淺析公路隧道電纜槽邊溝整體式液壓臺車的應用

譚文進

北京華通公路橋梁監理咨詢有限公司

1 工程實例

銅仁市沿河經印江（木黃）至松桃高速公路建設項目，設計標準為雙向四車道，路面寬度24.5m，設計時速80km/h，線路全長102.065km，全線24 座隧道，其中位于第六合同段的李家寨隧道為特長隧道，該隧道為全線控制性工程之一，隧道左線里程樁號ZK49+443～ZK53+995，全 長4552m；右 線 里 程 樁 號K49+484～K53+970，全長4486m，左右線電纜槽邊溝總長18076m，單洞電纜溝邊溝平均長度9038m，該隧道電纜槽邊溝為整體式設計，采用C30 鋼筋混凝土現澆，蓋板預制安裝，電纜槽凈空尺寸60cm×60cm，邊溝凈空10cm×20cm。

2 電纜槽邊溝整體式液壓臺車結構

根據隧道斷面尺寸及電纜槽邊溝平面位置，并考慮施工車輛通行，設計的電纜槽邊溝整體式液壓臺車尺寸（長×寬×高）為12.0m×10.2m×4.87m，結構由模板系統、門架系統、油缸系統、滑座滑套、行走系統和配件組成，主視圖見圖1所示。（1）模板系統：采用10mm 厚鋼板組成模板系統，分電纜槽和邊溝兩部分模板，模板剛度大，電纜槽內模采用箱體式內模，側模與邊溝內模共用，邊溝外模使用30cm 高定型模板，所有模板豎向均與千斤頂連接，橫向與可調節雙向絲桿連接。（2）門架系統：由門架立柱、上縱梁、下縱梁，門架橫梁、門架連接梁、門架斜撐組成，材料主要使用I20、I25工字鋼筋及槽鋼；（3）油缸系統：由20支油缸、油管配件、兩套油站組成；（4）行走系統：由電機主動輪兩套、從動輪兩套組成，行走速度6m/min；（5）配件：包括螺栓和鉸耳銷軸。

圖1 電纜槽邊溝整體式液壓臺車主視圖

3 使用原理

臺車在現場拼裝完成后，需整體驗收，并進行系統測試及試運行，重點測試油缸液壓系統、行走系統、斜向支撐絲桿伸縮活動情況，確保整體穩定性。測試正常后，開動電機驅動臺車自動在軌道上行走，行至擬施工電纜槽邊溝位置后停止，通過安裝在門架立柱上的豎向油缸調整門架高度，通過后座支撐在門架立柱上的水平油缸調整水平滑動臂伸出去的水平距離，水平滑動臂安裝在固定的水平支撐梁上，像滑塊一樣可左右水平移動，連接電纜槽和邊溝模板的豎向油缸固定在水平滑動臂上，可隨水平滑動臂左右移動進行平面定位，模板在平面精確定位后再通過調整連接在模板上的豎向油缸上下移動精確定位模板底標高，就這樣，電纜槽和邊溝模板平面位置及高程均定位完成，通過調節與模板連接的斜向絲桿支撐固定模板，為確保臺車使用過程中整體穩定，在門架內設置4根斜向下支腿支撐在混凝土澆筑面上，這樣整個電纜槽邊溝臺車模板安裝并固定完畢，即可澆筑混凝土。拆模時，先松開支撐絲桿，水平油缸保持不動，通過調節豎向油缸緩慢提升模板脫離混凝土面，完成脫模，然后將所有油缸回油歸位，開啟電機驅動臺車移至下一循環施工節段。

4 整體式液壓臺車優點

臺車采用電動軌行式門架系統，可自動行走移位，不像組合鋼模需人工搬運，模板定位全部采用液壓系統上下左右調節，操作簡單，定位準確，3人即可完成臺車定位安裝，省時省工，施工效率高，門式結構對施工機械車輛通行不造成干擾，所采用的大面側模、外模和箱體式內模，縱向一次性可整體澆筑電纜槽邊溝12m，混凝土面無模板拼縫痕跡，只有循環施工接縫，模板剛度好，定位支撐牢固，混凝土澆筑不會出現“跑模”或“脹?！爆F象，混凝土表面平整，蓋板槽口順直，成品外觀質量極好，且每一循環左右側可同時施工，同步推進，脫模時，只需操作豎向油缸提升模板即可完成。

5 電纜槽邊溝整體式液壓臺車施工

5.1 施工工藝流程

模板打磨刷油→測量放線→電纜槽與底板、二襯結合面鑿毛→基底清理沖洗→電纜槽邊溝鋼筋安裝→驅動臺車就位→調整模板定位→安裝兩側端頭模板→加固模板支撐→澆筑混凝土-養護拆?！乱谎h施工。

5.2 臺車就位前的施工

臺車就位前，應先對臺車模板表面進行打磨清理，涂刷脫模劑，測量放樣電纜槽邊溝平面位置及槽底溝底高程，對電纜槽邊溝施工范圍底板及二襯結合面混凝土鑿毛并清洗，按設計圖安裝鋼筋，須嚴控鋼筋平面位置及高程，確保偏差應在驗評標準規定范圍內，否則，鋼筋偏位過大會造成臺車模板無法就位和鋼筋保護層不足。

5.3 臺車模板安裝定位

開啟電機驅動臺車自動行駛至施工部位，操作水平油缸將箱體式內模、側模及邊模移至設計平面位置，然后操作與各模板相連的豎向油缸，將各模板降至電纜槽邊溝設計底高程，平面位置及高程均需精確定位，調節絲桿對各內外模板進行固定，安裝帶孔的端頭模板，水平鋼筋從孔中伸出端頭模的長度應符合搭接長度要求，最后對模板進行加固，并將支撐臺車整體穩定的斜撐腿支撐在已澆筑混凝土面上，整個臺車模板安裝定位完成，自檢合格后報監理工程師驗收。

5.4 混凝土澆筑

臺車模板經驗收合格后，按設計強度C30拌合混凝土，入模前檢查混凝土工作性能需滿足施工要求，控制坍落度在120mm～140mm之間，由于電纜槽邊溝結構尺寸較小，采用扁平溜槽將混凝土引送入模，鑒于單側一次澆筑長度12m，需按2m～3m間距為一個混凝土下料點，保證混凝土質量的均衡性，嚴禁只在一個下料點上將混凝土澆筑完成，以防混凝土流動距離過長出現離析或粗骨料在小范圍積聚，人為造成電纜槽邊溝強度不均衡或局部范圍強度達不到設計強度要求，電纜槽邊溝可分兩層澆筑完成，第一層澆筑到邊溝溝底高程位置，采用小直徑插入式振搗器振搗，第二層澆筑將電纜槽邊溝一次性澆筑完成到設計頂高程，振搗密實表面抹平即可，混凝土分兩層澆筑主要是控制模板底部混凝土被振搗時氣泡能順利排出，避免蜂窩麻面，保證混凝土外觀質量。

5.5 拆模及養護

為預防脫模過早對電纜槽邊溝混凝土造成破壞，需等混凝土達到一定強度后方可脫模，一般要求澆筑后不少于12h。脫模時，將固定模板的斜向支撐桿件松動，解除支撐，拆除端頭模，操作豎向油缸緩慢提升模板直至脫離混凝土面，拆模時禁止啟動橫向液壓系統，避免電纜槽邊溝混凝土受水平力而破壞，模板全部拆除后，將油缸回油復位，開動電機將臺車移位至下一循環節段，對澆筑成型的電纜槽邊溝混凝土灑水養護。

5.6 臺車使用中發現的問題及處理措施

5.6.1 發現的問題

在臺車實際使用過程中，通過模板安裝工序驗收和混凝土澆筑過程發現：（1）當澆筑的混凝土高度超過模板底端時，混凝土會對模板產生側向擠壓作用，產生水平力，若模板水平支撐不牢固，會出現模板偏斜，在后續脫模時，會造成脫模困難或局部混凝土缺棱掉角；（2）若前期施工的仰拱填充混凝土面或調平層混凝土面不平整，邊溝側模與混凝土面間存在空隙會出現根部漏漿，影響外觀。

5.6.2 處理措施

（1）對電纜槽邊溝內外模板增加水平支撐桿件，確保模板固定牢靠，在模板受混凝土水平擠壓力作用下不至移動，混凝土下料時注意在模板兩側對稱澆筑混凝土，避免單側澆滿后再澆筑另外一側，以防偏壓引起模板傾斜；（2）對仰拱填充或調平層混凝土面存在高低起伏不平現象，根據設計高程放樣掛線檢查，對高出位置適當鑿除找平，對低凹位置用水泥砂漿補平，便于邊溝側模安裝防漏漿。

6 效益分析

以李家寨隧道電纜槽邊溝施工為實例，對比分析整體式液壓臺車和傳統組合鋼模施工電纜槽邊溝功效及成本情況。由于該隧道為特長隧道，為保證工期，施工組織采用雙向掘進方案，在隧道兩端各投入1臺液壓臺車，兩端單循環一次性可以同時施工電纜槽邊溝48m，現場同等使用48m電纜槽邊溝組合鋼模，組合模板按一套48m計算，每端洞口24m，兩端單循環一次性同樣施工電纜槽邊溝48m，完成單洞電纜槽邊溝施工總循環次數約188 次，工人均按正常熟練程度施工電纜槽邊溝各道工序，每工日按8h計算。通過現場實際施工，收集相關數據，功效指標及成本指標對比分析見表1和表2。

表1 功效指標對比（每循環48m）

模板安裝時間/h混凝土澆筑時間/h拆模時間/h模板移位時間/h每循環完成時間/工日單洞完成時間/工日注：“-”表示節省。1.0 3.0 0.5 0.1 6.6h÷8h/工日=0.825 188×0.875=155.34 3.5 3.0 2.0 1.3 11.8h÷8h/工日=1.475 188×1.475=277.73-2.5 0.0-1.5-1.2-0.65-122.39

表2 成本對比分析（每循環48m）

從表1、表2 數據分析得出，采用整體式液壓臺車施工電纜槽邊溝比傳統組合鋼模要節省工期約122工日，換算成日歷天，即單洞節約工期約40 天，雙洞節省工期約80 天，單洞節成本約47.91 萬元，雙洞節省成本約95.82 萬元，社會效益及經濟效益顯著。

7 結語

電纜槽邊溝整體式液壓臺車在公路隧道中的應用，顯著改善了傳統組合鋼模施工電纜槽邊溝的諸多不足之處，施工出來的成品，不僅外觀質量較好，對標準化及“品質工程”創建具有極大的助推作用，還能降低施工成本，提高工效，實現機械化、自動化減人，具有良好的社會效益和經濟效益。