邵 振
(中交一公局廈門(mén)工程有限公司,福建 廈門(mén) 361104)
公路工程隧道的排水是隧道工程設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)的重難點(diǎn)。特長(zhǎng)隧道一般都需設(shè)計(jì)中心排水溝,而傳統(tǒng)的中心排水溝施工方法通常需要多次拆裝模板,勞動(dòng)強(qiáng)度大,施工效率低,且質(zhì)量不易保證。因此,在保證安全、質(zhì)量外觀的情況下,采用新型澆筑技術(shù),已成了特長(zhǎng)隧道施工中所必需要探索的技術(shù)[1-2]。本文以云南都香A4翠屏隧道為例,分析了一次性澆筑臺(tái)車(chē)用于建設(shè)中心排水溝的施工技術(shù)要點(diǎn),及該技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性與可行性,為超長(zhǎng)隧道中心排水溝施工提供技術(shù)保障。
翠屏隧道左右洞長(zhǎng)度分別為10133m和10046m,縱面采用-1.98%的單向字坡,分別設(shè)置2座通風(fēng)斜井助主洞施工,地勘資料計(jì)算翠屏隧道雙洞正常涌水量49566m3/d,單洞正常涌水量24783m3/d。豐水期單洞涌水量(按正常涌水量的3倍)=24783m3/d×3=74349m3/d,主洞施工過(guò)程中均需要反坡排水。該項(xiàng)目中心排水溝施工中,采用了新型臺(tái)車(chē)一次性澆筑技術(shù)。
使用新型臺(tái)車(chē)一次性整體澆筑中心排水溝溝體,臺(tái)車(chē)三面(上、左和右)模板為一個(gè)整體,左右模板可折疊收縮,上方模板可升降,能精確定位,可實(shí)現(xiàn)整體一次定位成型,即水溝溝體三面一次澆筑成型。臺(tái)車(chē)前后有可行進(jìn)式輪胎,可實(shí)現(xiàn)在中心排水溝內(nèi)縱向行走。臺(tái)車(chē)體積較小,重量相對(duì)較輕,操作簡(jiǎn)單,施工較容易,且提高了施工效率,保證了外觀質(zhì)量,降低了安全隱患。
臺(tái)車(chē)采取液壓系統(tǒng)自動(dòng)收模,手動(dòng)拖行,臺(tái)車(chē)模板面板厚度為6mm,寬幅1500mm,縱向長(zhǎng)度6m,由4塊1500mm長(zhǎng)模板組成;支撐油缸10個(gè),臺(tái)車(chē)兩端各2個(gè),中間部分縱向2個(gè),控制臺(tái)車(chē)升降高度,側(cè)模首尾各2個(gè),控制臺(tái)車(chē)側(cè)模收縮及垂直度;臺(tái)車(chē)先走軌距為700mm,兩端均有行走式輪胎。臺(tái)車(chē)整體構(gòu)造圖見(jiàn)圖1,臺(tái)車(chē)縱向截面圖見(jiàn)圖2,臺(tái)車(chē)橫向截面圖見(jiàn)圖3。
圖1 臺(tái)車(chē)整體構(gòu)造圖
圖2 中心水溝臺(tái)車(chē)縱向圖
圖3 中心水溝臺(tái)車(chē)橫向圖
澆筑過(guò)程主要分為5個(gè)部分:臺(tái)車(chē)行走定位、端模底模封堵、鋼筋整體加工及吊裝、混凝土澆筑、臺(tái)車(chē)脫模前行。
臺(tái)車(chē)行走定位主要靠一端的操作系統(tǒng)及下方的液壓支撐系統(tǒng)配合完成。通過(guò)控制臺(tái)控制,將位于臺(tái)車(chē)底部的6根立柱支撐油缸撐起,將臺(tái)車(chē)頂模高度提升控制到位;再通過(guò)一側(cè)木板支撐側(cè)模,通過(guò)側(cè)模油缸伸縮將兩側(cè)模板控制到位,并同時(shí)控制側(cè)模垂直度。臺(tái)車(chē)液壓系統(tǒng)及行走系統(tǒng)見(jiàn)圖4。
圖4 臺(tái)車(chē)液壓系統(tǒng)及行走系統(tǒng)
臺(tái)車(chē)未澆筑端端模使用木模封堵端頭,并通過(guò)焊接于臺(tái)車(chē)上的鋼筋架控制加固點(diǎn);臺(tái)車(chē)與已施工端及臺(tái)車(chē)側(cè)模與鋪底之間的縫隙用發(fā)泡劑填塞。
設(shè)計(jì)圖紙將中心溝體環(huán)向主筋切割為4個(gè)主體,分段加工后再通過(guò)焊接為一體。而現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)臺(tái)車(chē)本身特性?xún)?yōu)化主體鋼筋,將環(huán)向主筋一次性加工成型,再焊接1根腹筋,相比原設(shè)計(jì)更能滿(mǎn)足溝體鋼筋整體穩(wěn)定性。后在鋼筋加工場(chǎng)將6m鋼筋一次性加工成型,直接吊裝在臺(tái)車(chē)上,并在與臺(tái)車(chē)接觸的3個(gè)面綁扎混凝土墊塊,以保證混凝土保護(hù)層厚度。
鋼筋加固完成后則實(shí)行混凝土澆筑,澆筑過(guò)程中注意振搗質(zhì)量。
待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后即進(jìn)行脫模。通過(guò)控制平臺(tái)將側(cè)模油缸收縮,再將頂模油缸收縮下降臺(tái)車(chē),實(shí)行脫模。同時(shí),由于臺(tái)車(chē)有四個(gè)前行輪,重量相對(duì)較輕,可通過(guò)在前方預(yù)埋鋼筋點(diǎn),將手拉葫蘆一端固定于預(yù)埋點(diǎn)實(shí)行臺(tái)車(chē)拖行,實(shí)現(xiàn)脫模前行。
(1)常規(guī)中心水溝施工方法為在內(nèi)部進(jìn)行模板加固先行施工水溝側(cè)壁,待側(cè)壁混凝土強(qiáng)度滿(mǎn)足要求后安設(shè)底模澆筑頂板。采用臺(tái)車(chē)一次性澆筑施工工藝,不需多次施工工藝轉(zhuǎn)換及安裝加固模板,能夠?qū)崿F(xiàn)整體一次性澆筑中心水溝,在混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后采用液壓行走小車(chē)系統(tǒng)快速實(shí)現(xiàn)脫模。
(2)將中心水溝鋼筋進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化,在鋼筋廠加工,運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后進(jìn)行整體吊裝、固定,配合該臺(tái)車(chē)能夠快速實(shí)現(xiàn)中心水溝整體一次性澆筑,具有操作方便、施工靈活高效、大大縮短了施工工期、節(jié)約施工成本以及降低作業(yè)強(qiáng)度的特點(diǎn)。
(1)通過(guò)使用一次性澆筑施工工藝,翠屏隧道出口右洞已成功完成350m中心水溝澆筑,保證了施工質(zhì)量,降低了安全隱患。
(2)較傳統(tǒng)施工方法而言,有效解決了狹小空間施工難度大的問(wèn)題,節(jié)約了施工時(shí)間,控制了施工成本。
(3)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便等優(yōu)點(diǎn),在保證施工簡(jiǎn)便的前提下還能有效控制施工質(zhì)量。
若使用傳統(tǒng)現(xiàn)澆施工方法,按一次性澆筑6m計(jì)算,水溝溝體模板安裝耗時(shí)2h,鋼筋制作耗時(shí)3h,混凝土澆筑耗時(shí)0.5h,拆除模板耗時(shí)1h,總共耗時(shí)6.5h。而采用新型臺(tái)車(chē)一次性整體澆筑施工技術(shù),臺(tái)車(chē)移動(dòng)及定位耗時(shí)0.5h,鋼筋安裝耗時(shí)2h,澆筑混凝土耗時(shí)0.5h,總共耗時(shí)3h。使用新型臺(tái)車(chē)一次性澆筑施工技術(shù)較傳統(tǒng)方法,時(shí)間減少了一半以上,加快了施工進(jìn)度,減少了施工周期,提高了施工效益。具體的經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比分析見(jiàn)表1所示。
表1 每循環(huán)施工經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比(每循環(huán)按照6m計(jì)算)
傳統(tǒng)工藝:鋼模板價(jià)格6000元/t,每延米模板約0.2t,價(jià)格為6000×0.2=1200元,按使用鋼模現(xiàn)澆施工,鋼模可周轉(zhuǎn)50次計(jì)算,每延米造價(jià)1200/50=24元/m。新型臺(tái)車(chē):一次性購(gòu)入價(jià)格為7.6萬(wàn)元,翠屏隧道左右洞中心水溝共計(jì)13832m,每延米造價(jià)76000/13832=5.5元/m。
通過(guò)對(duì)比分析,翠屏隧道采用中心水溝新型臺(tái)車(chē)代替?zhèn)鹘y(tǒng)工藝可節(jié)約:(405+24-251-5.5)×13832=238.6萬(wàn)元。
新型臺(tái)車(chē)一次澆筑施工技術(shù)在中心排水溝的施工中具有較強(qiáng)的實(shí)用性及安全性,為特長(zhǎng)隧道中心排水溝施工提供了技術(shù)保障。目前,中心排水溝一次澆筑施工技術(shù)已在翠屏特長(zhǎng)隧道施工中成功應(yīng)用,應(yīng)用結(jié)果表明,該技術(shù)具有施工效率有提高,施工質(zhì)量有保障,施工成本大幅降低等優(yōu)點(diǎn),為隧道的順利施工和按時(shí)竣工提供了基礎(chǔ)保障,在隧道施工中值得推廣應(yīng)用。