臺車創新技術在南水北調黃河灘地埋管工程施工中的應用

謝遠慶　付　茜　陳曉輝

（水利部海河水利委員會，天津　300170）

臺車創新技術在南水北調黃河灘地埋管工程施工中的應用

謝遠慶付茜陳曉輝

（水利部海河水利委員會，天津300170）

南水北調東線黃河灘地埋管工程管涵內徑達7.5m，是極為少見的大直徑混凝土管涵。本文介紹了一種專門用以拖帶大直徑內模臺車裝置的設計制作及施工方法，該裝置由自行懸吊式臺車配合自行襯砌式內模臺車組成，該方法在南水北調工程施工中減少了內模安拆工作量，加快了施工進度，有效地提高了施工效率。

自行；內模；臺車；懸吊式；襯砌式

現澆混凝土管涵、箱涵在引水工程中的應用極為普遍，但普通混凝土管涵、箱涵的內徑多在4m以內，超過7m的極為少見。通過內模臺車制作的技術創新，加快施工進度，是提高大直徑混凝土管涵施工效率的關鍵。

1　工程概況

穿黃河工程是南水北調東線工程從東平湖至黃河以北輸水干渠的輸水工程，是南水北調東線的控制性項目。南水北調一期穿黃河灘地埋管工程，是北區工程的一段，管道為現澆混凝土管涵，按100m3/s設計，為有壓內圓外城門洞形斷面，內徑7.5m，管壁厚0.95m，總長 1600m。每個施工段長 9.98m，鋼筋15.4t，混凝土347m3，共計160段。埋管采用現澆鋼筋混凝土結構，底部鋪設素混凝土墊層。混凝土管涵斷面如圖1所示。

圖1　管涵斷面

2　新型臺車設計

南水北調一期穿黃河工程北區灘地埋管工程合同工期為兩年，但每年6—9月的黃河夏汛和當年12月—次年2月的黃河凌汛禁止施工，兩年的施工工期中實際有效工期不足10個月，工期極為緊張。

采用傳統的全斷面針梁式內模臺車只能投入一臺且必須從一端開始向另一端順序施工，不能多個施工段同時施工，不能實現流水作業，每個施工段投入的人員和設備也較多。經過反復測算，采用全斷面針梁式內模臺車不能滿足工期要求。

施工設計圖將整個混凝土管涵按設計施工縫分為上下兩部分，分別是下部仰拱段和上部反弧段。先施工下部仰拱段，再施工上部反弧段。縱向每9.98m為一施工段。因此，按上下兩段分別設計臺車的形式，可分別拖帶上下兩部分內模板。

施工單位根據工程實際，開展技術創新，設計了1臺懸吊式仰拱段內模臺車配合3臺襯砌式反弧段內模臺車承擔該工程施工任務。

2.1仰拱段內模臺車設計

管涵下部仰拱段內模臺車設計為懸吊式（見圖2和圖3），臺車長9.98m。仰拱段內模臺車拖帶仰拱段內模，臺車與仰拱段鋼內模之間采用螺旋式千斤頂連接為一個整體。通過螺旋式千斤頂上下調整鋼內模位置以實現模板就位和脫模。通過懸吊式臺車和仰拱鋼內模總重結合上拉下壓的方法平衡混凝土澆筑時產生的上浮力，以免混凝土澆筑時鋼模上浮。懸吊式臺車行走在構件外端鋪設的軌道上，行走方式為自行式而非傳統的卷揚機牽引式，臺車首端兩個支撐輪設計為驅動輪，由電動機提供動力，通過一對蝸輪副實現減速運動，蝸輪副工作平穩且具有自鎖功能。

圖2　懸吊式仰拱臺車

圖3　懸吊式臺車實景

2.2反弧段內模臺車設計

管涵上部仰拱段內模臺車設計為襯砌式（見圖4和圖5），臺車長9.98m。采用襯砌式臺車拖帶上部反弧段內模。臺車底部設液壓式千斤頂作為升降裝置以調整頂模板在50～80mm高度范圍變化。左右兩側設螺旋式千斤頂以調整側模內外收縮，如此實現模板就位和脫模。襯砌式臺車在已澆筑完成的仰拱段混凝土上鋪設的軌道上行走，行走方式與前面懸吊式臺車設計相同，為自行式。

圖4　襯砌式反弧段內模臺車

襯砌式反弧段內模臺車行走于已澆筑完畢的下部仰拱段混凝土上，但必須為其設計專門的軌道支架。軌道支架按照750mm的間距安裝，內軌道直接放置在軌道支架上，用壓板固定。軌道支架如圖6所示。

圖6　內軌道支架

3　模板體系設計

內模板的選用以定型全鋼大模板為主，外模板使用組合鋼模板，以P6015鋼模板為主，適當配以相應小模板進行配模。以φ48mm×3mm鋼管作支撐材料。利用海綿條對模板拼縫進行密閉處理，以保證拼縫嚴密，防止漏漿跑漿現象。

內模具體設計值為面板厚6mm，主肋雙16號槽鋼，次肋8號槽鋼。

內模板板面穿墻孔位置根據外模板的位置，在現場安裝完畢后再進行開孔施工，確保內外穿墻孔垂直，避免由于孔位不垂直造成穿墻構件斷裂而發生跑模或模板坍塌事故。

外模板采用小模板焊接成大塊模板。具體設計值為板面厚4mm，邊框厚5mm，邊框高51mm，橫肋鋼板厚5mm。穿墻孔設計在邊框上，配置尺寸為1240mm+ （1500mm×5）+1240mm。模板長1500mm時，背肋間距為375mm+750mm+375mm；模板長1240mm時，背肋間距為375mm+490mm+375mm。

端頭模板為106系列模板體系，具有固定止水帶的作用。具體設計值為:板面厚6mm，邊框為10× 100mm鋼帶，縱橫肋為8×100mm鋼帶。

內模板（分仰拱段和反弧段）與臺車（分仰拱段和反弧段）連接為整體一起移動的設計，降低了施工成本，大大提升了模板安裝效率。

4　工藝流程

總工藝流程:仰拱段施工→反弧段施工。

其中仰拱段施工工藝流程:鋼筋安裝→端模和側模安裝→外軌道鋪設→懸吊式仰拱段內模臺車就位→校正臺車→緊固臺車→澆筑→臺車脫模移至下一工作面。反弧段施工工藝流程:內軌道鋪設→襯砌式反弧段內模臺車就位及內模位置調整→鋼筋安裝→外模板（含端模）安裝及加固→澆筑→臺車脫模移至下一工作面。

5　施工關鍵環節

5.1確保仰拱段內模臺車抗浮能力

懸吊式仰拱段內模臺車的抗浮能力計算十分重要，太輕不能平衡混凝土澆筑形成的上浮力，易造成內徑縮小；太重則增加成本和工作難度。

經施工過程中的驗算，懸吊式仰拱段臺車及內模的重量不能平衡混凝土澆筑時產生的上浮力。為防止仰拱段內模上浮，采用了上壓下拉的方法，即在懸吊式內模臺車上搭設操作平臺以壓載砂石料等重物，下部在墊層中預埋φ16mm@1200～1500mm的高強螺桿與內模連接。

5.2正確操作確保內模板脫模

5.2.1下部仰拱段內模板脫模

當混凝土強度已達到可拆除模板時，應先拆除外部支撐和拉桿。在確認沒有支撐后，仰拱內模通過收縮螺旋千斤頂直接向上收回。

5.2.2上部反弧段內模板脫模

反弧段內模應先通過收縮兩側的螺旋式千斤頂收回兩側的側內模，再通過收縮底部的液壓千斤頂收回頂內模，動作次序不能更改。模板收回阻力過大時應停止動作，檢查阻力來源，待排除故障后，再進行正常收回工作。

5.3確保臺車檢查符合要求

內模收回后，清除現場所有障礙物，確保軌道穩固后緩慢啟動電機帶動臺車運動到下一個工作面。

6　綜述

施工單位依據南水北調一期穿黃河工程北區灘地埋管工程實際情況，創新設計了1臺懸吊式仰拱段內模臺車配合3臺襯砌式反弧段內模臺車承擔施工任務，達到了預期效果，取得了良好效益。

a.通過3個上部反弧段臺車實現了多個施工段同時作業和流水作業，與傳統的全斷面針梁式內模臺車的施工方法相比，大大減少了窩工時間，加快了施工進度，節省了投資。

b.上下內模均由臺車拖帶，臺車與內模形成完整的一個整體，且臺車行走方式為自行式而非卷揚機牽引式，減少了內模安拆工作量和使用的勞動力，節省了施工現場大量零星材料的堆放場地，減少了廢棄物的產生，大大提升了整體施工效率。■

Application of trolley technology innovation in Yellow River beach pipe laying work of South-to-North Water Diversion Project

XIE Yuanqing，FU Qian，CHEN Xiaohui
（Haihe River Water Resources Commission of Ministry of Water Resources，Tianjin 300170，China）

Pipe culvert inner diameter in Yellow River beach pipe laying work of South-North Water Diversion Project is 7. 5 m，which belongs to extremely rare large-diameter concrete pipe culvert.In the paper，a method of designing，manufacturing and constructing trolley device specially for towing large-diameter inner membrane is introduced.The device is composed of self-powered suspension trolley matched by self-powered lining inner membrane trolley.The method can reduce inner membrane installation and remove workload in the construction of South-to-North Water Diversion Project，thereby accelerating construction progress，and effectively improving the construction efficiency.

self-powered；inner membrane；trolley；suspension；lining

TV53+9

B

1005-4774（2016）05-0001-03

10.16616/j.cnki.11-4446/TV.2016.05.001