鋼模臺車在電站導流洞施工中的應用
——以陜西省東莊水利樞紐工程為例

王秋陽

（中國水利水電第八工程局有限公司，湖南 長沙 410000）

在隧道施工中，混凝土襯砌是一個重要環節。我國早期主要采用自行設計的簡易襯砌設備，如工字鋼加工成襯砌拱架，配合鋼模板作為一種簡易自制設備，并在國內得到了廣泛應用。但是，此種襯砌方法存在工序復雜、工期長，質量難以保障等問題。隨著我國隧道里程、凈空尺寸不斷增加，尤其是水電站隧洞施工環境相對復雜，簡易襯砌臺架的運用逐漸無法滿足工程質量要求，于是利用鋼模板臺車進行模注施工的方法逐漸推廣開來。

1 模板臺車的發展概述

鋼模臺車是一種專用隧道襯砌設備，可有效提高襯砌表面光潔度，加快襯砌速度。鋼模臺車澆筑功效比傳統模板高30%，裝模、脫模速度快2～3倍，所用人力僅為傳統的1/5。

1953年，我國水電行業首次使用模板臺車進行襯砌施工，這臺模板臺車雖然尚未具備自動行走、液壓驅動、自動調平等功能，但無疑是一次巨大的進步，因為其實現了隧洞襯砌機械作業。直至1985年，我國自主研發了第一臺國產模板臺車，并由此實現了模板臺車的國產化，為我國大型隧洞混凝土襯砌作業提供了可靠的設備支撐。

結合不同的分類依據，可將模板臺車分為不同的類型，具體如表1所示。文章主要以邊拱軌行式襯砌臺車為例展開詳細的分析。其以電動機為驅動，配備液壓油缸、螺旋千斤頂等，操作方便、運行可靠，隧洞最終成型效果好。

2 鋼模臺車在水電站導流洞施工中的應用

水電站導流洞施工中，混凝土襯砌施工是一個重要工序，鋼模臺車作為專用設備，可有效提高襯砌效率、保障質量，下文主要就模板臺車的具體應用方法展開詳細分析。

2.1 鋼模臺車襯砌施工程序

水電站導流洞工程中，鋼模臺車混凝土襯砌施工程序如圖1所示。

在圖1中的各道工序中，混凝土澆筑是鋼模臺車襯砌施工的重要工序，而混凝土側壓力是影響鋼模臺車結構受力的主要因素。在實際項目中，應結合外界環境、地理位置、施工進度等合理選擇澆筑方案、鋼模臺車類型，確保鋼模臺車使用的安全性、可靠性，從而高質量地完成電站導流洞襯砌施工。

表1 模板臺車類型表

圖1 鋼模臺車襯砌施工程序圖

2.2 鋼模臺車襯砌施工要點

在水電站隧洞工程襯砌施工中，鋼模臺車的運用要點主要可歸納為以下四點：

（1）鋼模臺車進場。臺車必須經過計算受力滿足使用要求及驗收合格后才能投入使用。使用期間應掛牌明示，明確施工、質量、安全、技術和部門負責人，明確平臺限載要求，并懸掛“此臺車已驗收”牌樣；鋼模臺車安裝和拆除的作業人員應持證上崗，或在作業前進行專業培訓并得到項目部安全環保部門、監理單位的考核并合格后才能作業。

（2）鋼模臺車就位。鋪設軌道，軌道與隧道中心線重合，偏差≤1cm；臺車采用五點定位法，做好復測工作；為避免混凝土澆筑中臺車上浮，使用千斤頂在臺車前端端部拱頂增設支撐；與此同時全面排查臺車加固系統、螺栓連接情況、絲桿支撐情況，全部合格后方可啟動混凝土澆筑施工。

（3）混凝土澆筑。根據項目實際情況確定混凝土配比，嚴格把控原材料質量、混凝土坍落度；混凝土多采用分層、左右側交替對稱澆筑方法，每層厚度≤1m，連續澆筑，混凝土上升速度應結合混凝土初凝時間進行測算，不得過快；根據現場同條件養護混凝土標準試塊試壓強度確定拆模時間。

（4）混凝土表面缺陷整修。拆模后，若發現混凝土表面存在缺陷，經監理批準后及時處理，包括氣泡、環形接縫、表面顏色以及預留洞室周邊的處理，切實保證襯砌外觀質量。

3 陜西省東莊水利樞紐工程導流洞鋼模臺車襯砌施工情況

文章主要以東莊水利樞紐工程為例，下面對鋼模臺車在導流洞施工中的應用情況展開詳細分析。

3.1 工程概況

該項目為東莊水利樞紐工程導流洞工程，布置于右岸，成洞尺寸17m×19m（寬×高），城門洞型。導流洞洞身二襯混凝土分兩次澆筑，先澆筑底板和兩側120cm高邊墻，然后采用鋼模臺車一次性澆筑剩余邊墻及頂拱混凝土，邊頂拱共40倉。襯砌設計支護厚度分別為60cm、80cm、100cm。為保證導流洞邊頂拱襯砌施工的順利進行，安裝一臺鋼模臺車以滿足生產需要。

3.2 鋼模臺車技術參數

該工程邊頂拱混凝土采用邊拱軌行式襯砌臺車一次澆筑成型。混凝土采用10m3混凝土攪拌車運輸，HB80混凝土泵泵送入倉，人工配合附著式振搗器振搗密實。鋼模臺車圖紙及主要技術參數如圖2所示。

圖2 鋼膜臺車立面圖

3.3 鋼模臺車安裝要點

（1）安裝施工要求。①技術及質量要求：嚴格按照臺車設計圖紙進行組裝；整機加工完畢后，應在現場組裝試運轉，各行走部分運行應平穩。②符合構件材質規格要求：符合設計圖紙要求，無影響強度和鋼度的彎曲和破損。③鋼模臺車基礎底座、行走軌道鋪設準確穩固。④走臺及作業平臺鋪設：采用5cm厚木板滿鋪方法，確保施工安全性。⑤安全防護設施：臨空面設護欄，臺車與墻體間距過大時設防墜落設施。⑥上下爬梯或通道：安裝符合規定的上下爬梯或通道，且爬梯或通道的臨空面均設有護欄。⑦電器系統：用電線路架設、用電設備漏電保護符合要求。⑧安全標識：有明顯的用電及其它安全警示標志。

（2）臺車安裝施工。①枕木和鋼軌安裝：枕木和鋼軌按臺車圖所示軌距鋪設，嚴格測量定位。②行走安裝：把4個行走輪卡在鋼軌上，兩側支撐牢固。③底梁安裝：把底梁吊至行走上方與行走鉸接，然后調整對角使底梁成長方形布置。④門架立柱和橫梁安裝：把立柱和橫梁組裝好后，從中間向兩側一榀一榀地與底梁連接。⑤拉桿安裝：將直拉桿、斜拉桿、剪刀架等裝好。⑥調整門架：調整門架橫梁處的對角。⑦頂模架體安裝及調整：按圖尺寸裝好平移、升降油缸、頂縱梁，從中間向外依次裝配臺梁及小立柱。⑧頂模安裝：從中間向外一組一組地安裝頂模，同時調整平整度。⑨邊模安裝：從中間向外安裝邊模，同時調整平整度。⑩邊模通梁安裝：邊模通梁與邊模用螺絲鉸接定位。[11]油缸及絲杠安裝：安裝側模油缸及絲杠，注意絲杠長度按圖分布。[12]安裝頂端支撐：按圖紙分布確定支撐位置。[13]加裝底部過河梁。[14]加裝液壓系統并調試。

3.4 鋼模臺車運行與襯砌施工要點

（1）鋼模臺車工作檢查。鋼模臺車工作前，需隧洞條件進行檢查，確保其可滿足實際作業需求。

（2）混凝土灌注施工。①鋼模臺車行走至襯砌位置后進行立模。②完成立模后，對鋼模板臺車外表面涂抹脫模劑，然后開始注砼，鋼模臺車兩側每2.5m高度預留4個進料窗口，鋼模臺車上兩側墻和頂拱每2.5m左右高度一層安裝附著式振搗器，如圖3所示。注漿順序為從下往上，逐層逐排從工作窗口注漿，最后封頂。封頂后期采用低速注漿法，防止模板出現變形問題；注漿時，鋼模板臺車前后、左右混凝土高差控制在600mm以下。③完成注漿后，混凝土達一定強度后脫模，拆掉千斤頂，啟動液壓系統、控制邊模油缸，令側模板脫離襯砌面，注意控制油缸收縮行程150～250mm，分次收縮，嚴禁一次性強制脫模。④鋼模臺車脫模后，啟動行走電機行走。

圖3 隧道混凝土襯砌鋼模臺車窗口振搗器示意圖

（3）鋼模臺車保養。在整個襯砌施工中，落實臺車例行保養工作，具體作業項目如表2～表4所示。其中，一級保養，每班進行；二級保養，每工作15個循環；三級保養，每工作30個循環。

（4）鋼模臺車拆除。①拆除場地平整。在拆除部位的底板上利用鋼板及土工布覆蓋，以免在拆除過程中導致底板混凝土受損。②手動撐桿，側模油缸裝置銷軸拆除。頂拱油缸、倒模油缸回縮，鋼模頂模、倒模收攏，將側模油缸與手動撐桿、側模連接銷軸拆除。③模板組拆除。頂模、側模板組成一個拆除吊裝單元，使用2臺5t卷揚機吊起模板，在拆除場地將模板依次擺出，并使用QY20型汽車吊將拆解下的模板吊至東風153汽車，運輸至下一個安裝工作面。④托架拆除。托架使用5t卷揚機吊起，在拆除場地拆解，通過東風153汽車運輸至下一個安裝工作面。⑤頂模油缸與導向桿拆除。使用5t卷揚機拆除頂模油缸、定位導向桿。⑥電氣與液壓系統拆除。電氣線路、液壓管路采用人工拆除的方法，液壓系統操作臺采用QY20型汽車吊拆除。⑦上部臺車架橫梁拆除。采用汽車吊+5t卷揚機配合拆除。⑧下部臺車架橫梁拆除。與上部臺車架雷同，其中6m臺車有驅動裝置，需先將此裝置拆除后再拆除下部整榀立柱。⑨臺車架的運輸。利用東風153汽車將臺車架部件運至下一個安裝工作面。

表2 一級保養項目

表3 二級保養項目

表4 三級保養項目

3.5 質量控制措施

為保證項目順利完成，健全施工質量安全管理機構，規范操作，落實宣傳教育等工作，要針對鋼模臺車特點，健全技術責任制，落實技術交底與施工組織工作，及時解決施工中的各種技術問題；加強各工序的協調管理，完善管理程序，切實提高質量管理效率，杜絕質量事故。

4 結束語

綜上所述，水電站導流洞工程中，鋼模臺車是襯砌專用設備，通過鋼模臺車的合理運用可有效提高混凝土襯砌施工效率與質量。在導流洞施工中，應根據隧洞環境、施工條件等合理選擇鋼模臺車相關技術參數，做好鋼模臺車施工前的各項檢查與施工中的保養工作，規范落實模板安裝、混凝土灌注以及脫模、行走等工序，切實保證襯砌質量可靠、結構穩定，為后續作業奠定良好的基礎。