課程全圓針梁式臺(tái)車澆注砼施工工法

1、針梁式全圓模板襯砌臺(tái)車砼澆注工法1、前言隨著我國對(duì)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(duì)采用針梁式全圓鋼模襯砌臺(tái)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(diǎn)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(tái)車穩(wěn)定性好，可保障襯砌質(zhì)量達(dá)到內(nèi)實(shí)外光。2.4臺(tái)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(dòng)強(qiáng)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(tái)車結(jié)構(gòu)原理針梁式全圓鋼模襯砌臺(tái)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(tái)車示意圖圖4.1-2 針梁式全圓鋼模襯砌臺(tái)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(yáng)機(jī)；6舉升油缸；7平移架；8平移油缸；9抗浮機(jī)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(tái)車與穿行式臺(tái)車對(duì)比3D效果圖4.2針梁式全圓鋼模襯

3、砌臺(tái)車運(yùn)行原理（圖4.2-1）圖4.2-1 針梁式全圓鋼模襯砌臺(tái)車運(yùn)行原理示意圖()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前抗浮；4后抗??；5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(dòng)；L隧洞縱斷面分塊長度（臺(tái)車一次澆筑長度）5、施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1 施工工藝流程施工工藝流程見圖5.1-1監(jiān)控量測(cè)確定施作二次襯砌時(shí)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(tái)車就位基面處理防水板鋪設(shè)綁扎二襯配筋液壓襯砌臺(tái)車移位涂脫模劑襯砌臺(tái)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 施工工藝流程圖隧洞縱斷面澆注

4、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(shí)，可以利用永久縫分段；當(dāng)永久縫間距過大或無永久縫時(shí)，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。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(shí)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（）跳倉澆注，先澆、，段，后澆、，段；

5、（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(diǎn)臺(tái)車要精確就位。模板中心線、高程要與設(shè)計(jì)相符。臺(tái)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(dòng)模板。模板就位后支撐絲杠要全部支撐到位。采取切實(shí)有效的抗浮支撐并及時(shí)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(shí)觀察砼上升情況，澆注速度要根據(jù)實(shí)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(tái)車模板上浮錯(cuò)位。灌注砼要均勻入模，前、后、左、右砼灌注高差0.5m。砼灌注速度每小時(shí)

6、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(shí)間不宜過長，以30s為宜。時(shí)間過長影響模板的牢固，時(shí)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(shí)，先從兩側(cè)底層窗口采用三通泵管對(duì)稱澆注底拱部砼，待砼達(dá)到距離窗口10cm的高度時(shí)關(guān)閉底層窗口，然后從上層窗口對(duì)稱澆注砼，待砼達(dá)到距離窗口10cm的高度時(shí)，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(shí)，要有專人對(duì)頂部進(jìn)行監(jiān)控，澆注過程中注意觀察擋頭模板砼泌水的高度，當(dāng)觀察到泌水達(dá)

7、到拱頂頂部時(shí)，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(kuò)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(jī)具設(shè)備見表6.1-1。 主要機(jī)具設(shè)備表 表6.1-1序號(hào)名稱規(guī)格單位數(shù)量備注1電焊機(jī)交流臺(tái)2加固支撐2砼輸送泵HBT80臺(tái)1輸送砼3砼運(yùn)輸車8m輛23根據(jù)運(yùn)距確定4針梁全圓鋼模臺(tái)車符合設(shè)計(jì)要求臺(tái)15鋼筋彎曲機(jī)臺(tái)16鋼筋切斷機(jī)臺(tái)17空壓機(jī)臺(tái)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(hào)材料名稱規(guī) 格備 注1工字鋼I22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、松木用于做堵頭4角鋼12

8、0×80×10用于做堵頭5砼符合設(shè)計(jì)要求注：以上材料僅供參考，具體用料可根據(jù)實(shí)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(jì)要求。7.2質(zhì)量保證措施臺(tái)車模板設(shè)計(jì)方案及使用的材料應(yīng)符合規(guī)范要求，并經(jīng)監(jiān)理機(jī)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(diǎn)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(dòng)。砼澆注時(shí)保證兩側(cè)均勻上升，振搗密實(shí)。保證液壓支撐系統(tǒng)的正常運(yùn)行。鋼模板每次在支立前驗(yàn)收，要求表面潔凈，并均勻涂刷脫模劑。通過試驗(yàn)確定合理的拆模時(shí)間，加強(qiáng)砼養(yǎng)護(hù)工作，做好養(yǎng)護(hù)測(cè)溫記錄。8、安全措施除必須遵守建筑安裝工人

9、安全技術(shù)操作規(guī)程及建筑機(jī)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(tái)車動(dòng)力電源電壓為380V，電工必須經(jīng)過培訓(xùn)方可上崗。操作時(shí)需穿絕緣鞋。臺(tái)車上強(qiáng)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(shí)處理，確保安全。臺(tái)車操作平臺(tái)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(dòng)模板。移動(dòng)模板時(shí)要有專人指揮，確認(rèn)周圍無人和障礙物才能發(fā)令起動(dòng)行走。砼澆注前應(yīng)加強(qiáng)對(duì)輸送管的清理，仔細(xì)檢查每個(gè)接頭，確保牢固，避免砼澆注時(shí)，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、柱頭板等釘牢。拆模間歇時(shí)，應(yīng)將已活動(dòng)

10、的模板、牽杠、支撐等運(yùn)走或妥善堆放，防止因踏空、扶空而墜落。拆模時(shí)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(chǎng)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(chǎng)灑水及養(yǎng)護(hù)工作。現(xiàn)場(chǎng)施工工區(qū)要進(jìn)行灑水防塵，灑水頻率根據(jù)實(shí)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(chǎng)設(shè)置廢棄物堆放點(diǎn)，對(duì)固體廢棄物定點(diǎn)堆放，并定期集中處理。10、效益分析實(shí)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(tái)車，既縮短了工期，又降低了費(fèi)用，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益都很顯著。10.1社會(huì)效益本工法對(duì)施工砼結(jié)構(gòu)、尺寸、表面平整度、高程及中心線偏

11、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(shí)外美，施工質(zhì)量?jī)?yōu)良。本工法勞動(dòng)組織簡(jiǎn)單，勞力及材料投入少，相對(duì)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(jì)效益本工法施工一個(gè)循環(huán)所用時(shí)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(yàn)的基礎(chǔ)上總結(jié)形成，按照工程經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，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(jì)效益顯著。11、應(yīng)用實(shí)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(gè)標(biāo)段中均采用了直徑4m針梁全圓鋼模襯砌臺(tái)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(tái)車，該臺(tái)車澆注段長15m，設(shè)置40個(gè)不同高度