深大豎井內襯墻整體式鋼模施工工藝

高元博，田巧玲，龐三余，張 鐸，閆軍南

（1.中國水利水電第十一工程局有限公司，河南鄭州 450001；2.廣東粵海粵東供水有限公司，廣東潮州 523000）

1 工程概況

粵東供水工程分三期實施，其中二期工程定位為當地水資源補水，供水對象為城鄉居民生活及工業用水，供水范圍包括汕頭市潮陽區和潮南區、潮州市潮安區以及揭陽普寧市。工程利用已建的鹿湖隧洞引水工程的鹿湖取水口從韓江干流取水，通過新建封閉輸水管道，連通已建的鹿湖隧洞引水工程和榕江關埠引水工程，組成主干輸水管道，并在主干管潮陽關埠鎮以及普寧北山村新建向潮陽、普寧和潮南分水的輸水分干線，形成“一干二支”供水網絡，將韓江優質水資源調配至汕頭市潮陽區和潮南區、潮州市潮安區以及揭陽普寧市等粵東沿海缺水地區，增加地區供水量，優化各區域水資源多水源供水格局，提升區域水源保障程度，兼顧改善區域生態環境。

工程中的盾構工作井采用逆作法施工，即從地面高程進行開挖，每層開挖深度為5 m，開挖結束進行內襯墻混凝土施工，每層深度為4.50 m，厚度為1.50 m。為了保證施工工期及混凝土永久外觀質量，內襯墻混凝土取消傳統的組合式模板施工方法，采用電動整體提升式鋼模板，在保證質量安全的前提下，加快了施工進度，取得了良好的經濟效益和社會效益。

2 研究原理

電動整體式鋼模施工主要通過在工作豎井冠梁施工時預埋提升系統，為鋼模提供豎向拉力，模板背部內設雙向調節撐桿提供水平支撐力。模板就位后，進行內襯墻混凝土澆筑，澆筑完成達到脫模強度后，先松動模板后背調節撐桿，然后啟動液壓系統，順序操作各個電控換向閥使對應的油缸活塞桿外伸，通過反頂井壁脫模。下一層鋼筋綁扎完成后啟動電動提升機使模板下降，調整模板下降到指定位置，調節后背撐桿進行混凝土澆筑。

3 施工工藝

3.1 工藝流程

內襯墻整體式電動鋼模板施工工藝流程為：土方開挖→鋼筋綁扎→模板安裝→澆筑冠梁及安裝吊梁錨板錨桿→下一層基坑開挖→鋼筋綁扎→安裝模板→安裝模板工作平臺及調節模板圓弧→安裝吊架、提升機、液壓系統→提升系統控制模板整體下移→混凝土澆筑→脫模→下一循環。

3.2 施工方法

3.2.1 澆筑冠梁時預埋吊架錨板、錨桿

澆筑豎井冠梁時預埋錨桿，錨栓采用長度為2 m的A25的光圓鋼筋，埋深1 m，外露1 m，每組8 根，共計9 組。錨板安裝在錨桿底部，與錨桿一同預埋在冠梁中。

3.2.2 基坑開挖

豎井開挖按“豎向分層、盆式開挖法作業、由上至下、先內襯支護后開挖”的原則進行作業，使用挖機開挖，在豎井兩端各配置一臺抓斗機進行出渣。開挖順序自井中心向周邊進行開挖，且中心點高程低于整個開挖面50 cm。在施工區域出口處設立洗車槽，出場車輛必須經過清洗后方可出場，以出場車輛不攜帶泥土、不灑落泥土為原則。

3.2.3 地下連續墻墻面鑿毛

鑿毛的目的是提高混凝土表面的附著力，使內襯墻與地連墻混凝土之間能夠形成一個整體，要求鑿除混凝土表面的浮漿，露出粗骨料。深大豎井鑿毛體量大，采用PC90挖掘機配備鑿毛鎬頭進行鑿毛，在鑿毛鎬頭觸碰不到的部位采用人工鑿毛。鑿除混凝土表面的水泥砂漿和松軟層，使露出新鮮混凝土面積不低于75%。清除混凝土鑿毛面的雜物，用水清洗干凈混凝土表面，但不得積水。風鎬機鑿毛時混凝土應達到10 MPa。機械鑿毛時與周邊開挖土方機械保持最小安全距離，防止交叉作業時發生機械傷害，鑿毛時不能觸碰上一層已經澆筑完成的內襯結構，做好成品保護工作，機械鑿毛過程中注意對地連墻預留鋼筋的保護，一般只需鑿除保護層漏出骨料即可，切忌破壞地連墻鋼筋。

3.2.4 內襯墻鋼筋綁扎

豎井為圓形結構，內襯墻混凝土澆筑一般采用逆作法施工，上下層豎向鋼筋連接可采用焊接或機械連接，接頭中點間距不得小于750 mm，剖面圖呈平行四邊形，每層內襯墻高度為4.50 m，層間采用1∶4斜坡處理方式。

3.2.5 模板安拆、調節

以粵東供水工程2號盾構工作井為例進行模板安裝、拆除、調節說明。工作井內襯直徑為34.60 m，模板組成為3.11 m標準塊34塊、1.00 m和1.89 m非標準塊各1塊組成，模板高度方向分為上、中、下三層。模板通過螺栓連接，用模板外部撐桿調節整體弧度。由于工作井內徑較大，通過更換不同長度的調整模板即可改變模板周長，從而改變模板直徑。內襯墻每層高度為4.50 m，模板共計高度為4.80 m，由1.50、1.80、1.50 m三層組裝而成。

3.2.5.1 安裝撐桿，調節模板弦長

沿高度方向設置3層雙向調節撐桿提高模板整體剛度，另外還可在模板變徑時控制兩塊模板的弦長。在模板相應位置焊有耳板，模板安裝后安裝撐桿。相鄰2個模板單元間設有調節模板，可用于調節、變徑。安裝撐桿及調節模板弦長見圖1。

圖1 安裝撐桿及調節模板弦長圖

3.2.5.2 安裝吊架、提升機、液壓系統

吊架安裝：提升體統共設置9 個吊架，沿圓周均布在冠梁頂面上，在冠梁上預埋精軋螺紋鋼錨桿和錨板，用于固定吊架。

提升機：采用30 t電動提升機，每個吊架配置1臺，吊桿采用φ32精軋螺紋鋼，通過連接器接長。吊架主梁為兩根40 b工字鋼，橫向分配梁為雙25 b 槽鋼，后錨壓梁為雙16 槽鋼，支腿為25 b工字鋼，錨桿采用φ20精軋螺紋鋼。

液壓系統：電動升降吊模系統共配3 套液壓動力單元，每個單元共配置3根油缸，液壓系統工作壓力為16 MPa。

3.2.5.3 通過提升系統進行模板升降，調節及固定

首先前移并固定吊架橫梁上的電動提升機，再調節撐桿的調節螺栓，使模板的整體剛度減小，最后通過油缸反頂已澆筑好的洞壁帶動模板完成脫模。脫模時，油缸反頂已澆筑好的井壁帶動模板脫模。同時啟動6 臺電動提升機使模板勻速下移，下移過程中每臺電動機派專人看守，保證電動機轉速均勻、穩定。放線并調整模板到位，模板到位后調節撐桿對模板進行預加固，增強鋼模板剛度及增大鋼模板直徑，預加固完成后符合模板位置，擰緊調節螺栓，對模板進行最終加固，使模板剛度、直徑符合澆筑要求。模板整體升降如圖2所示。

圖2 模板整體升降圖

3.2.6 內襯墻混凝土澆筑

采用泵送方式進行內襯墻澆筑，混凝土通過鋼模板預留的澆筑窗口，由泵車軟管入倉。

3.2.7 鋼模板脫模

調節螺旋撐桿及調節模板降低鋼模板剛度，通過液壓系統反頂已澆筑完成的井壁，利用反作用力完成脫模，脫模后混凝土表面無拉桿孔，整體外觀質量良好。

4 結論

粵東供水工程盾構工作井內襯墻施工采用電動整體式鋼模板，通過與傳統組裝鋼模板對比，共節省工期72 d，節約費用377.40 萬元，經濟效益良好。電動整體式鋼模板，省去了模板拼裝、拆除流程，避免了模板等材料堆放，保證了現場干凈整齊。同時，減少了吊車等機械設備投入，避免了機械帶來的噪聲污染及粉塵污染，有利于環保。模板采用了后背桁架受力體系，無拉桿孔，混凝土外觀質量良好，避免了后期缺陷修復。深大豎井施工中采用電動整體整體提升式鋼模板，加快了施工進度，提高了施工的安全性，保證了施工質量。