全圓針梁式臺車澆注砼施工工法

1、針梁式全圓模板襯砌臺車砼澆注工法1、前言隨著我國對水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投入的加大，水工隧洞工程也在不斷增多，如何優(yōu)質(zhì)快速施工水工隧洞襯砌成為施工水工隧洞的關(guān)鍵，中鐵十二局集團(tuán)在借鑒了原先水工隧洞襯砌施工工藝的基礎(chǔ)上，對采用針梁式全圓鋼模襯砌臺車襯砌施工進(jìn)行研究。其成果成功應(yīng)用于南水北調(diào)中線京石段應(yīng)急引水工程（北京段）西四環(huán)暗涵工程引水隧洞混凝土襯砌施工中，通過總結(jié)形成本工法。2、工法特點2.1施工進(jìn)度快、效率高、成本低。2.2全斷面一次成型，減少施工縫，提高混凝土防水效果及外觀質(zhì)量。2.3臺車穩(wěn)定性好，可保障襯砌質(zhì)量達(dá)到內(nèi)實外光。2.4臺車針梁做成可折式，模板為鉸接組合式，可以轉(zhuǎn)彎和爬坡（4%的坡

2、度）。2.5有足夠的空間處理模板污垢。2.6勞動強度低，安全可靠，易推廣。3、適用范圍本工法可應(yīng)用于所有圓形隧洞全斷面一次成型的混凝土襯砌施工。4、工藝原理4.1針梁式全圓鋼模襯砌臺車結(jié)構(gòu)原理針梁式全圓鋼模襯砌臺車結(jié)構(gòu)原理見示意圖（圖4.1-1、圖4.1-2、圖4.1-3）圖4.1-1 針梁式全圓鋼模襯砌臺車示意圖圖4.1-2 針梁式全圓鋼模襯砌臺車脫模、襯砌狀態(tài)圖注：圖4.1-1、圖4.1-2中1針梁；2模板；3門架；4脫模油缸；5卷揚機；6舉升油缸；7平移架；8平移油缸；9抗浮機構(gòu)；D隧洞斷面直徑（鋼模板）圖4.1-3 針梁式全圓鋼模襯砌臺車與穿行式臺車對比3D效果圖4.2針梁式全圓鋼模襯

3、砌臺車運行原理（圖4.2-1）圖4.2-1 針梁式全圓鋼模襯砌臺車運行原理示意圖(a)鋼模就位狀態(tài)；(b)針梁行走；(c)針梁定位；(d)鋼模行走1針梁；2鋼模；3前抗??；4后抗?。?前支座千斤頂；6千斤頂收起；7千斤頂受力；8后支座；9針梁移動；L隧洞縱斷面分塊長度（臺車一次澆筑長度）5、施工工藝流程及操作要點5.1 施工工藝流程施工工藝流程見圖5.1-1監(jiān)控量測確定施作二次襯砌時間施作環(huán)向止水帶及預(yù)埋注漿管初期支護(hù)斷面檢查工作臺車就位基面處理防水板鋪設(shè)綁扎二襯配筋液壓襯砌臺車移位涂脫模劑襯砌臺車定位質(zhì)量檢查澆注砼拆 模養(yǎng) 護(hù)二襯回填灌漿下一循環(huán)合格否圖5.1-1 施工工藝流程圖5.1.1隧

4、洞縱斷面澆注順序縱向通常要分段進(jìn)行澆注。當(dāng)結(jié)構(gòu)上設(shè)有永久伸縮縫時，可以利用永久縫分段；當(dāng)永久縫間距過大或無永久縫時，則應(yīng)設(shè)施工縫分段。分段長度一般范圍為418m，視斷面大小、圍巖約束特性以及施工澆注能力而定。分段澆注的順序分跳倉澆注、分段流水澆注、分段留空檔澆注三種，詳見圖5.1-2。5.1.2隧洞橫斷面澆注順序襯砌施工在橫斷面上也常分塊進(jìn)行。一般分為底拱（底板），邊拱（邊墻）和頂拱。橫斷面上澆注的順序，正常情況時先底拱（底板），后邊拱（邊墻）和頂拱，其中邊拱（邊墻）和頂拱，可以連續(xù)澆注，也可以分塊澆注，視模板形式和澆注能力而定，詳見圖5.1-3。圖5.1-2 縱向襯砌分段澆注（a）跳倉澆注，

5、先澆、，段，后澆、，段；（b）分段流水澆注；（c）分段留空檔澆注圖5.1-3 橫斷面分塊澆筑1頂拱；2邊拱（邊墻）；3底拱（底板）5.2施工操作要點臺車要精確就位。模板中心線、高程要與設(shè)計相符。臺車砼進(jìn)料口要滿足施工需要。針梁前、后支撐靴，完全支穩(wěn)后才能移動模板。模板就位后支撐絲杠要全部支撐到位。采取切實有效的抗浮支撐并及時緊固。一般抗上浮裝置用工字鋼加絲桿進(jìn)行豎向支撐。邊模與底模首先要用銷子定位，再用螺栓緊固。澆注過程中要隨時觀察砼上升情況，澆注速度要根據(jù)實際情況進(jìn)行控制，不宜過快。尤其在砼上升到拱腰位置，要適當(dāng)放慢澆注速度，以防臺車模板上浮錯位。灌注砼要均勻入模，前、后、左、右砼灌注高差0

6、.5m。砼灌注速度每小時1.2m。澆注過程中不準(zhǔn)二次加水?dāng)嚢桧?。為了確保砼外觀質(zhì)量，澆注過程中要進(jìn)行插入式振搗器配合模板附著式振搗器進(jìn)行振搗作業(yè)，但振搗時間不宜過長，以30s為宜。時間過長影響模板的牢固，時間過短又容易產(chǎn)生氣泡。附著式振搗器的配置應(yīng)根據(jù)模板面積、振搗器的功率大小以及振搗器的影響范圍確定。砼澆注時，先從兩側(cè)底層窗口采用三通泵管對稱澆注底拱部砼，待砼達(dá)到距離窗口10cm的高度時關(guān)閉底層窗口，然后從上層窗口對稱澆注砼，待砼達(dá)到距離窗口10cm的高度時，關(guān)閉上層窗口，即導(dǎo)管的末端接上沖天尾管，垂直穿過模板伸入倉內(nèi)。砼澆注快要完成時，要有專人對頂部進(jìn)行監(jiān)控，澆注過程中注意觀察擋頭模板砼泌

7、水的高度，當(dāng)觀察到泌水達(dá)到拱頂頂部時，應(yīng)立即停止砼澆注并用專用銷子封拱。封拱原則是在保證混凝土能自由擴散的前提下越貼近一襯面效果越好。6、材料與設(shè)備6.1本工法所用的主要機具設(shè)備見表6.1-1。 主要機具設(shè)備表 表6.1-1序號名稱規(guī)格單位數(shù)量備注1電焊機交流臺2加固支撐2砼輸送泵HBT80臺1輸送砼3砼運輸車8m輛23根據(jù)運距確定4針梁全圓鋼模臺車符合設(shè)計要求臺15鋼筋彎曲機臺16鋼筋切斷機臺17空壓機臺16.2本工法所用的主要工程材料見表6.2-1 主要工程材料 表6.2-1序 號材料名稱規(guī) 格備 注1工字鋼I22a用于抗上浮支撐2聚乙烯閉孔泡沫塑料板200mm用于變形分隔變形縫3木 材楊

8、、松木用于做堵頭4角鋼120×80×10用于做堵頭5砼符合設(shè)計要求注：以上材料僅供參考，具體用料可根據(jù)實際工程情況調(diào)整。7、質(zhì)量控制7.1 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格遵守水利工程相關(guān)施工技術(shù)規(guī)范和設(shè)計要求。7.2質(zhì)量保證措施臺車模板設(shè)計方案及使用的材料應(yīng)符合規(guī)范要求，并經(jīng)監(jiān)理機構(gòu)審批。施工高度集中，統(tǒng)一指揮。各工種應(yīng)有明確崗位責(zé)任制，嚴(yán)格分工，定點定塊，各負(fù)其責(zé)。建立專業(yè)的QC小組，積極廣泛開展活動。砼澆注時保證兩側(cè)均勻上升，振搗密實。保證液壓支撐系統(tǒng)的正常運行。鋼模板每次在支立前驗收，要求表面潔凈，并均勻涂刷脫模劑。通過試驗確定合理的拆模時間，加強砼養(yǎng)護(hù)工作，做好養(yǎng)護(hù)測溫記錄。8、安全

9、措施除必須遵守建筑安裝工人安全技術(shù)操作規(guī)程及建筑機械使用安全技術(shù)規(guī)程外，本工法還采取如下措施：針梁式全圓鋼模襯砌臺車動力電源電壓為380V，電工必須經(jīng)過培訓(xùn)方可上崗。操作時需穿絕緣鞋。臺車上強電線路操作必須由持證上崗的電工操作。經(jīng)常檢查電源電纜有無漏電現(xiàn)象，要及時處理，確保安全。臺車操作平臺的照明設(shè)施，均采用36 V低壓燈具，所有電器設(shè)備均有零線接地。針梁前、后支撐靴，完全支穩(wěn)后才能移動模板。移動模板時要有專人指揮，確認(rèn)周圍無人和障礙物才能發(fā)令起動行走。砼澆注前應(yīng)加強對輸送管的清理，仔細(xì)檢查每個接頭，確保牢固，避免砼澆注時，爆管濺傷工作人員。支模過程中，如遇中途停歇，應(yīng)將支撐、搭頭、柱頭板等釘

10、牢。拆模間歇時，應(yīng)將已活動的模板、牽杠、支撐等運走或妥善堆放，防止因踏空、扶空而墜落。拆模時應(yīng)該嚴(yán)格按照相關(guān)技術(shù)交底的拆模工序進(jìn)行，保持前后通訊聯(lián)絡(luò)暢通，互相配合.9、環(huán)保措施現(xiàn)場清洗砼的廢水可排入專門集水坑進(jìn)行沉淀后二次利用，進(jìn)行現(xiàn)場灑水及養(yǎng)護(hù)工作?，F(xiàn)場施工工區(qū)要進(jìn)行灑水防塵，灑水頻率根據(jù)實際情況確定。施工材料采用彩條布遮蓋等防塵措施。居民區(qū)附近設(shè)置鐵皮圍擋。施工現(xiàn)場設(shè)置廢棄物堆放點，對固體廢棄物定點堆放，并定期集中處理。10、效益分析實踐證明，在水工引水隧洞砼襯砌施工中，采取針梁全圓鋼模臺車，既縮短了工期，又降低了費用，經(jīng)濟效益和社會效益都很顯著。10.1社會效益本工法對施工砼結(jié)構(gòu)、尺寸、

11、表面平整度、高程及中心線偏差都能達(dá)到很好的控制，特別是平整度能夠控制在1cm以內(nèi)，效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于組合鋼模板施工。采用本工法施工的襯砌混凝土內(nèi)實外美，施工質(zhì)量優(yōu)良。本工法勞動組織簡單，勞力及材料投入少，相對傳統(tǒng)桁架式組合鋼模板襯砌施工約少一半勞力及材料，且作業(yè)施工較組合鋼模板施工安全。10.2經(jīng)濟效益本工法施工一個循環(huán)所用時間能控制在36h以內(nèi)，能大大加快施工進(jìn)度。本工法是在總結(jié)借鑒傳統(tǒng)水工隧洞襯砌施工經(jīng)驗的基礎(chǔ)上總結(jié)形成，按照工程經(jīng)濟評價，其資金、人力、物力、管理等成本投入較傳統(tǒng)桁架式組合鋼模板施工工藝要少許多，工程經(jīng)濟效益顯著。11、應(yīng)用實例我國南水北調(diào)工程中線京石段應(yīng)急引水工程（北京段）西四環(huán)暗涵工程，二次襯砌結(jié)構(gòu)為厚30cm鋼筋混凝土，直徑4m的圓形斷面。西四環(huán)暗涵工程八個標(biāo)段中均采用了直徑4m針梁全圓鋼模襯砌臺車，大大加快了施工進(jìn)度，降低了生產(chǎn)成本。我國云南魯布革水電站引水隧洞混凝土襯砌采用全圓鋼模臺車，該臺車澆注段長15m，設(shè)置40個不同高