèi)模的此種行走方式具有簡(jiǎn)單、輕便、快速的特點(diǎn)，僅需2 ～3 名工人半小時(shí)之內(nèi)即可完成移動(dòng)和調(diào)整定位工作。

1.2.5 外側(cè)模板滑道鋪設(shè)

外側(cè)模板的滑動(dòng)需在已澆筑溝槽段內(nèi)外側(cè)及下一循環(huán)靠邊墻側(cè)鋪設(shè)3 條滑道，并將已澆溝槽段左右兩側(cè)滑道與下循環(huán)段左右兩側(cè)滑動(dòng)連為一體。已澆筑溝槽段內(nèi)側(cè)滑道和下一循環(huán)段靠邊墻側(cè)的滑道系統(tǒng)均是由角鋼軌道和軌道鋼支架組成。鋪設(shè)時(shí)要先鋪下循環(huán)段靠?jī)?nèi)側(cè)的滑道，并根據(jù)左右兩側(cè)軌道的間距鋪設(shè)已澆筑溝槽段的滑道。在需進(jìn)行滑道鋪設(shè)的位置以間距1.5m 放置滑道支架，在支架上鋪設(shè)角鋼軌道。已澆筑溝槽段內(nèi)側(cè)滑道系統(tǒng)由薄鋼板和角鋼軌道組成，在角鋼軌道下面鋪設(shè)一層薄鋼板可以有效避免角鋼對(duì)已澆筑混凝土表面造成破壞。軌道搭接縫要控制在5mm 以?xún)?nèi)，且內(nèi)外兩條軌道的標(biāo)高尺寸要控制一致，避免由于高度不一導(dǎo)致滑動(dòng)時(shí)模板發(fā)生變形或垮塌。

1.2.6 外側(cè)模板滑動(dòng)系統(tǒng)安裝及模板移動(dòng)到位

在外側(cè)模板滑道鋪設(shè)的同時(shí)進(jìn)行滑輪系統(tǒng)的安裝。主要分為以下幾個(gè)步驟：第一步，將脫模時(shí)拆除的橫向槽鋼重新進(jìn)行安裝（可只將一部分先安裝，其余部分等模板移動(dòng)到位后再安裝），同時(shí)在前、中、后三個(gè)橫梁上部各安裝一個(gè)橫向角鋼（該角鋼長(zhǎng)度比橫梁槽鋼略長(zhǎng)，用于安放滑輪組）。第二步，在內(nèi)外兩個(gè)電纜槽內(nèi)各用一個(gè)千斤頂通過(guò)頂起橫梁來(lái)抬升整體模板（為防止由于模板一端抬升過(guò)高導(dǎo)致模板變形，可將模版分兩次抬高），當(dāng)模板抬升約20cm 高度后將滑輪組放入橫向角鋼和軌道之間，然后降低高度取出千斤頂（設(shè)有前、中、后3 套滑輪系統(tǒng)，共計(jì)6 套滑輪組）。為防止在移動(dòng)過(guò)程中滑輪組發(fā)生偏離，在滑輪組與角鋼的接觸面加焊螺紋鋼筋以增大摩擦力。第三步，模板滑動(dòng)系統(tǒng)安裝到位后由5 ～6 人采用撬杠方式進(jìn)行內(nèi)模的移動(dòng)到位。

1.2.7 模板臺(tái)車(chē)定位

外側(cè)模板移動(dòng)到位后同樣采用千斤頂抬升模板一定高度后移去滑輪系統(tǒng)，同時(shí)拆除靠邊墻的外側(cè)滑道系統(tǒng)。根據(jù)對(duì)內(nèi)外側(cè)模板尺寸和標(biāo)高進(jìn)行測(cè)量結(jié)果，調(diào)整絲桿，待模板位置精確調(diào)整到位后將剩余用于固定外側(cè)模板和桁架及內(nèi)側(cè)模板的橫梁槽鋼安裝固定完畢，使內(nèi)外側(cè)連接為整體，待模板內(nèi)部各項(xiàng)預(yù)埋件檢測(cè)合格后封堵電纜槽底部蓋板，然后在電纜槽預(yù)留口內(nèi)安裝φ20 排水管，所有工作完成后，標(biāo)志著模板臺(tái)車(chē)定位完成。

2 應(yīng)用實(shí)例

2.1 工程概況

新建合肥至福州鐵路客運(yùn)專(zhuān)線（閩贛段）土建工程HFMG-6 標(biāo)花山隧道洞內(nèi)左右側(cè)各設(shè)“電力電纜槽（外側(cè)）+水溝槽+通信信號(hào)電纜槽（內(nèi)側(cè)）”一道，其凈空尺寸分別為：30cm×30cm、30cm×80cm、35cm×30cm，水溝壁厚13cm，通信信號(hào)電纜槽壁厚20cm，均C30 混凝土。其中通信信號(hào)電纜槽內(nèi)設(shè)一長(zhǎng)60cmΦ16@50cm 分隔插筋，溝槽蓋板為6cm 厚預(yù)制C35 鋼筋混凝土。在內(nèi)側(cè)通信信號(hào)電纜槽壁設(shè)鋼筋網(wǎng)，縱向設(shè)3 根φ10@20cm 鋼筋、1 根Φ16 鋼筋，豎向設(shè)一長(zhǎng)139cmΦ16@20cm 鋼筋。溝槽內(nèi)設(shè)綜合接地鋼筋和預(yù)埋接地端子，排水系統(tǒng)為橫向Φ20mmPVC 排水管及Φ100mmPVC 排水管。

2.2 應(yīng)用情況

2.2.1 施工人員配置

施工人員配置見(jiàn)表1。

2.2.2 施工設(shè)備配置

施工機(jī)械設(shè)備配置見(jiàn)表2。

2.2.3 施工進(jìn)度指標(biāo)

根據(jù)實(shí)施性施工組織進(jìn)度安排，花山隧道溝槽施工時(shí)間為7 個(gè)月。為滿足施工要求花山隧道投入4 套溝槽模板臺(tái)車(chē)，也即是每側(cè)2 套，左右側(cè)采用平行作業(yè)，每側(cè)采用跳段依次平行作業(yè)。每套15m 長(zhǎng)溝槽模板臺(tái)車(chē)循環(huán)時(shí)間為23.5h，即單工作面進(jìn)度指標(biāo)為15.3m/d，綜合一些影響因素月平均進(jìn)度指標(biāo)為450m。故每側(cè)溝槽進(jìn)度指標(biāo)為900m/月，依此計(jì)算花山隧道溝槽需施工6.24 個(gè)月，滿足工期要求。

表1 施工人員配置表

表2 施工及檢測(cè)設(shè)備配置表

3 結(jié)論與體會(huì)

1）溝槽模板臺(tái)車(chē)技術(shù)簡(jiǎn)單、便于掌握，選材豐富、制作容易，施工方便、機(jī)動(dòng)靈活，有利于現(xiàn)場(chǎng)施工組織安排。投入多套可優(yōu)化資源配置，減少人員數(shù)量，實(shí)現(xiàn)連續(xù)、流水作業(yè)；

2）溝槽模板臺(tái)車(chē)結(jié)構(gòu)新穎、外形簡(jiǎn)單、質(zhì)量較小。結(jié)構(gòu)形式便于拼裝、拆除，安裝拆除速度快，工人勞動(dòng)強(qiáng)度低。施工成本投入少，可反復(fù)使用，施工安全、經(jīng)濟(jì)。因此，無(wú)論從適用性、經(jīng)濟(jì)性、可操作性、先進(jìn)性、標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)程度等方面均具有優(yōu)勢(shì)，必將在當(dāng)前及未來(lái)溝槽施工中得到進(jìn)一步推廣運(yùn)用；

3）一次整體性立模定位，可實(shí)現(xiàn)電力電纜槽、水溝槽及通信信號(hào)電纜槽的混凝土連續(xù)整體澆筑，精簡(jiǎn)了施工工序，縮短了工序循環(huán)時(shí)間，提高了溝槽施工進(jìn)度，溝槽結(jié)構(gòu)整體性好；

4）采用溝槽模板臺(tái)車(chē)較傳統(tǒng)的溝槽施工工藝能大大減少施工縫及施工處理工作，徹底杜絕了模板反復(fù)安裝、拆除工作以及模板碰撞、變形、易損弊端，同時(shí)降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了人員數(shù)量，提高了工作效率；

5）利用溝槽模板臺(tái)車(chē)進(jìn)行溝槽施工較傳統(tǒng)的溝槽施工工藝更能保證溝槽定位質(zhì)量、預(yù)埋件位置，更易實(shí)現(xiàn)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化、程序化、機(jī)械化、模塊化，同時(shí)具有操作簡(jiǎn)便、安全實(shí)用和快速定位等優(yōu)點(diǎn)；

6）溝槽模板臺(tái)車(chē)有待進(jìn)一步研究，存在臺(tái)車(chē)行走依靠人力、溝槽模板臺(tái)車(chē)還不是真正意義上的整體性。如在模板臺(tái)車(chē)上安裝電力驅(qū)動(dòng)裝置，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)行走。增加模板臺(tái)車(chē)重量，平衡模板外側(cè)重量，取消邊墻側(cè)支撐，可解決溝槽模板臺(tái)車(chē)分塊移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)真正意義上整體移動(dòng)，甚至可對(duì)溝槽實(shí)現(xiàn)滑模施工。

[1]趙廣平.新型組合弧形鋼模板在高速鐵路隧道仰拱整幅施工中的應(yīng)用[J].隧道建設(shè)，2010，30(6)：706-711.

[2]尹忠輝，郭海坡.溝槽施工專(zhuān)項(xiàng)方案[R].福建建甌：中鐵隧道股份有限公司隧道十公司，2012.

[3]尹忠輝，郭海坡.工程質(zhì)量自控體系[R].福建建甌：中鐵隧道股份有限公司隧道十公司，2012.

[4]文亞平.雪峰山特長(zhǎng)隧道溝槽蓋板塑鋼模具施工技術(shù)[J].鐵道技術(shù)監(jiān)督：2011,8.

[5]王進(jìn)志.夏茂隧道雙塊式無(wú)砟軌道施工關(guān)鍵技術(shù)[J].隧道建設(shè)，2011，31（增刊）：62-67.