上置式針梁鋼模混凝土襯砌施工工法

上置式針梁鋼?；炷烈r砌施工工法由中國(guó)水利水電第十四工程局完成的工法01形成原因操作原理質(zhì)量控制工法特點(diǎn)材料設(shè)備安全措施目錄030502040607環(huán)保措施應(yīng)用實(shí)例效益分析榮譽(yù)表彰目錄0908010基本信息《上置式針梁鋼?；炷烈r砌施工工法》是中國(guó)水利水電第十四工程局完成的建筑類施工工法，完成人是王仕虎、陳炳興、邱東明。該工法適用于水利水電地下工程縱坡小于12%的圓形輸水平洞混凝土襯砌施工。《上置式針梁鋼?；炷烈r砌施工工法》主要的工法特點(diǎn)是：節(jié)約時(shí)間、加快進(jìn)度；節(jié)省材料和勞動(dòng)力、降低成本；隧洞成形質(zhì)量好。2008年1月31日，《上置式針梁鋼?；炷烈r砌施工工法》被中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部評(píng)定為2005-2006年度國(guó)家二級(jí)工法。形成原因形成原因在水利水電工程中，水工隧洞占地下工程建筑大部分，結(jié)構(gòu)上不僅要考慮圍巖壓力，而且要考慮內(nèi)水壓力，要求表面光滑平整，糙率低，一般采用混凝土襯砌。20世紀(jì)90年代以前，隧洞混凝土襯砌常采用拱架（鋼、木）配合小模板（鋼模、木模）進(jìn)行襯砌，對(duì)于地質(zhì)條件差的地段，常采用開(kāi)挖一段，澆筑一段的方法。這樣不僅施工質(zhì)量得不到保證，而且施工進(jìn)度緩慢。自新奧法的概念深入中國(guó)的地下工程技術(shù)界后，初期支護(hù)不僅解決了圍巖穩(wěn)定問(wèn)題，而且是作為永久支護(hù)的一部分，就混凝土襯砌安排在隧洞開(kāi)挖支護(hù)結(jié)束后進(jìn)行。從廣東省廣州抽水蓄能電站（下稱廣蓄電站）到廣東惠州抽水蓄能電站（下稱惠蓄電站），中國(guó)水利水電第十四工程局（下稱水電十四局）不斷進(jìn)行科技創(chuàng)新，通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)針梁模板成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步改進(jìn)創(chuàng)新，從最初的小斷面、水平隧洞施工發(fā)展到2005年的上置式、大直徑、有坡度（最大可達(dá)8%）針梁鋼模，施工工藝日趨成熟。在惠蓄電站輸水平洞中利用《上置式針梁鋼?；炷烈r砌施工工法》取得了成功，新型上置式針梁鋼模配合底拱翻轉(zhuǎn)模板人工抹面進(jìn)行全斷面混凝土襯砌施工工藝的成功應(yīng)用，使隧洞混凝土襯砌表面平順、光潔，能實(shí)現(xiàn)混凝土作業(yè)的高效、優(yōu)質(zhì)、安全、并達(dá)到節(jié)省人工、材料及減輕勞動(dòng)強(qiáng)度的目的。

工法特點(diǎn)工法特點(diǎn)《上置式針梁鋼?；炷烈r砌施工工法》的工法特點(diǎn)是：一、節(jié)約時(shí)間、加快進(jìn)度針梁鋼模是隧洞混凝土襯砌機(jī)械施工的一種重要設(shè)備，上置式針梁鋼模配合底拱翻轉(zhuǎn)模板人工抹面進(jìn)行全斷面混凝土襯砌施工工藝一次成形澆筑混凝土，取消了水平施工縫。在2小時(shí)內(nèi)可以完成鋼模的定位和校正工作，節(jié)約了立模和處理施工縫的時(shí)間，改善了混凝土外觀的整體成形質(zhì)量。同時(shí)，針梁鋼模上有配套的風(fēng)、水、電、混凝土振搗設(shè)備，縮短了澆筑混凝土的準(zhǔn)備過(guò)程。因此，加快了隧洞襯砌施工速度，月澆筑進(jìn)度可達(dá)16塊（144米），月澆筑強(qiáng)度可達(dá)3600立方米。二、節(jié)省材料和勞動(dòng)力、降低成本針梁鋼模與過(guò)去傳統(tǒng)的人工立模相比，省掉了勞動(dòng)力，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。鋼模的行走、定位、振搗都配有相應(yīng)的設(shè)備，對(duì)混凝土澆筑各工序的人員都大為減少，比傳統(tǒng)采用拱架立模的方法節(jié)省約勞動(dòng)力30%。再者，勞動(dòng)強(qiáng)度和施工環(huán)境的改善，有利于施工人員的安全和健康。其次，針梁鋼模為整體運(yùn)動(dòng)，模板損耗率低，周轉(zhuǎn)次數(shù)多，節(jié)約了鋼材、木材，有利用環(huán)保要求，具有社會(huì)效益。操作原理適用范圍施工工藝工藝原理操作原理適用范圍《上置式針梁鋼?；炷烈r砌施工工法》適用于水利水電地下工程縱坡小于12%的圓形輸水平洞混凝土襯砌施工。

工藝原理《上置式針梁鋼模混凝土襯砌施工工法》的工藝原理敘述如下：針梁鋼模是靠針梁和模板組之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)模板的位移。固定針梁模板便可在針梁上沿隧洞縱軸線方向前后移動(dòng)；固定模板，針梁便可在模板中沿隧洞縱向前后穿行當(dāng)進(jìn)行隧洞混凝土襯砌時(shí)，利用針梁及前后支腿形成一簡(jiǎn)支梁，承載模板組和混凝土施工荷載，因針梁處于圓形斷面模板組的中間，模板可以合成一封閉的圓筒狀，進(jìn)而滿足進(jìn)行全斷面襯砌需要，具有整體抗應(yīng)變能力。針梁的主要作用是通過(guò)掛架和行走裝置，完成與模板間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)以及針梁鋼模整體行走。為解決傳統(tǒng)針梁鋼模澆筑混凝土?xí)r底部氣泡孔難以根除的問(wèn)題，上置式針梁鋼模采用針梁上置，下部留出較大的施工空間；底拱3米范圍采用翻轉(zhuǎn)模板，在混凝土初凝前翻起翻轉(zhuǎn)模板，人工輔助抹面，方便了施工操作。

施工工藝《上置式針梁鋼?；炷烈r砌施工工法》的隧洞針梁鋼模施工工藝流程見(jiàn)下圖。

針梁鋼模施工工藝流程圖《上置式針梁鋼?；炷烈r砌施工工法》的操作要點(diǎn)如下：一、施工程序安排基巖面驗(yàn)收→針梁支座預(yù)留段鋼筋安裝（鋼筋利用上塊混凝土施工時(shí)針梁前置已綁扎）、灌漿管、止水、接地安裝→針梁鋼模就位、校模堵頭模板封堵、驗(yàn)收→混凝土澆筑→脫模。其中基巖面驗(yàn)收、頂拱鋼筋安裝兩道工序超前，不占用直線時(shí)間，所以每循環(huán)各道工序時(shí)間如下：1.預(yù)留段綁扎鋼筋、灌漿管、接地安裝：3小時(shí)；2.針梁鋼模就位、校模、堵頭封堵：9小時(shí)；3.混凝土澆筑和脫模：36小時(shí)。澆筑一塊混凝土共需48小時(shí)（2天）時(shí)間，每月可澆筑混凝土15塊，即135米。充分顯示了針梁鋼模配套設(shè)備的優(yōu)越性。材料設(shè)備材料設(shè)備《上置式針梁鋼?；炷烈r砌施工工法》無(wú)需要特別的材料，采用的機(jī)具設(shè)備見(jiàn)下表。質(zhì)量控制質(zhì)量控制《上置式針梁鋼?；炷烈r砌施工工法》的質(zhì)量控制要求如下：一、工程質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)隧洞襯砌混凝土施工質(zhì)量執(zhí)行《水電水利基本建設(shè)工程單元工程質(zhì)量等級(jí)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（第1部分：土建工程），混凝土單元工程的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)由基礎(chǔ)面或混凝土施工縫、模板、鋼筋、混凝土澆筑工序及混凝土外觀等的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)組成。1、基礎(chǔ)面或施工縫檢查項(xiàng)目和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)按下表執(zhí)行。2、模板質(zhì)量檢查項(xiàng)目和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)按下表執(zhí)行。3、混凝土澆筑質(zhì)量檢查項(xiàng)目和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)按下表執(zhí)行。4、鋼筋質(zhì)量檢查項(xiàng)目和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)按下表執(zhí)行。5、混凝土外觀質(zhì)量檢查項(xiàng)目和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)按下表執(zhí)行。二、質(zhì)量保證措施混凝土外觀質(zhì)量控制措施主要包括：保證混凝土表面平整度、垂直度和平順；控制混凝土表面蜂窩、氣泡、麻安全措施安全措施采用《上置式針梁鋼?；炷烈r砌施工工法》施工時(shí)，除應(yīng)執(zhí)行國(guó)家、地方的各項(xiàng)安全施工的規(guī)定外，尚應(yīng)遵守注意下列事項(xiàng)：1、認(rèn)真貫徹執(zhí)行“安全第一、預(yù)防為主的方針，根據(jù)國(guó)家有關(guān)規(guī)定、條例，結(jié)合施工單位實(shí)際情況和工程的具體特點(diǎn)，組成專職安全員和班組兼職安全員以及工地安全用電負(fù)責(zé)人參加的安全生產(chǎn)管理絡(luò)，執(zhí)行安全生產(chǎn)責(zé)任制，明確各級(jí)人員的職責(zé)，完善安全檢查工作制度。2、施工現(xiàn)場(chǎng)按符合防火、防風(fēng)、防雷、防洪、防觸電等安全施工要求進(jìn)行布置，并完善布置各種安全標(biāo)識(shí)。3、進(jìn)入洞內(nèi)的所有人員必須正確佩戴安全帽、防塵（毒）口罩、反光衣服等防護(hù)用品，不得穿拖鞋、赤腳及短褲，進(jìn)入施工區(qū)，高空及危險(xiǎn)作業(yè)要系好安全帶，洞內(nèi)施工應(yīng)有充足的照明。4、施工前應(yīng)給作業(yè)人員進(jìn)行安全技術(shù)交底，對(duì)作業(yè)人員進(jìn)行安全教育，增強(qiáng)安全意識(shí)和自我保護(hù)能力。5、按規(guī)范要求在鋼模臺(tái)車和鋼筋臺(tái)車上搭設(shè)安全作業(yè)平臺(tái)，用鋼管搭設(shè)欄桿，搭設(shè)方便人員上下的樓梯，并加固牢靠。6、電工作業(yè)人員經(jīng)常檢查電氣線路，作業(yè)人員及時(shí)反映情況，相互溝通。7、特種作業(yè)人員應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)用火安全教育，充分認(rèn)識(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)情況。環(huán)保措施環(huán)保措施《上置式針梁鋼模混凝土襯砌施工工法》的環(huán)保措施如下：1、成立對(duì)應(yīng)的施工環(huán)境衛(wèi)生管理機(jī)構(gòu)，在工程施工過(guò)程中嚴(yán)格遵守國(guó)家和地方政府下發(fā)的有關(guān)環(huán)境保護(hù)的法律、法規(guī)和規(guī)章，加強(qiáng)對(duì)施工燃油、工程材料、設(shè)備、廢水、生產(chǎn)生活垃圾、棄渣的控制和治理，遵守有關(guān)防火及廢棄物處理的規(guī)章制度，做好交通環(huán)境疏導(dǎo)，隨時(shí)接受相關(guān)單位的監(jiān)督檢查。2、生產(chǎn)廢水含泥量高，污染物主要為懸浮物，直接排放對(duì)水源環(huán)境影響較大；因此，對(duì)于混凝土攪拌合倉(cāng)面沖洗等產(chǎn)生的生產(chǎn)廢水必須引入隧洞（或施工支洞）排水溝匯集到洞口污水處理池，經(jīng)三級(jí)沉淀處理后排放，沉淀池定期清理，統(tǒng)一運(yùn)至棄渣場(chǎng)。3、廢油的處理措施：停車場(chǎng)和全部維修車間全部用混凝土鋪面，場(chǎng)地四周設(shè)置截油槽，集中并入集油池，定期清理集油池，集中焚燒；杜絕任何油污進(jìn)入水排沖溝。加強(qiáng)對(duì)施工人員的管理，嚴(yán)格執(zhí)行油類使用制度。4、施工中優(yōu)先選用先進(jìn)的環(huán)保機(jī)械。采取設(shè)立隔聲墻、隔聲罩等消聲措施降低施工噪聲到允許值以下。5、對(duì)施工場(chǎng)地道路進(jìn)行硬化，并在晴天經(jīng)常對(duì)施工通行便道進(jìn)行灑水，防止塵土飛揚(yáng)，污染周圍環(huán)境。

效益分析效益分析《上置式針梁鋼模混凝土襯砌施工工法》的效益分析如下：一、經(jīng)濟(jì)效益1、直接經(jīng)濟(jì)效益?zhèn)鹘y(tǒng)隧洞混凝土襯砌施工中，采用拱架立?；蝽?、底模臺(tái)車進(jìn)行襯砌作業(yè)，頂拱和底拱分開(kāi)澆筑，設(shè)有一水平施工縫。當(dāng)利用中國(guó)水電工程中流行的頂、底模臺(tái)車澆筑時(shí)，勞動(dòng)力投入與針梁鋼模相近，但仍存在水平施工縫，工序循環(huán)次數(shù)多；采用上置式針梁鋼模配合底拱翻轉(zhuǎn)模板人工抹面進(jìn)行全斷面混凝土襯砌施工工藝一次成形澆筑混凝土，取消了水平施工縫。在2內(nèi)可以完成鋼模的定位和校正工作，與傳統(tǒng)人工立模相比，省掉了部分勞動(dòng)力，節(jié)約了立模和處理施工縫的時(shí)間，混凝土澆筑各工序的人員都大為減少。綜合底拱和頂拱并按流水作業(yè)施工計(jì)算，傳拱架立?；蝽?、底模臺(tái)車進(jìn)行襯砌作業(yè)每塊（9米）需耗時(shí)6天、勞動(dòng)力44人，而采該工法施工每塊（9米）耗時(shí)2天、勞動(dòng)力40人，與傳統(tǒng)施工方法相比節(jié)約工期60%，勞動(dòng)力節(jié)省30%，直接體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益。2、間接經(jīng)濟(jì)效益運(yùn)用上置式針梁鋼模襯砌工法，針梁鋼模的行走、定位、振搗都配有相應(yīng)的設(shè)備，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，擺脫了隧洞襯砌施工那種低速度和直接體力勞動(dòng)的現(xiàn)象，勞動(dòng)強(qiáng)度的降低和施工環(huán)境的改善，有利于施工人員的安全和健康。另外，由于鋼模剛性好，穩(wěn)定性高，保證了混凝土設(shè)計(jì)體型和施工安全，降低了施工企業(yè)的安全風(fēng)險(xiǎn)。應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例《上置式針梁鋼?；炷烈r砌施工工法》在廣東惠州抽水蓄能電站水道及廠房系統(tǒng)土建工程的應(yīng)用情況如下：一、工程概況廣東惠州抽水蓄能電站位于廣東省博羅縣城郊，是（截止2005年前）世界上最大型高水頭大容量純抽水蓄能電站?？傃b機(jī)容量2400兆瓦，分A、B兩廠布置，電站分上下兩個(gè)蓄水庫(kù)，自然高差531米，樞紐建筑物由上水庫(kù)、下水庫(kù)、輸水系統(tǒng)、地下廠房洞室群及地面開(kāi)關(guān)站等建筑物組成。輸水系統(tǒng)均為一洞四機(jī)供水方式，A、B廠輸水系統(tǒng)上平洞、尾水隧洞總長(zhǎng)分別為2956米、2650米，最大縱坡分別為4%、5.148%，總長(zhǎng)5.6千米，采用40厘米和60厘米厚鋼筋混凝土襯砌，隧洞成形斷面尺寸為Φ8.5米，鋼筋混凝土總量10萬(wàn)立方米，配備兩套上置式針梁鋼模進(jìn)行全斷面混凝土襯砌。

二、施工情況該工程項(xiàng)目于2006年4月開(kāi)始進(jìn)行輸水系統(tǒng)上平洞混凝土襯砌，截止2005年前A廠上平洞已澆筑完成1300米，A廠尾水隧洞澆筑完成650米，平均每月施工108米（12塊），隧洞成形形體尺寸及表面平整度滿足設(shè)計(jì)要求，結(jié)構(gòu)輪廓線條直順美觀，于2009年5月