溝槽模板臺車在高速鐵路隧道的應用

郭海坡

中鐵隧道股份有限公司，河南鄭州 450003

0 引言

隨著社會發(fā)展和科學技術進步，以及對高速、快捷、舒適、安全、質量、工期的要求越來越高，隧道建設正逐漸向著機械化、專業(yè)化、標準化、信息化方向發(fā)展。特別是在高速鐵路施工中，對隧道的耐久性、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用在高速鐵路隧道施工中將不能滿足其特殊性要求。

對于鐵路隧道溝槽種類及預埋件多、結構尺寸及溝底標高不一、精度要求高等特點。如何設計出一種既能滿足相關要求，又能做到施工簡便、經濟的溝槽模板臺車是保證施工質量，提高經濟效益，確保工程進度的關鍵。本文以京福鐵路客運專線HFMG-Ⅵ標花山隧道溝槽施工進行介紹，積累經驗，以期為同類項目提供借鑒。

1 溝槽模板臺車設計

1.1 溝槽模板臺車總體設計思路

綜合考慮勞動強度、循環(huán)時間、工期要求、施工經驗等因素，溝槽模板臺車長度定為15m[2]，由電纜槽模板、水溝模板、桁架及內側面模板三大部分組成，其中電纜槽模板尺寸為300cm×30cm，每側各5 塊，共計20 塊；水溝模板尺寸為150cm×80cm，每側各10 塊，共計20 塊；內側面模板尺寸為150cm×90cm，共計10 塊并與桁架固定焊接；溝槽底模板均采用150cm 長鋼模板，每側10 塊，共計20 塊。桁架底部及信號電纜槽頂端內側設單排輪子，間距5m，在隧道底板及邊墻基礎加強筋上鋪設8×8cm 角鋼作為滑道，用撬杠頂推桁架及橫梁移動。

1.2 溝槽模板臺車使用要點

1.2.1 模板臺車組裝

模板之間采用螺栓連接固定，為防止混凝土澆筑時漏漿，模板之間縫隙必須壓緊。內側面模板與桁架之間進行焊接固定，桁架長度為15m，桁架行走到位后由絲桿系統(tǒng)進行支撐固定。電纜槽及水溝槽模板由橫向槽鋼連接為整體，底模采用銷子連接固定。組裝完成后由測量人員對模板的順直度、平整度、接縫嚴密性和結構尺寸進行復核檢測，對個別不合格位置進行適當調整。

1.2.2 溝槽混凝土脫模

當溝槽混凝土養(yǎng)生強度達到2.5MPa 后方可進行溝槽模板臺車脫模工作。首先，將用于固定連接溝槽內側模板與外側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收，使電纜槽底部蓋板與側模板之間脫離；最后，用撬杠、錘子等工具將模板外模橫梁拆除，微動使其與混凝土面脫離。

1.2.3 溝槽模板臺車移動前的準備工作

溝槽模板臺車移動前的準備工作主要有：1）襯砌邊墻及基底混凝土鑿毛及清潔處理；2）臺車模板表面已清潔、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埋件安裝完畢并驗收合格；4）邊墻加強鋼筋的植入施工完成；5）溝槽模板臺車移動的滑道已鋪設。

1.2.4 內側模板及桁架移動到位

內側模板及桁架行走系統(tǒng)設有外側每排2 個滑輪、內側每排1 個輪子，共計3 個輪子，每排輪子間距300cm。第一步，首先將用于行走的外側輪子的絲桿下放，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，前后各用一個千斤頂將桁架整體頂起，然后將用于滑行的角鋼放置外側滑輪的下方，最后降下桁架取出千斤頂，由于桁架外側模板較重，為確保移動時平穩(wěn)，內側輪子較外側滑輪稍低，使桁架向內略傾。第三步，由3 名工人用撬杠來完成桁架的行走，使其走至下一循環(huán)預計施工里程位置。第四步，待桁架行走至預計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側模板支撐。最后將桁架內側用于支撐的11 套絲桿下放至混凝土面，為防止桁架前后移動在絲桿下放后將外側用于行走的輪子提升，并以適當?shù)木嚯x在模板底部位置增加斜撐。第五步，移動完成后采用水平尺、鉛垂等工具對桁架的標高、垂直度等方面進行精確調整。桁架及內模的此種行走方式具有簡單、輕便、快速的特點，僅需2 ～3 名工人半小時之內即可完成移動和調整定位工作。

1.2.5 外側模板滑道鋪設

外側模板的滑動需在已澆筑溝槽段內外側及下一循環(huán)靠邊墻側鋪設3 條滑道，并將已澆溝槽段左右兩側滑道與下循環(huán)段左右兩側滑動連為一體。已澆筑溝槽段內側滑道和下一循環(huán)段靠邊墻側的滑道系統(tǒng)均是由角鋼軌道和軌道鋼支架組成。鋪設時要先鋪下循環(huán)段靠內側的滑道，并根據(jù)左右兩側軌道的間距鋪設已澆筑溝槽段的滑道。在需進行滑道鋪設的位置以間距1.5m 放置滑道支架，在支架上鋪設角鋼軌道。已澆筑溝槽段內側滑道系統(tǒng)由薄鋼板和角鋼軌道組成，在角鋼軌道下面鋪設一層薄鋼板可以有效避免角鋼對已澆筑混凝土表面造成破壞。軌道搭接縫要控制在5mm 以內，且內外兩條軌道的標高尺寸要控制一致，避免由于高度不一導致滑動時模板發(fā)生變形或垮塌。

1.2.6 外側模板滑動系統(tǒng)安裝及模板移動到位

在外側模板滑道鋪設的同時進行滑輪系統(tǒng)的安裝。主要分為以下幾個步驟：第一步，將脫模時拆除的橫向槽鋼重新進行安裝（可只將一部分先安裝，其余部分等模板移動到位后再安裝），同時在前、中、后三個橫梁上部各安裝一個橫向角鋼（該角鋼長度比橫梁槽鋼略長，用于安放滑輪組）。第二步，在內外兩個電纜槽內各用一個千斤頂通過頂起橫梁來抬升整體模板（為防止由于模板一端抬升過高導致模板變形，可將模版分兩次抬高），當模板抬升約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（設有前、中、后3 套滑輪系統(tǒng)，共計6 套滑輪組）。為防止在移動過程中滑輪組發(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，模板滑動系統(tǒng)安裝到位后由5 ～6 人采用撬杠方式進行內模的移動到位。

1.2.7 模板臺車定位

外側模板移動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)，同時拆除靠邊墻的外側滑道系統(tǒng)。根據(jù)對內外側模板尺寸和標高進行測量結果，調整絲桿，待模板位置精確調整到位后將剩余用于固定外側模板和桁架及內側模板的橫梁槽鋼安裝固定完畢，使內外側連接為整體，待模板內部各項預埋件檢測合格后封堵電纜槽底部蓋板，然后在電纜槽預留口內安裝φ20 排水管，所有工作完成后，標志著模板臺車定位完成。

2 應用實例

2.1 工程概況

新建合肥至福州鐵路客運專線（閩贛段）土建工程HFMG-6 標花山隧道洞內左右側各設“電力電纜槽（外側）+水溝槽+通信信號電纜槽（內側）”一道，其凈空尺寸分別為：30cm×30cm、30cm×80cm、35cm×30cm，水溝壁厚13cm，通信信號電纜槽壁厚20cm，均C30 混凝土。其中通信信號電纜槽內設一長60cmΦ16@50cm 分隔插筋，溝槽蓋板為6cm 厚預制C35 鋼筋混凝土。在內側通信信號電纜槽壁設鋼筋網，縱向設3 根φ10@20cm 鋼筋、1 根Φ16 鋼筋，豎向設一長139cmΦ16@20cm 鋼筋。溝槽內設綜合接地鋼筋和預埋接地端子，排水系統(tǒng)為橫向Φ20mmPVC 排水管及Φ100mmPVC 排水管。

2.2 應用情況

2.2.1 施工人員配置

施工人員配置見表1。

2.2.2 施工設備配置

施工機械設備配置見表2。

2.2.3 施工進度指標

根據(jù)實施性施工組織進度安排，花山隧道溝槽施工時間為7 個月。為滿足施工要求花山隧道投入4 套溝槽模板臺車，也即是每側2 套，左右側采用平行作業(yè)，每側采用跳段依次平行作業(yè)。每套15m 長溝槽模板臺車循環(huán)時間為23.5h，即單工作面進度指標為15.3m/d，綜合一些影響因素月平均進度指標為450m。故每側溝槽進度指標為900m/月，依此計算花山隧道溝槽需施工6.24 個月，滿足工期要求。

表1 施工人員配置表

表2 施工及檢測設備配置表

3 結論與體會

1）溝槽模板臺車技術簡單、便于掌握，選材豐富、制作容易，施工方便、機動靈活，有利于現(xiàn)場施工組織安排。投入多套可優(yōu)化資源配置，減少人員數(shù)量，實現(xiàn)連續(xù)、流水作業(yè)；

2）溝槽模板臺車結構新穎、外形簡單、質量較小。結構形式便于拼裝、拆除，安裝拆除速度快，工人勞動強度低。施工成本投入少，可反復使用，施工安全、經濟。因此，無論從適用性、經濟性、可操作性、先進性、標準化作業(yè)程度等方面均具有優(yōu)勢，必將在當前及未來溝槽施工中得到進一步推廣運用；

3）一次整體性立模定位，可實現(xiàn)電力電纜槽、水溝槽及通信信號電纜槽的混凝土連續(xù)整體澆筑，精簡了施工工序，縮短了工序循環(huán)時間，提高了溝槽施工進度，溝槽結構整體性好；

4）采用溝槽模板臺車較傳統(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安裝、拆除工作以及模板碰撞、變形、易損弊端，同時降低了勞動強度，減少了人員數(shù)量，提高了工作效率；

5）利用溝槽模板臺車進行溝槽施工較傳統(tǒng)的溝槽施工工藝更能保證溝槽定位質量、預埋件位置，更易實現(xiàn)作業(yè)標準化、程序化、機械化、模塊化，同時具有操作簡便、安全實用和快速定位等優(yōu)點；

6）溝槽模板臺車有待進一步研究，存在臺車行走依靠人力、溝槽模板臺車還不是真正意義上的整體性。如在模板臺車上安裝電力驅動裝置，可實現(xiàn)自動行走。增加模板臺車重量，平衡模板外側重量，取消邊墻側支撐，可解決溝槽模板臺車分塊移動，從而實現(xiàn)真正意義上整體移動，甚至可對溝槽實現(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用[J].隧道建設，2010，30(6)：706-711.

[2]尹忠輝，郭海坡.溝槽施工專項方案[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.雪峰山特長隧道溝槽蓋板塑鋼模具施工技術[J].鐵道技術監(jiān)督：2011,8.

[5]王進志.夏茂隧道雙塊式無砟軌道施工關鍵技術[J].隧道建設，2011，31（增刊）：62-67.