隧道水溝電纜槽自動(dòng)化臺車施工工法

1、隧道水溝電纜槽移動(dòng)模架施工工法一、前言隨著鐵路建設(shè)速度的不斷加快，隧道溝槽施工逐漸從傳統(tǒng)的手工施工 轉(zhuǎn)為機(jī)械化施工。在過去，隧道水溝及電纜槽施工一般都是使用小塊鋼模組合施工技術(shù)，存在很多不足之處，包括作業(yè)工序多、耗時(shí)長、加固支撐多、整體外觀欠佳、質(zhì)量難控制，且施工現(xiàn)場交叉作業(yè)時(shí)施工難度大，施工成本比較高等，為了解決這些問題，選擇作業(yè)工序簡化，縮短施工時(shí)間，提高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械化溝槽移動(dòng)模架成為隧道溝槽施工發(fā)展的必然趨勢。向家包二號隧道引進(jìn)了SDM-12B 型水溝電纜槽移動(dòng)模架進(jìn)行施工，顯著改善了傳統(tǒng)模式的不足之處，降低了人工成本，提高了工效，改善了溝槽施工質(zhì)量，取得了較好的效果，帶來了較大的經(jīng)濟(jì)

2、效益和社會效益，為隧道溝槽施工積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)和總結(jié)，值得借鑒，經(jīng)總結(jié)形成該工法。二、工法特點(diǎn)1.施工質(zhì)量高。從混凝土的調(diào)配、運(yùn)輸、澆筑到模板就位、脫模都是機(jī)械一體化流水做工，這就很大程度提高我們現(xiàn)場施工的速度。使用了水溝電纜槽移動(dòng)模架，施工的質(zhì)量更容易控制，移動(dòng)模架使用整體鋼模的設(shè)計(jì)，模板的強(qiáng)度大且穩(wěn)定性良好，能有效的避免施工當(dāng)中“跑模”現(xiàn)象發(fā)生；在鋼模上安裝附著式的振動(dòng)器，振動(dòng)的時(shí)間能夠使用數(shù)控方式來進(jìn)行控制，確保其振動(dòng)效果的良好，避免出現(xiàn)人工振搗會產(chǎn)生流砂和蜂窩麻面現(xiàn)象。2.施工勞動(dòng)強(qiáng)度低周期短，作業(yè)人數(shù)少。在過去的隧道水溝電纜槽中，使用的傳統(tǒng)施工方法采用小塊模板進(jìn)行拼裝，整體性差，模板

3、安裝及加固支撐、模板拆除耗時(shí)較長，每循環(huán)施工模板采用人工倒運(yùn)，施工效率低，每循環(huán)施工周期約12小時(shí)。采用液壓水溝電纜槽移動(dòng)模架施工，只要等移動(dòng)模架組裝完成之后，每次進(jìn)行施工作業(yè)僅僅需要讓移動(dòng)模架定位，就可以全自動(dòng)的進(jìn)行操作，讓模板就位，不需再拼裝、拆除大小模板，所以施工非?？旖?，每循環(huán)的施工周期僅需要8 小時(shí)。3.操作自動(dòng)化程度高，所以操作很簡單，并且整個(gè)施工場地不受破壞，能保持環(huán)境文明整潔，施工效率高，這項(xiàng)技術(shù)不需要使用臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)和材料，成本有明顯降低。由于施工機(jī)械化程度高，使用方便，也降低了我們?nèi)肆Φ膭趧?dòng)強(qiáng)度，減少了人力投入。這項(xiàng)技術(shù)對隧道水溝電纜槽等結(jié)構(gòu)的施工普遍適用。4.節(jié)能環(huán)保。本

4、移動(dòng)模架拆卸方便，可循環(huán)使用。以小塊組合鋼模施工需要多次拆卸，加固，組裝，清理，打磨，焊接等措施，模板損失率高。5.施工干擾小。 本臺架通過門架支撐設(shè)置定型鋼模于門架兩側(cè)，無需其他輔助機(jī)械轉(zhuǎn)運(yùn)模板，減少了隧道內(nèi)交通組織。其他施工車輛可以從門架下通過，對施工主體施工干擾小。三、適用范圍本工法對隧道水溝電纜槽等結(jié)構(gòu)的施工具有普遍適用性。四、工藝原理1.加工長 12m 的移動(dòng)式模架及配套的定型模板；通過液壓桿把模板懸掛起來，可以左右移動(dòng)模板到設(shè)計(jì)的平面位置；通過液壓設(shè)備可上下調(diào)整模板高度，使模板與設(shè)計(jì)標(biāo)高一致；在模板調(diào)整到設(shè)計(jì)位置后，通過定型模板頂部“定位卡”固定模板與模板之間的相對位置和模板與模架

5、的相對位置；模板固定后，澆筑結(jié)構(gòu)；待結(jié)構(gòu)成型脫模后，通過模架行走系統(tǒng)使模架整體移動(dòng)到下一?；炷翝仓奈恢?。圖一液壓水溝電纜槽移動(dòng)模架2.液壓水溝電纜槽移動(dòng)模架的主要組成包括液壓系統(tǒng)的模板支撐調(diào)整機(jī)構(gòu)、模架、模板、電氣控制系統(tǒng)和行走系統(tǒng)。液壓水溝電纜槽移動(dòng)模架結(jié)構(gòu)圖一所示。五、施工工藝流程及操作要點(diǎn)1.施工工藝流程施工過程一般包括，施工準(zhǔn)備（放樣及鑿毛）、模架就位、模板定位、安裝定位卡、灌注結(jié)構(gòu)、拆模養(yǎng)護(hù)、轉(zhuǎn)場施工下一循環(huán)等。施工工藝流程見圖二。模架制作與安裝圖二施工工藝流程圖施工準(zhǔn)備（放樣、鑿毛）2.液壓水溝電纜槽移動(dòng)模架操作要點(diǎn)2.1 拼裝結(jié)束后，用手持角磨機(jī)對模板表面除銹找平，對無法調(diào)整

6、的模板接縫模架就位處的小凸臺用手持砂輪機(jī)磨平，用加墊子或抹膩?zhàn)拥绒k法消除縫隙。2.2 移動(dòng)模架就位：模架加固定位啟動(dòng)移動(dòng)模架的動(dòng)力馬達(dá)，將移動(dòng)模架移動(dòng)到施工位置，對基礎(chǔ)千斤進(jìn)行操作，使其頂撐不于合鋼格軌上并且要旋緊。檢查安裝、預(yù)埋件是否合格讓豎向油缸不斷下降，讓模架的模板能夠達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)定的高度，然后再調(diào)整旋轉(zhuǎn)頂部豎向千斤頂讓其穩(wěn)定的定位。格合使用液壓換向閥讓水平油缸繼續(xù)撐出，使模架的邊模到達(dá)預(yù)定位置。澆筑結(jié)構(gòu)裝好水平支撐的千斤頂絲杠。關(guān)閉油泵電機(jī)，來回的搖動(dòng)手動(dòng)成換型向拆閥模的手柄，讓水平油缸能夠卸壓，調(diào)節(jié)水平支撐的千斤頂絲杠，讓模架邊模進(jìn)入澆注狀態(tài)。下循環(huán)施工裝好撐地的千斤頂絲杠，安裝端頭模

7、板。3.現(xiàn)場施工要點(diǎn)3.1 測量放線測量人員放出隧道中線、水溝電纜槽高程及施工位置控制點(diǎn)。由于移動(dòng)模架長度為 12m，現(xiàn)場放樣點(diǎn)縱向間距定為6m，保證每一澆筑段水溝電纜槽模板有3個(gè)平面和高程控制點(diǎn)；施工放樣點(diǎn)應(yīng)布設(shè)于水溝電纜槽外?？烤€路側(cè)10cm，避免施工過程中點(diǎn)位被模板遮擋或點(diǎn)位被破壞。3.2 鋼筋制安施工水溝電纜槽墻身鋼筋，并將襯砌引出的綜合接地鋼筋接長并焊接于墻身最上面一根縱向通長鋼筋，按綜合接地要求該通長鋼筋必須每100m 斷開一次。3.3 預(yù)埋件設(shè)置檢查根據(jù)設(shè)計(jì)要求將襯砌排水盲管接出，安裝橫向排水管。電纜槽與側(cè)溝之間預(yù)留泄水槽，焊接接地端子和接出過軌鋼管。所有預(yù)埋件必須保證安裝牢固。

8、3.4 模板加固水溝電纜槽移動(dòng)模架模板通過液壓系統(tǒng)和整體臺架進(jìn)行加固，其電纜槽外模側(cè)通過在仰拱填充混凝土上植入鋼筋進(jìn)一步加固；表面每 6m 通過角鋼鋼架限制相對位置并加固；端頭模板利用鋼模端頭焊接圓箍，再插入鋼管固定。3.5 混凝土澆注混凝土均勻分層澆注，一次性澆筑完成。因溝槽斷面小，不能直接用罐車入模，需要用鐵皮制成平口“”型溜槽，便于引導(dǎo)混凝土入模，使模內(nèi)混凝土面均勻上升。坍塌宜控制在14 16cm 范圍。3.6 拆模及養(yǎng)護(hù)混凝土實(shí)行灑水養(yǎng)護(hù)，不得少于14 天。因拆模全部通過液壓系統(tǒng)操作，容易破壞混凝土， 因此要求拆模前養(yǎng)護(hù)不得少于12h。拆模時(shí)，先拆除端頭模板及加固設(shè)施，再通過液壓系統(tǒng)拆

9、除水溝電纜槽外模，最后通過升降系統(tǒng)將水溝電纜槽模板整體上移。拆模過程中禁止啟動(dòng)橫向液壓系統(tǒng)，避免模板橫向移動(dòng)破壞水溝電纜槽結(jié)構(gòu)。4.勞動(dòng)力組織勞動(dòng)力組織分工情況如表1 所示。表 1施工人員配置及職責(zé)分工序號人員工種人數(shù)主要工作職責(zé)1技術(shù)人員1進(jìn)行施工的技術(shù)指導(dǎo)2試驗(yàn)工程師1進(jìn)行混凝土的質(zhì)量檢查3質(zhì)檢工程師1進(jìn)行施工的質(zhì)量控制4混凝土工3進(jìn)行現(xiàn)場的具體施工合計(jì)/6/六、材料與設(shè)備1.材料主要有 15cm 方鋼 75m 制作模架，10cm 角鐵 15m、12cm 槽鋼 12m 制作定位卡。定型模板 1 套。總重量約4t。2.主要機(jī)械設(shè)備主要機(jī)械設(shè)備配備見表 2。表 2主要機(jī)械設(shè)備配備表序號機(jī)械名稱

10、型 號單位數(shù)量備 注1液壓水溝電纜槽移動(dòng)模架自制套112m2砼攪拌運(yùn)輸車斯太爾王 8m3臺1運(yùn)距 3km內(nèi)3振搗棒20臺4輕型4混凝土溜槽套2自制七、質(zhì)量控制1.執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范鐵路混凝土與砌體工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)TB10424-2010；鐵路混凝土工程施工技術(shù)指南TZ241-2005；客運(yùn)專線鐵路隧道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)鐵建設(shè)（2005） 160 號；客運(yùn)專線鐵路隧道工程施工技術(shù)指南TZ214-2005；混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB50204-2015。2.為了防止模板、 移動(dòng)模架與定位卡出現(xiàn)結(jié)構(gòu)形變，那么這些部件的剛度一定要有保證，不能低于設(shè)計(jì)要求。3.嚴(yán)格進(jìn)行測量數(shù)據(jù)復(fù)核制，確

11、保測量放線獲得的數(shù)據(jù)是準(zhǔn)確無誤的。4.模板在使用前需要進(jìn)行清潔，不能忘記涂抹脫模劑并且涂抹要均勻。5.澆筑結(jié)構(gòu)之前，嚴(yán)格按照“自檢、互檢、交檢”三檢這一制度進(jìn)行多次檢查核對，確保使用結(jié)構(gòu)的尺寸、預(yù)埋件的設(shè)置位置都是準(zhǔn)確無誤的。6.混凝土的材料質(zhì)量要有保障，一些變質(zhì)過期的水泥絕對不能混入，并且混凝土需要按照要求進(jìn)行調(diào)配，杜絕憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)配。7.混凝土澆筑完要進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，壓強(qiáng)度能夠達(dá)到拆模強(qiáng)度要求才可以進(jìn)行拆模，隨后就可以將整個(gè)模架移動(dòng)到下一施工地點(diǎn)進(jìn)行下一組的作業(yè)。八、安全環(huán)保措施施工中所有環(huán)節(jié)都必須嚴(yán)格的遵守隧道或相關(guān)地下工程的規(guī)程中的安全規(guī)定，確保施工各環(huán)節(jié)都是合理、科學(xué)、安全的。特別需要注意

12、以下這幾點(diǎn)。1.模架拼裝， 這一拼裝過程中應(yīng)該將要行走的滑輪先制動(dòng)，這能防止模架出現(xiàn)自然溜滑，滑溜失控可能會導(dǎo)致事故發(fā)生。2.材料移動(dòng)，特別是一些大型、重型材料進(jìn)行移動(dòng)時(shí)，最好使用機(jī)械牽引設(shè)備來進(jìn)行移動(dòng)，如果因?yàn)榭臻g限制只能依靠人工進(jìn)行搬運(yùn)時(shí)，只要是多人參與，無論是幾人都需要配置專人在旁進(jìn)行指揮，這才能避免因?yàn)槎嗳税l(fā)力時(shí)間力度不同導(dǎo)致重物落地造成人員損傷。3.絲桿、螺帽這些需要調(diào)整后才能使用到設(shè)備進(jìn)行使用、調(diào)整時(shí)必須使用專用工具，絕對不能出現(xiàn)赤手操作的情況，赤手操作很容易出現(xiàn)劃傷和壓傷。4.傳統(tǒng)的溝槽施工很容易就出現(xiàn)環(huán)境破壞情況，這對于施工單位形象非常不利，雖然很多環(huán)節(jié)的破壞是不可避免的，但是

13、對于一些廢物、廢水、垃圾是可以進(jìn)行人為處理和控制的。所以在各環(huán)節(jié)施工中都需要按照國家的環(huán)境保護(hù)規(guī)定進(jìn)行施工，對于垃圾、廢物、廢材、廢油等需要進(jìn)行認(rèn)真的處理，施工完成后需要對現(xiàn)場進(jìn)行清理，保證不會對環(huán)境造成二次污染，管理人員需要把環(huán)境保護(hù)也納入到自己的管理、監(jiān)督工作中去。九、效益分析本文所講述的施工移動(dòng)模架技術(shù)，其施工質(zhì)量有保證、操作更簡便、工作效率更高、工費(fèi)成本大大降低。以向家包二號隧道水溝電纜槽施工為例，一幅移動(dòng)模架 3 個(gè)雜工 8 小時(shí)能完成1 組（拆模、裝模、澆砼） ，與傳統(tǒng)方法相比較可節(jié)約工時(shí)60%。采用該工法，有效提高了結(jié)構(gòu)的外觀質(zhì)量，減輕了人員勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了成本支出，取得了較好的

14、社會經(jīng)濟(jì)效益。移動(dòng)模架雙側(cè)拆模時(shí)間僅20 分鐘，移動(dòng)僅需要2 分鐘，雙側(cè)定位10 分鐘，其模板加固基本靠模架本身，因此只需要安裝端頭模板，加固外模底部，安裝角鋼限位，僅需要1 個(gè)小時(shí)；安裝預(yù)埋件及模板表面清理刷油需1 個(gè)小時(shí)，施工前鑿毛和安裝鋼筋約1.5 個(gè)小時(shí)，澆筑砼需要4 個(gè)小時(shí)，整個(gè)施工過程約8 個(gè)小時(shí)。而傳統(tǒng)拼裝式模板要施工相同長度，拆模需要2 個(gè)小時(shí)，然后重新安裝模板和定位加固，需要 3.5 個(gè)小時(shí)，其余工序與水溝電纜槽模架一致，約6 個(gè)小時(shí)，共計(jì)需要 12 個(gè)小時(shí)。因此節(jié)省施工時(shí)間 4 個(gè)小時(shí)，大大提高了工作效率，并且主要利用機(jī)械作業(yè)，因此勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低。基本上水溝電纜槽模架可以

15、保證每天澆筑1板，而傳統(tǒng)拼裝模板一般需要2 天才可澆筑1 板，并且因模板拆除后需要安放，占用隧道行車道，影響其他工序施工。使用水溝電纜槽模架施工后，其進(jìn)度大大提高，節(jié)省隧道整體施工工期。具體功效對比見表3。表 3 功效指標(biāo)對比序號項(xiàng)目移動(dòng)模架式（ min ）傳統(tǒng)拼裝式（ min ）備注1雙側(cè)拆模301202施工前鑿毛及鋼筋安裝90902模板安裝加固602103預(yù)埋件安裝及刷油60604澆筑混凝土2402405合計(jì)480（ 8 個(gè)小時(shí)）720（ 12 個(gè)小時(shí)）水溝電纜槽移動(dòng)模架與傳統(tǒng)拼裝水溝電纜槽模板相比，具有施工機(jī)械化程度高、模板損耗底、施工效率高、施工成本低、操作簡單等特點(diǎn)，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效

16、益，以同樣施工雙側(cè)12m（單側(cè)24m）為例，其向家包二號隧道水溝電纜槽施工具體經(jīng)濟(jì)效益對比如下表：表 4成本對比分析項(xiàng)目移動(dòng)模架傳統(tǒng)拼裝式備注設(shè)備單價(jià)30萬元10 萬元使用壽命5000 米成洞2500 米成洞用時(shí)12-15 小時(shí)25-30小時(shí)12 米成洞施作工期5-6個(gè)月10-12個(gè)月施作工費(fèi)16.72萬元33.44 萬元輔助油費(fèi)02.09 萬元輔助工費(fèi)04.18 萬元每延米成本127 元200元表 5 經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算表項(xiàng) 目計(jì) 算依 據(jù)效益結(jié)果班組人員常規(guī)施工 6 人，采用移動(dòng)模架后3 人節(jié)約 3人人員勞動(dòng)強(qiáng)度按常規(guī)施工， 模架相關(guān)材料需人工搬運(yùn)；使用移動(dòng)模架后，實(shí)現(xiàn)整體移動(dòng)，速度更快。勞動(dòng)強(qiáng)

17、度明顯降低每循環(huán)時(shí)間使用前 12 小時(shí)，使用后 8 小時(shí)節(jié)約 4小時(shí)每循環(huán)工時(shí)節(jié)省：6 人× 12 小時(shí) -3 人× 8 小時(shí) =48 工時(shí)效益分析每循環(huán)節(jié)省費(fèi)用：48 工時(shí)× 15 元 / 工時(shí) =720 元節(jié)省工費(fèi) 60%節(jié)省率： 1（- 3 人× 8 小時(shí)）÷（ 6 人× 10 小時(shí)）×100%=60%十、應(yīng)用實(shí)例工程名稱：黔張常鐵路 QZCZQ-6 段標(biāo)向家包 2 號鐵路隧道，全長 1874m，2015年 6 月開工， 2016 年 10 月貫通。預(yù)計(jì)會在 11 月份竣工。1.工程概況該路段隧道全長共計(jì)6600m，施工隧道為雙線隧道，隧道雙側(cè)都設(shè)置電力電纜槽、水溝、電信電纜槽等3 道溝槽，隧道外形 橫斷的高 度為 80cm，寬度為 160cm，水溝電纜槽施工安排在隧道二襯施工后進(jìn)行。2.施工進(jìn)度配合洞身開挖與控制，每月推進(jìn)240m 左右，水溝槽則日進(jìn)約為12m，推進(jìn)速度與洞身挖掘速度一致