胡志勇

1 工程概況

南水北調(diào)中線京石段應(yīng)急供水工程(北京段)西四環(huán)暗涵工程施工第三標(biāo)段全長 1 100 m，不包括穿越五棵松地鐵站長200m段。

暗涵為內(nèi)徑 4m的圓形復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu):30 cm厚 C30噴射混凝土，1.5 mm厚 ECB/EVA共擠復(fù)合材料防水板，30 cm厚C30，W 8襯砌混凝土。

線路在西四環(huán)主路下穿行，主要交叉構(gòu)筑物為 307醫(yī)院通道橋、沙窩北橋、五棵松橋。暗涵穿越 307醫(yī)院通道橋、沙窩北橋1號 ～13號樁基礎(chǔ)段雙線間凈距調(diào)為 1 m;穿越沙窩北橋 0號樁基礎(chǔ)段、五棵松橋基礎(chǔ)段線路中心線間距調(diào)整為 3m。

暗涵內(nèi)底高程 44.265m～39.594m，地面標(biāo)高 64.827m～59.094m，平均埋深約 15.382m。暗涵縱坡從起點中 4+450.00開始以 3.53‰上坡至 4+951.536;中 4+951.536～5+006.840段為 5%的下坡;5+206.840至終點中 5+550.000為 1.0‰下坡(見圖 1)。

2 全圓針梁式模板臺車

1)方案比選。目前常用的全圓一次襯砌的臺車有針梁式和穿行式，均配有液壓、自行等操作系統(tǒng)。針梁式臺車的施工速度快，就位準(zhǔn)確方便，同時臺車自身剛度大，支撐固定簡便，對防水和鋼筋的施工及質(zhì)量控制影響小，但由于針梁的長度較長，有時在小半徑曲線中需要進(jìn)行一定的改進(jìn)后使用。穿行式模板臺車由于立模、就位時間較長，因此襯砌速度低于針梁式臺車，穿行式模板臺車由于自身剛度較小，臺車的支撐體系對鋼筋和防水的施工及質(zhì)量控制影響較大。穿行式模板臺車穿行架軌道固定在臺車底模上，在小半徑曲線中使用也存在相當(dāng)?shù)睦щy，同時模板與上組已澆筑混凝土的搭接上也有一定的難度。根據(jù)本標(biāo)段的具體情況決定選用針梁式模板臺車，臺車在制造過程中根據(jù)施工需要進(jìn)行相應(yīng)的配套改進(jìn)。

2)全圓針梁模板臺車的構(gòu)造。全圓針梁模板襯砌臺車是由針梁、滑架、模板、支撐系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電器系統(tǒng)、傳動行走系統(tǒng)和附件八部分組成。針梁是臺車的主要承重構(gòu)件，系由鋼板及型鋼組焊而成，全長 23m共分 7節(jié)，組裝為整體針梁，兩端設(shè)有支撐靴，用來支撐整個臺車，同時完成頂模的升降和整體模板左右調(diào)心作用。針梁上下面設(shè)有軌道，使滑架體可在針梁上按要求滑動。滑架體是固定模板的框架。內(nèi)設(shè)滾輪，外掛模板。利用循環(huán)鋼繩可在針梁上自由滑行，完成模板的前后移動任務(wù)。模板全圓共分 4塊組成一個整圓，分別為一塊頂模、兩塊邊模、一塊底模，頂模固定在滑架體上面，邊模上緣與頂模鉸接，中部采用油缸和絲桿與滑架立柱相連，邊模下緣與底模上緣采用φ35銷及螺栓緊固，底模懸掛在滑架體下面，采用油缸就位，絲杠支撐。支撐系統(tǒng)分為兩部分:a.針梁兩端的支撐系統(tǒng)。主要任務(wù)是支撐整體臺車和完成頂模的脫模和支模工作，另有左右調(diào)心作用;b.模板支撐系統(tǒng)，它的主要任務(wù)是邊模、底模的就位脫模與緊固。液壓系統(tǒng)是臺車液壓油缸的動力來源，它的主要任務(wù)是模板就位與脫模工作。電器系統(tǒng)是總動力的來源，一路供液壓泵站，一路供循環(huán)卷揚機，通過控制按鈕完成啟動、運轉(zhuǎn)、停止等工作。傳動行走系統(tǒng)，實際上是一臺小型慢速電動卷揚機。卷揚機固定在針梁腹中，通過循環(huán)鋼繩，導(dǎo)輪和調(diào)節(jié)裝置與滑架兩端相連。當(dāng)針梁固定時刻實現(xiàn)滑架和模板前后移動，當(dāng)模板固定時，可實現(xiàn)針梁的前后移動，從而完成臺車的行走任務(wù)。

3 模板臺車的使用

1)暗涵襯砌工藝流程。襯砌施工工藝流程見圖 2，采用后退式襯砌，施工步驟為:底碴清除、基底清理、基底檢查、防水層施作、鋼筋制安、臺車就位(灌注)縱向分段、平行作業(yè)。各工序縱向施工長度 10m。

2)操作流程。針梁式襯砌臺車由針梁、框架、模殼、支撐系統(tǒng)和運行系統(tǒng)組成，主要用于暗涵襯砌施工。它以針梁為支撐和定位基準(zhǔn)，通過框架和針梁的相對運動，以及殼模的伸縮使暗涵的襯砌作業(yè)不斷向前延伸。

臺車襯砌的施工步序:

1)針梁定位:使針梁一端豎橫向中心與暗涵豎橫中心重合;

2)在針梁上套上框架和模殼;

3)框架縱向定位:驅(qū)動上驅(qū)動輪使框架處于襯砌位置;

4)框架上定位:上升框架上油缸使上模到位;

5)框架左右定位:加入左右側(cè)楔塊，使上模中心和暗涵中心重合，框架和針梁兩側(cè)固定;

6)框架與針梁固定:頂升框架下油缸，使針梁和框架固定成一體;

7)下模定位:頂升下模殼油缸，使下模到位;

8)側(cè)模定位:連接側(cè)支撐，調(diào)整螺套使側(cè)模到位;

9)灌注混凝土:混凝土輸送管與殼模接口連接，灌注混凝土;利用模殼上的附著振搗器振搗;

10)待灌注的混凝土達(dá)到一定強度后，收縮框架上下油缸，使針梁與框架脫離固定，開始拆模;

11)開動下驅(qū)動輪，使針梁到達(dá)下一襯砌位置，開始下一循環(huán)操作。

4 使用注意事項及建議改進(jìn)

4.1 注意事項

1)模板臺車運到施工現(xiàn)場后，在使用前要對從事技術(shù)工作及相關(guān)操作人員進(jìn)行培訓(xùn)，以全面掌握模板臺車的工作原理、安裝、操作程序。針對模板臺車施工要點對存在安全隱患的地方要對施工人員進(jìn)行安全培訓(xùn)，避免出現(xiàn)安全事故。

2)重視混凝土襯砌施工前的準(zhǔn)備工作。在針梁模板行走定位前要進(jìn)行測量放線，并要超前對開挖斷面進(jìn)行復(fù)測，以便能夠提前處理欠挖，否則在鋼筋綁扎完后再處理欠挖，施工難度將增大?；炷灵_倉澆筑前要確認(rèn)從泵車到澆筑面之間的聯(lián)絡(luò)信號是否暢通。

3)模板之間的連接一定要準(zhǔn)確、無錯臺，以達(dá)到所襯砌混凝土表面光滑。

4)混凝土澆筑，待鋼筋綁扎完畢后，臺車按作業(yè)程序就位，然后進(jìn)行封端，布置混凝土泵管，經(jīng)驗收合格后進(jìn)行澆筑?；炷翝仓r拱部中線左右兩側(cè)應(yīng)對稱澆筑，防止?jié)仓炷習(xí)r對臺車產(chǎn)生過高的偏壓力，引起模板變形，影響臺車的正常使用。為了使所澆筑混凝土內(nèi)實外光，除使用插入式振搗器外，還應(yīng)在模板側(cè)的一定位置布置一定數(shù)量的附著式振搗器進(jìn)行振搗。

5)為了減少脫模難度，脫模時間一般不要太晚，一般情況下在混凝土澆筑完畢 24 h～36h后即可拆模。

4.2 改進(jìn)建議

1)加強模板臺車的支撐系統(tǒng)，防止混凝土澆筑過程中產(chǎn)生的浮力使臺車偏離設(shè)計位置。

2)由于轉(zhuǎn)彎地段較短，且為 S形彎，大型針梁模板臺車無法進(jìn)行澆筑，如臺車可分節(jié)，較短的S形彎便可分段襯砌，無須采用組合式模板。

5 結(jié)語

1)進(jìn)度快。全圓針梁模板臺車有效減少了支模、拆模的工序時間，只要工序、設(shè)備配置合理，月襯砌指標(biāo)達(dá)到 90 m，較組合鋼模板進(jìn)度提高在 30%以上。

2)質(zhì)量好。利用全圓針梁模板臺車襯砌的隧洞斷面標(biāo)準(zhǔn)，表面光滑，段間連接合好，無錯臺，特別適用于長隧洞快速施工。

3)成本低。采用全圓針梁模板臺車大大降低資源投入，人員投入僅為傳統(tǒng)工藝的 20%，工程成本降低約 40%。全圓針梁模板臺車在該工程得到成功應(yīng)用，工程質(zhì)量、進(jìn)度受到相關(guān)方的認(rèn)可，該技術(shù)將為今后承建類似工程積累豐富經(jīng)驗。

[1] 王夢恕.中國隧道及地下工程修建技術(shù)[M].北京:人民交通出版社，2010.

[2] 楊嗣信.建筑工程模板施工手冊[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社，2004.

[3] DL/T 5144-2001，水工混凝土施工規(guī)范[S].

[4] 建筑施工手冊[M].第 4版.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2003.