针梁钢模台车在水工隧洞衬砌中的应用.pdf

云南水力发电YUNNAN WATER POWER96第 39 卷第 8 期0 引言以新疆 ABH 流域治理工程某引水隧洞为例，该地区为温带大陆性气候，夏季炎热少雨，冬季干燥寒冷。电站采用引水式开发，开发任务为发电，兼顾下游环境生态及农业灌溉用水。该工程引水隧洞为圆形，衬砌后内径为 6.2 m，开挖工程中隧洞围岩地质有、4 类，其中以、类居多，隧洞渗水量较少，衬砌厚度为30 100 cm。引水隧洞混凝土采用针梁台车浇筑衬砌混凝土，达到了预想的浇筑进度和质量控制效果。1 钢模台车的应用1.1 组成部分针梁式液压钢模台车由圆弧钢模板、内框架、型钢组合大梁、行走系统、电器控制系统、液压系统等组成。针梁式台车衬砌时，隧洞衬砌混凝土底板、边墙和顶部一次性成型1。1.2 工作原理针梁钢模的模板支撑、移动、脱模主要使用针梁钢模台车在水工隧洞衬砌中的应用陈杰，毕金凤（中国水利水电第十四工程局有限公司，云南 昆明 650041）摘要：水工输水隧洞衬砌后多为圆形，这就要求衬砌模板需采用定制圆弧形模板，目前传统的方式为底部采用弧形模板浇筑，边顶拱上部结构使用钢模台车。传统方式在浇筑工程中存在较为明显的缺陷，如浇筑施工时间长，混凝土增加分封止水工程量等，因此在某水利工程引水隧洞混凝土衬砌中采用了针梁台车浇筑，针梁钢模台车具有可以一次性浇筑成圆形断面，施工速度快，整体质量控制良好，人员设备投入低等技术经济优点。关键词：水利工程；输水隧洞；衬砌；针梁钢模台车；质量控制中图分类号：TV554+.14文献标识码：B文章编号：1006-3951(2023)08-0096-03DOI：10.3969/j.issn.1006-3951.2023.08.021Application of Needle Beam Steel Formwork Trolley in Hydraulic Tunnel LiningCHEN Jie,BI Jin-feng(POWERCHINA SINOHYDRO ENGINEERING BUREAU 14 CO.,LTD.,Kunming 650041,China)Abstract:The lining of hydraulic transmission tunnels is mostly circular,which requires the use of customized arc shaped templates for the lining template.At present,the traditional method is to use curved formwork for pouring at the bottom,and steel formwork trolleys are used for the upper structure of the side and top arches.The traditional method has obvious defects in pouring engineering,such as long pouring construction time and increasing the amount of sealing and sealing work for concrete.Therefore,a needle beam trolley pouring method was adopted for the concrete lining of a water diversion tunnel in a certain water conservancy project.The needle beam steel formwork trolley has the technical and economic advantages of being able to cast into a circular section at once,fast construction speed,good overall quality control,and low investment in personnel and equipment.Key words:water conservancy project;water conveyance tunnel;lining;needle beam steel formwork trolley;quality control收稿日期：2023-06-01作者简介：陈杰（1994-），男，河北井陉人，工程师，主要从事水利水电工程施工管理工作。*陈杰，毕金凤 针梁钢模台车在水工隧洞衬砌中的应用97液压油缸施加推力完成，在台车（示意图见图 1）行走至浇筑位置后，模板工和操作工调整液压油缸使得台车模板大体就位2，然后人工使用螺旋千斤顶进行精密调整，确保模板位置符合浇筑要求。浇筑过程中施工人员和测量人员对模板位移进行观测，若有模板位移超过设计规范允许值，立即暂停浇筑进行调整。浇筑完毕后，人工操作液压油缸回收模板，拆模顺序是先拆顶模、然后脱左右边侧模板。脱模后人工操纵竖向液压油缸使得台车向上顶升，脱离顶模3。侧模，使用相同的过程循环安装。4）顶模安装。顶模安装采用与侧模安装相同的方法。5）模板安装完成后进行液压系统调试，同时将其他设备安装完成。安装时保证底模一次安装就位，为保证安装安全，在安装前先进行试吊，侧模和顶模安装用的吊点锚杆多预埋几排。2 混凝土衬砌施工2.1 施工程序基础面清理钢筋制安台车行走、就位安装堵头模板、止水及预埋件验仓混凝土浇筑拆模行走进入下一段仓号。2.2 基础岩面处理混凝土浇筑前，清基工使用铁锹先清除基础面上部的块石和淤泥，然后使用高压水冲洗。对于细粒淤泥及小块碎石，人工使用小铁铲和棉纱仔细清理，然后再用压力水冲洗 1 遍，岩面清洗干净后，将积水排干或吹干。2.3 钢筋制作安装施工前钢筋厂施工人员根据钢筋下料单进行钢筋加工制作，编号挂牌整齐堆放，用 5t 载重汽车将加工好的钢筋运到引水隧洞施工作业面进行安装，为确保钢筋制安的稳固及精度要求，结构钢筋安装前用手风钻打孔安装架立筋。2.4 混凝土浇筑混 凝 土 采 用 10 m3混 凝 土 搅 拌 运 输 车 和HTB60 托泵泵送入仓，由于泵车泵管较为干燥，不利于混凝土运输，首车先输送 2 3 m3同浇筑混凝土同等强度的水泥砂浆，起到润滑泵管和增加浇筑基础面粘结质量的作用。每仓混凝土浇筑长度为 12 m，采用分层浇筑，分层厚度控制在30 40 cm，使用50 mm 或70 mm 软轴式振捣棒振捣，振捣时讲究“快插慢拨”，有序振捣，振捣工分区域负责，保证不漏振、不过振。2.5 拆模、养护混凝土浇筑完成后夏季 12 h 左右或冬季 18 h进行拆模，此时混凝土强度基本可达到设计标号的 75 以上，混凝土浇筑结束后立即进行养护，图 1 针梁式全圆钢模衬砌台车示意图1.3 台车安装通常针梁钢模台车安装分洞内及洞外安装，由于工程隧洞衬砌起点位于隧洞内部，台车长12.4 m，衬砌长度 12 m，因此采取洞内进行安装。为保证洞内针梁钢模安装有足有的空间，在安装部位隧洞上部进行局部扩挖，根据图纸找准上部锚杆吊点位置进行吊点锚杆施工4，锚杆采用 25 mm 螺纹钢，长度 4.5 m，作为支点提供拉力。安装前根据钢模台车的安装图纸清点相应的构件、螺栓等。1）底模安装。该引水隧洞开挖后为全圆结构，底部清理干净后垫上 10 cm 厚木垫块，先装 3 块底模，保证木垫块与模板外部能够契合。为便于安装剩下的底模，需要将针梁向前纵移至模板端头。移动完成后将余下的底模、针梁、立柱、轨道及相应连接件等按照同样的程序完成安装5。2）卷扬机系统安装。安装完成后可以使针梁与底模系统纵向移位，为下一步安装侧模和顶模做准备。3）侧模安装。侧模采用两侧对称的方式安装，安装前先将底模和针梁向前移动，将侧模位置留出，将 1 块侧模用导链按安装要求角度吊装，将底模移动至要安装的侧模位置，进行安装，安装完一块后将底模和针梁向前移动，再起吊下一块98云南水力发电2023 年第 8 期可以使用隧洞内设置的喷淋花管，养护时间至少为 14 d，以避免产生裂缝6。2.6 浇筑过程中存在的问题以及处理方法1）安装前邀请台车设计厂家专家和专业技术人员对施工人员进行安全技术培训，介绍相应的安装方法和注意事项，保证针梁钢模台车能够安全正确地安装。2）施工过程中每仓浇筑之前对操作系统、电气系统等进行检查，每浇筑 5 6 仓后对模板进行打磨，浇筑过程中由于振捣器的作用，部分螺栓有可能产生松动，还应检查螺栓，对于松动的及时进行加固，若不及时检查加固，会造成模板移位和变形，造成错台等质量问题7。3）止水施工质量的好坏对隧洞衬砌混凝土质量影响较大，该工程使用的止水为水利工程上常用的 65l 型橡胶止水，此类型止水需采用硫化连接才能较好地保证连接质量，防止施工中及后期撕裂；施工中制作一些“U”形卡子焊接在钢筋上，可以保持止水始终处于水平位置，避免在浇筑过程中移位。施工中需对止水的施工质量高度重视，否则会出现出现止水处漏水及回填灌浆时漏浆的情况。4）使用针梁钢模台车浇筑的混凝土衬砌腰线以下容易产生蜂窝麻面和气泡，这主要是由于振捣不充分产生的，这是针梁钢模特有的质量风险控制点。为有效控制减少钢模腰线以下的质量缺陷，可采用调整优化配合比，通过试验确定最优的胶凝材料和外加剂用量，适当减少混凝土泌水率；在腰线以下位置加密平板式振捣器的布置，起到更好的振捣效果；腰线位置可增大窗户尺寸，便于施工人员振捣，或将窗口布置为2排，便于对腰线以下混凝土振捣。5）浇筑过程中应控制台车上浮，为避免整体浇筑过程中台车产生上浮，做好浇筑过程中台车垂直位移监控，由测量技术员使用水准仪在现场全过程监测，若台车上浮高度超过 5 mm，则应停止浇筑，待底部下层混凝土初凝后继续浇筑；混凝土浇筑超过钢模底板 60 cm，即采用分层法浇筑超过钢模底板 2 层后，降低入仓浇筑速度，每层混凝土浇筑时间控制在每层混凝土接近初凝时间，一般可控制在 2.5 3 h，可有效避免浮力持续增大，引起钢模上浮8。3 结束语使用针梁钢模台车进行水工隧洞混凝土衬砌可起到提高施工速度，减少资源投入，保证一次质量优良率的良好效果。在运用针梁钢模台车技术时，首先要做到对台车结构和运行原理充分了解，在使用过程中的操作规程和安全防护要求充分熟悉，过程中全过程监督监测。随着水工隧洞混凝土施工技术的发展，相信在将来针梁钢模台车技术也会产生更大的创新进步。参考文献：1董剑.浅谈全圆针梁液压钢模衬砌台车工作原理及施工方法J.科技资讯，2007，5（20）:50-512姜慧云.针梁式钢模台车引水隧洞混凝土衬砌施工中的应用J.水电施工技术，2009,（1）:58-60 3李俊洲.针梁式钢模台车在引水隧洞混凝土衬砌中的应用J.电网与水力发电进展，2008，24（6）:75-774 王明清.针梁式钢模台车在隧洞施工中的应用 J.云南水力发电，2008，24（6）:58-60.5朱晓强.毛家河水电站引水隧洞全圆针梁式台车的应用J.时代报告:学术版，2012,（5x）:260-261.6卢兴全，李正鑫，方开美针梁钢模台车的研究与设计J.葛洲坝水电，1991,（2）:40-43.7涂记华，韩峰.针梁式钢模台车在隧洞混凝土衬砌中的 运用J.人民长江，2004，35（7）:15-16 8姜明月，徐鹏程.针梁式钢模台车在吉林台水电站引水隧洞混凝土施工中的应用J.四川水利发电，2004，23（B06）:115-117.