水工隧洞混凝土施工中鋼模臺(tái)車的應(yīng)用研究

歐峻領(lǐng)

（云南建投第一水利水電建設(shè)有限公司，云南 昆明 650500）

在施工隧道混凝土工程施工期間，為確保工程能夠始終朝高質(zhì)高效方向開展，需重點(diǎn)關(guān)注鋼模臺(tái)車實(shí)際應(yīng)用期間的質(zhì)量管控工作，結(jié)合工程具體施工要求，不斷優(yōu)化鋼模臺(tái)車運(yùn)行管控方案。重點(diǎn)關(guān)注鋼模臺(tái)車安裝環(huán)節(jié)，選擇適宜的鋼模臺(tái)車運(yùn)行技術(shù)參數(shù)，確保鋼模臺(tái)車能夠順利完成水工隧道混凝土施工任務(wù)。

1 水工隧道混凝土工程概況

本文以永善縣天星壩水庫水庫樞紐工程導(dǎo)流泄洪洞工程為例，該工程導(dǎo)流泄洪洞位于大壩右岸，洞身段長(zhǎng)427.5m，導(dǎo)流泄洪洞門為城門洞斷面，洞身開挖的尺寸為5.2×7.35米。在隧道洞底及側(cè)墻下1.75m處，使用了粉煤灰防凍抗?jié)B高強(qiáng)耐磨鋼筋混凝土襯砌結(jié)構(gòu)。

襯砌厚度0.5m，在不同圍巖段因爆破技術(shù)和工藝影響，存在局部差異，主要表現(xiàn)為存在超挖，但總體控制良好，襯砌厚度為0.5～0.6m。底板結(jié)構(gòu)及側(cè)墻結(jié)構(gòu)需要使用組合鋼模板，其余側(cè)墻和拱頂結(jié)構(gòu)需要使用自行液壓有軌邊拱式鋼模臺(tái)車，高質(zhì)量完成襯砌施工作業(yè)項(xiàng)目。

2 鋼模臺(tái)車概念

鋼模臺(tái)車主要的使用目的為提高隧道襯砌表面光潔度與襯砌效率，從根本上控制襯砌施工期間的投入成本。

就目前來看，鋼模臺(tái)車主要分為邊頂拱式鋼模臺(tái)車、直墻變截面頂拱式鋼模臺(tái)車、全圓針梁式鋼模臺(tái)車等多種類型。

通過將鋼模臺(tái)車應(yīng)用在隧道混凝土工程中，其自身澆筑效率比傳統(tǒng)施工作業(yè)效率高30%，裝模及脫模速度快20%，所需使用的人力成本僅為傳統(tǒng)施工作業(yè)模式的1/5。

鋼模臺(tái)車需要依照隧道工程內(nèi)輪廓形狀特征、隧道襯砌結(jié)構(gòu)澆筑方式等要求，控制運(yùn)行期間的技術(shù)參數(shù)，是一種澆筑隧道內(nèi)襯砌混凝土板的先進(jìn)機(jī)械設(shè)備。借助鋼模臺(tái)車，也可以控制襯砌施工對(duì)其他施工工序造成的不當(dāng)干擾，切實(shí)增強(qiáng)施工效率，為實(shí)現(xiàn)隧道工程自動(dòng)化、信息化目標(biāo)奠定堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

3 鋼模臺(tái)車構(gòu)造與技術(shù)參數(shù)

鋼模臺(tái)車實(shí)際運(yùn)行期間，需要使用電機(jī)裝置驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu)，通過控制壓力油缸、螺栓千斤頂?shù)确绞剑瑢?duì)模板位置進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，輔助隧道襯砌混凝土施工作業(yè)環(huán)節(jié)。

在鋼模臺(tái)車運(yùn)行過程中，應(yīng)首先位移臺(tái)車、定位模板。隨后澆筑混凝土，進(jìn)行拆模與養(yǎng)護(hù)工作。與普通混凝土襯砌施工工作相比，配合使用鋼模臺(tái)車機(jī)械設(shè)備，可以從根本上提高工程施工效率，控制施工期間的人力成本，盡早實(shí)現(xiàn)工程綜合效益最大化目標(biāo)。

鋼模臺(tái)車內(nèi)部包括模板、門架結(jié)構(gòu)、軌道行走結(jié)構(gòu)、支撐結(jié)構(gòu)、混凝土振搗結(jié)構(gòu)。其中，支撐機(jī)構(gòu)需要切實(shí)滿足軌道鋪設(shè)期間的剛度、強(qiáng)度及穩(wěn)定性要求。

為確保鋼模臺(tái)車能夠在水工隧道混凝土工程實(shí)際建設(shè)期間充分發(fā)揮出應(yīng)用作用，還需要結(jié)合工程結(jié)構(gòu)尺寸特征，選擇與之相適宜的臺(tái)車，確保鋼模臺(tái)車能夠更加順利地通過隧洞彎道，滿足洞內(nèi)通風(fēng)管線、高壓風(fēng)水管、排水管及動(dòng)力管線等協(xié)同建設(shè)要求。

結(jié)合本文案例中水工隧道混凝土工程實(shí)際建設(shè)要求，得出鋼模臺(tái)車面板設(shè)計(jì)厚度應(yīng)當(dāng)為12mm，依照鋼模板能夠承受住的澆筑重力、施工荷載力、鋼板重力以及側(cè)向壓力等實(shí)際情況，對(duì)鋼模臺(tái)車各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行合理設(shè)置。同時(shí)，鋼模臺(tái)車的選擇還需重點(diǎn)分析隧道允許超挖值以及實(shí)際地質(zhì)特征，過大超挖量應(yīng)當(dāng)按照40cm計(jì)算加荷載，實(shí)際設(shè)計(jì)期間需要重點(diǎn)分析鋼模板面板受力水平。

鋼模臺(tái)車實(shí)際結(jié)構(gòu)中的技術(shù)參數(shù)主要為臺(tái)車長(zhǎng)度、空間尺寸、行走速度、脫模量、運(yùn)行壓力值、油缸最大行程、混凝土澆筑上升速度。在臺(tái)車行走系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，需要枕木的規(guī)格為100×24×20cm，臺(tái)車需要將澆筑完成后的底面混凝土作為行走面，此路面的縱坡高度應(yīng)當(dāng)控制在5%。

為充分發(fā)揮出鋼模臺(tái)車實(shí)際運(yùn)行期間的積極作用，需要在設(shè)計(jì)臺(tái)車結(jié)構(gòu)中，保障結(jié)構(gòu)合理，能夠承受住較大的外力，局部不會(huì)出現(xiàn)過大變形或開裂問題。鋼模臺(tái)車的內(nèi)部模板結(jié)構(gòu)連接緊密，表面光滑平整。設(shè)置合理的注漿口位置，確保立模后封閉性能良好，拆模后無明顯漏漿或錯(cuò)臺(tái)問題出現(xiàn)。

4 安裝鋼模臺(tái)車組合機(jī)

在實(shí)際運(yùn)行鋼模臺(tái)車過程中，臺(tái)車安裝工作應(yīng)當(dāng)在隧道出口處完成，在安裝期間需要選擇適宜規(guī)格的吊車設(shè)備。鋼模臺(tái)車安裝完畢后，還需要檢驗(yàn)臺(tái)車軸線及隧道軸線的一致性，使鋼模臺(tái)車可順利進(jìn)入洞口。注重在鋼模臺(tái)車安裝期間采用由內(nèi)向外的安裝順序，做好施工現(xiàn)場(chǎng)整平處理工作，分別安裝后續(xù)鋼模臺(tái)車結(jié)構(gòu)，如枕木軌道行走系統(tǒng)、門架系統(tǒng)、側(cè)膜支撐系統(tǒng)、混凝土澆筑系統(tǒng)等。

鋼模臺(tái)車需要由型鋼焊接而成，鋼模板主要包括頂模與側(cè)模，模板與模板之間應(yīng)當(dāng)使用螺栓連接。在鋼模臺(tái)車背面需要使用槽鋼加固，在實(shí)際運(yùn)行期間不必再拆開。臺(tái)車頂模的調(diào)節(jié)需要依照支腿下部液壓系統(tǒng)完成。

鋼模臺(tái)車應(yīng)當(dāng)采用型鋼焊接固定方式，內(nèi)部鋼模板分為頂模、側(cè)模結(jié)構(gòu)。模板之間應(yīng)當(dāng)采用螺栓連接手段。配合使用加固絲桿支撐的方式，增強(qiáng)側(cè)墻面板的支撐水平，確保側(cè)墻模板、底部絲桿、底板結(jié)構(gòu)能夠緊密連接在一起，切實(shí)增強(qiáng)鋼模臺(tái)車結(jié)構(gòu)的支撐作用力。臺(tái)車行走裝置動(dòng)力系統(tǒng)需要依靠電機(jī)，確保鋼模臺(tái)車在實(shí)際運(yùn)行期間能夠始終保持同步靈活。

5 鋼模臺(tái)車在水工隧道混凝土工程中的實(shí)際應(yīng)用要點(diǎn)

5.1 表面除銹與刷脫模劑

在將鋼模臺(tái)車使用在水工隧道混凝土工程施工過程中，需要做好細(xì)致的準(zhǔn)備工作。事先對(duì)鋼模板表面進(jìn)行打磨，確保表面始終保持干凈平整的狀態(tài)。在表面處理完畢后，需要在模板表面刷涂均勻脫模劑，避免因模板表面存在雜物而導(dǎo)致混凝土澆筑質(zhì)量不佳、后期脫模困難等問題出現(xiàn)，從根本上保障水工隧道混凝土的實(shí)際施工水平。

5.2 鋼模臺(tái)車定位

在鋼模臺(tái)車除銹完畢后，需要借助精準(zhǔn)的定位工作，確保鋪設(shè)軌道能夠?qū)⑴_(tái)車推射進(jìn)洞。在該工程襯砌結(jié)構(gòu)施工過程中，需要注重精準(zhǔn)測(cè)量襯砌結(jié)構(gòu)施工期間的技術(shù)參數(shù)，確保底板中心到頂板中心高度值、側(cè)墻凈高度值、側(cè)墻間距寬度值全面精準(zhǔn)，鋼模臺(tái)車的制造應(yīng)當(dāng)滿足水工隧道設(shè)計(jì)加工尺寸要求，其定位工作應(yīng)當(dāng)注重臺(tái)車中心、臺(tái)車頂模標(biāo)高以及側(cè)模間距。

5.3 鋼模臺(tái)車堵頭立模板

在立堵頭模板間，應(yīng)當(dāng)事先在澆筑后的側(cè)墻上粘貼海綿膠，防止側(cè)墻與側(cè)模連接處在局部不平整的情況下出現(xiàn)漏漿情況。鋼模臺(tái)車內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)也應(yīng)充分發(fā)揮出應(yīng)有的支撐作用，相應(yīng)的模板絲桿需要采用由上到下的順序固定。

通常情況下，鋼模臺(tái)車的堵頭模板為木質(zhì)材料，需要通過增加鋼管結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固。橫管間隔應(yīng)當(dāng)控制在30～40cm，橫管在側(cè)墻，鉆孔處加固，并插入固定錨筋。在堵頭模板完成支護(hù)結(jié)構(gòu)后，需要觀察模板加固情況、縫隙填充情況，從根本上保障水工混凝土的澆筑水平。

5.4 鋼模臺(tái)車混凝土澆筑

在立模驗(yàn)收通過后，才可以開展后續(xù)的混凝土澆筑作業(yè)，合理設(shè)置工作窗口與注漿口位置。實(shí)際注漿作業(yè)需要在剛模板最下排的工作口進(jìn)行，在與工作窗口平齊的情況下，將窗口關(guān)閉。然后對(duì)第2層工作窗口進(jìn)行逐漸處理。在一次完成注漿作業(yè)后，需要對(duì)注漿口進(jìn)行封頂處理。

切實(shí)保障混凝土注漿質(zhì)量，還需注重在作業(yè)期間檢查絲桿、千斤頂?shù)膶?shí)際運(yùn)行情況，切實(shí)保障鋼模臺(tái)車結(jié)構(gòu)的完整度。注重在混凝土倉內(nèi)部設(shè)充足的燈光照明系統(tǒng)，為實(shí)際施工作業(yè)營造出良好環(huán)境。

5.5 鋼模臺(tái)車行走

在鋼模臺(tái)車脫模環(huán)節(jié)，需要嚴(yán)格遵照施工順序，先收齊門架支撐系統(tǒng)、千斤頂，而后旋緊臺(tái)架支撐桿件，設(shè)置合理的抗傾倒裝置。在臺(tái)車工作面處鋪設(shè)枕木鋼軌。在鋼模臺(tái)車行走期間，需要臺(tái)車完全靜止后才可換形式。如果軌道坡度較大，需要在臺(tái)車行駛前鋪設(shè)一層干細(xì)沙，增加軌道的黏附著力，并鋼模臺(tái)車在行駛時(shí)間出現(xiàn)打滑等安全事故。

6 結(jié)語

總而言之，由于鋼模臺(tái)車具備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作便捷、剛度及穩(wěn)定性好等特征，將其應(yīng)用在水工隧道混凝土工程中，可以從根本上保障工程施工質(zhì)量與效率，增強(qiáng)混凝土表面平滑度，提高工程施工期間的質(zhì)量與效率。為充分發(fā)揮出鋼模臺(tái)車運(yùn)行期間的各項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，還需要結(jié)合水工隧道混凝土工程實(shí)際施工要求，嚴(yán)格管控鋼模臺(tái)車運(yùn)行速度，制定出專項(xiàng)可行的鋼模臺(tái)車應(yīng)用管控機(jī)制。