倒虹吸运用钢模台车施工工法.docx
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倒虹吸运用钢模台车施工工法
目录
1前言2
2工法特点2
3适用范围2
4工艺原理2
5钢模台车2
6施工工艺和操作要点4
7设备配置7
8劳动组织7
9质量控制措施7
10安全措施8
11环保与文明施工8
12效益分析8
13工程实例9
大型倒虹吸运用钢模台车施工工法
王永
1前言
在南水北调中线一期安阳段洪河渠道倒虹吸工程管身段和闸室段施工中，采用两架钢模台车一联两孔同时对称施工，混凝土成型准确，进度快，质量好、安全可靠，现将这项施工技术进一步完善总结形成本工法。
2工法特点
2.1结构可靠，操作方便，混凝土成型面好，混凝土外观质量易保证。
2.2施工人员数量少，节省人工费用；单节管身施工周期缩短，施工效率高。
2.3安全实用，可改善员工工作环境，减轻工人劳动强度，提高施工安全系数。
3适用范围
主要适用于大型倒虹吸、混凝土箱涵等工程。
4工艺原理
钢模台车由模板系统和支撑行走系统两部分组成。
以管身设计分缝为准,台车模板的长度正好等于（或大于）1节管身的长度,模板安装在支撑系统上,支撑系统和行走系统组合在一起,模板的伸缩和支撑均由丝杠或千斤顶来完成。
在模板就位完成一节管身的混凝土浇筑后,根据混凝土拆模强度的要求,确定脱模时间,将全部模板脱离混凝土面后再将台车移至新的浇筑位置就位，进行下一仓位的混凝土浇筑。
5钢模台车
钢模台车主要由模板组、行走机构、台车架、撑杆系统及一些辅助设施构成（如图5-1以洪河渠道倒虹吸应用为例的钢模台车示意图）。
5.1模板组
每架台车模板组分为内墙墙体及顶板模板、外墙模板和端模三个部分。
5.1.1内墙模板纵向分为８节，每节长２m，面板钢板厚６mm，框板为∠63×6角钢,横肋为∠80×8角钢，竖肋为工10工字钢；顶板模板面板厚６mm，框板为∠63×6角钢，横肋为80×42×6矩形钢，竖肋为工10工字钢,支架背楞均为[l0槽钢。
内侧墙身模板及上倒角下半部分为一整体，顶板及上倒角上半部分为一整体，二者用65cm（长）×10cm（宽）×2.5（厚）cm钢板通过螺栓和竖肋工10工字钢连接为整体板。
5.1.2外侧墙身模板（大型钢模板3.85m×2.55m）面板厚６mm，框板为∠63×6角钢，横肋为∠80×8角钢，竖肋为工10工字钢,支架背楞为[l0槽钢。
5.1.3端模根据止水带位置制作异型模板进行拼装。
内墙墙体及顶板模板均用相对应丝杠系统固定支撑，外侧墙身模板依据支撑桁架加固。
外侧墙身侧模（大型钢模板3.85m×2.55m）与钢模台车内模选用一种适宜的对拉拉杆（φ20通扣螺栓）。
共分三节组成，中间部分为锥体双向丝杠，长度与墙体厚度相同；内外侧拉丝均穿入丝杠内，两头长度40cm，用锥体螺母连接，并起到内部固定墙模的作用；外侧与模板固定均采用方板支垫和山字母固定在支架背肋上，形成整体对拉连接。
浇筑混凝土达到拆模强度后,按照上述顺序的反顺序拆模，锥体螺母拆除后在混凝土墙体上留下的孔洞采用微膨胀砂浆填补。
拆模后锥体螺母和两头螺栓重复利用，止水效果比普通拉条好，费用与普通拉条相当。
5.2行走机构
每架台车行走机构设置有带自锁装置的车轮8个，并由卷扬机牵引整车行走，行走控制速度均匀缓慢。
行走轨道采用工14工字钢，按照设计位置铺设在已浇筑管节底板混凝土面上，采用预埋钢板和螺栓固定。
5.3台车架
每架台车架主要由门架上下横梁、门架立柱、上下纵梁、门架斜撑组成，各部分通过螺栓连接组合成台车架总体，各横梁及立柱之间通过连接梁和斜拉杆连接。
可以分解为多个门架，各个门架都螺接在下纵梁上，每侧下纵梁底面装有多个支承千斤，内置行走轮。
轨道与下纵梁间并配备多组液压千斤顶。
混凝土浇筑时，混凝土荷载通过顶板底模传递至门架上，并分别通过基础千斤、行走轮和液压千斤顶先传递到轨道，再到底板。
门架为台车主要承重支构体，均采用[20槽钢。
同时为保证门架立柱压杆稳定性和整个门架在侧向应力下有足够的刚度，在立柱与上横梁、相邻门架之间增加门架斜撑，采用单、双斜撑、X型斜撑三种形式。
5.4撑杆系统
钢模台车撑杆系统采用丝杠支撑系统，由锚栓连接在模板组和门架之间。
台车门架立柱左右撑杆系统设置4组，每组10支丝杠（φ55）；台车架上部撑杆系统设置3组，每组10支丝杠，等距布置在上横梁上。
整个台车架和模板组通过其联接成为一个刚性受力整体。
图5-1钢模台车示意图
6施工工艺和操作要点
6.1施工工艺
6.1.1工艺流程
管身段采用先底板后墙体和顶板的浇筑顺序进行施工。
第一次底板浇筑至倒角上30cm处，采用普通组合钢模板；第二次浇筑墙身和顶板混凝土,采用钢模台车。
见图6.1-1。
图6.1-1管身段浇筑次序示意图
6.1.2工艺流程图（图6.1-2）
图6.1-2大型倒虹吸运用钢模台车施工工艺流程图
6.2施工操作要点
6.2.1轨道设置
底板混凝土强度达到设计强度的30%后，轨道板铺设在底板上，采用螺栓和预埋在底板混凝土上的钢板连接。
6.2.2钢模台车校正与清理、刷油
（1）钢摸台车就位前必须进行模板的校正
钢模台车内墙墙体、顶板底模面板均为一整体平面，初次使用时需进行全面校正。
（2）钢摸台车就位前必须进行模板清理、刷油
为使模板清理及刷油操作方便，绑扎钢筋时在管身结合部位留出1.0m左右暂不绑扎，主筋先固定在已绑扎的钢筋上，待模板就位后恢复。
每次脱模后，台车先往前移动1m，施工人员站在预留位置进行钢模板的清理，同时将脱模剂装入小胶皮桶中，人工手持滚动毛刷将脱模剂均匀涂刷在台车面板上。
清理前在该处底板上铺设塑料布收集渣料和滴下的脱模剂。
清刷完1m后台车再往前移动1m，如此周而复始清理和刷油，直至钢模全部清理干净、刷完脱模油，钢模台车方可就位。
6.2.3钢模台车就位、校模
新台车在浇筑好的管身段混凝土底板上组装，成型后用卷扬机牵引,顺轨道至待浇仓位。
用手动葫芦将台车微调至与管身中心线对齐，然后起升液压千斤顶使顶模到位，并用垂直螺旋丝杠进行调平至设计标高；同时将侧模用水平螺旋丝杠调整到位，侧模底端与底板倒角处墙身紧贴。
施工前需测量放点，作为台车起升、张开控制点。
钢模台车就位后，采用全站仪控制线位、水准仪控制高程、垂球法校正模板垂直度。
安装好钢模后，检查钢模台车周边与已浇筑混凝土的搭接处是否吻合，并用木楔将模板撑紧，使钢模台车周边与已浇筑混凝土搭接严密，避免漏浆和出现错台现象。
6.2.4端模安装
端头模板采用角模与墙体模板连接，采用槽钢作竖围檩，单向拉杆固定，拉杆端部与墙体钢筋焊接连接（拉杆处理方式同墙身模板），端模拼接应严密，防止漏浆现象产生。
6.2.5墙身、顶板混凝土浇筑
施工缝处理、钢筋制安、模板支护、伸缩缝与止水安装工序检验合格后实施混凝土浇筑。
侧墙浇筑时，施工缝处首先均匀铺设2-3cm厚等级砂浆（标号等同混凝土强度标准），混凝土浇筑采用平铺法，每层浇筑厚度控制在50cm左右，混凝土上升速度控制在2m/h。
人工下至仓内用插入式振捣器振捣。
浇筑过程中专人做好模板维护，防止模板变形、位移。
顶板混凝土采用阶梯分层法进行浇筑，分层厚度30cm，人工及时平仓振捣。
凝土浇筑保持连续性，初凝前按设计标高用振动梁配合滚杠振实整平，人工配合压光，并加强养护。
6.2.6钢模台车拆除、移动
墙体混凝土强度达到2.5Mpa时开始拆除侧模，通过调整水平螺旋丝杠使外模脱离混凝土面。
顶板底模在混凝土强度大于设计强度75％时拆除，通过调节竖直螺旋丝杠回收模板，由卷扬机牵引顺轨道移至下一浇筑仓面。
7设备配置
表7.1一个循环施工主要机具设备
序号
名称
规格
单位
数量
说明
1
钢模台车
套
1
具体尺寸根据结构物形式定
2
水准仪
DZS3-1
台
1
3
全站仪
SET22D
台
1
4
电焊机
BX3-500-2
台
1
5
对焊机
UN-75型
台
1
6
倒链
20、50、100KN
个
数量根据施工组织设计定
7
卷扬机
JM25
台
2
8
起重机
QY25
台
1
9
插入式振动器
QY25K
台
数量根据施工组织设计定
10
混凝土搅拌站
HZS90
座
1
11
移动式龙门吊皮带机
组合式
套
1
水平运输
12
千斤顶
QYL10、20
台
数量根据施工组织设计定
13
串筒
1m/节
节
垂直运输，数量根据施工组织设计定
8劳动组织
表8.1劳动力组织
序号
项目及工种
主要工作内容
人员数量
1
现场施工
施工组织设计、测量定位、高程控制、模板校检
5
2
试验
原材检验、混凝土拌合物质量控制、试块强度检验
4
3
钢筋工
钢筋加工与绑扎
15
4
钢模台车操作人员
钢模台车拼装、支护就位、拆模移位
14
5
混凝土制作
混凝土拌合、运输、浇筑、平仓振捣、看模、养护
18
9质量控制措施
9.1施工中应严格执行以下质量标准：
钢模台车轨道基准面划线定位，安装误差控制在2mm范围内，轨道直线偏差不得大于5mm/10m；
钢模台车就位前进行模板校正，检验项目及质量标准如下：
模板平整度（相邻两板面高差）：
≤2mm；
局部不平最大高差（2m直尺检查）：
≤2mm；
板面缝隙（游标塞尺检查）：
≤1mm。
上述项目检验合格后方可使用。
使用中每浇筑三仓，墙身模板检验校正一次；顶板面板为平台，各检测项目均容易检验，每仓浇筑前均进行检验校正。
钢模台车脱模后对混凝土外观进行检查，若平整度有不合格处，要跟踪校正其相对应处的模板位置。
9.2模板台车、台架设计制造时必须以设计断面为准，应考虑施工误差、贯通测量调差及预留沉落等因素。
台车架及钢模必须具有足够的强度、刚度和稳定性，并应通过荷载组合计算。
当跨度等于或大于4m时顶模应起拱，当设计无具体要求时起拱高度宜为跨度的1∕1000～3∕1000。
混凝土浇筑过程中，对钢模台车尤其顶板部位必须由有经验的人员加强检测。
9.3钢模台车顶模拆除所需混凝土强度应视结构跨度根据规范规定而定。
10安全措施
10.1施工过程中，必须安排专人经常检查丝杠、支撑千斤等受力部位的使用情况，加强千斤顶、吊攀、倒链、钢丝绳、卷扬机等机具设备的维修保养，发现问题，及时处理。
10.2动力用电、照明电线必须统一合理布置，并经常清理检查，以消除漏电、短路等隐患,钢模台车移动时避免其干扰,夜间施工时要有足够的照明设施。
10.3钢模台车行走前，先清除轨道上及周围的障碍物，前移时同步对称进行，钢模台车后端设置限位扣索，专人监护,其他人员全部避让。
尤其注意斜坡管身段施工时，除将基础千斤顶定位锁制在轨道上外，还必须用倒链紧固钢模台车于底板预埋锚栓上。
10.4施工人员必须经上岗培训和安全技术交底，严格按操作程序作业。
11环保与文明施工
11.1钢模台车采用的液压千斤顶，必须达到密封、不漏油，避免污染钢筋、混凝土和周围环境。
11.2模板加工垃圾及时清理，放置到指定垃圾站，现场做到工完场清。
整个模板堆放场地与施工现场要达到整齐有序、干净无污染、低噪声、低扬尘、低能耗的整体效果。
11.3推广使用先进工艺，不使用有毒有害的混凝土添加剂或养护剂。
12效益分析
以南水北调安阳段洪河渠道倒虹吸工程为例：
该工程采用两架钢模台车一联两孔同时对称施工，进度快、质量好、安全可靠，社会效益明显，经济效益可观。
虽然前期一次性投入较大，耗用一部分钢材（台门架和轨道），但从整个工程综合比算来看，还是为工程节约了大量成本、发挥了效益：
（1）施工快速、高效，较常规施工方法节省时间30%，减少了人员、设备长期投入；节省劳动力，比用满堂支架施工减少操作工人80人左右。
（2）对拉螺栓使用量较散装模板拼接施工减少1/3，提高了有压引水建筑物的防渗漏能力，消除了对拉螺栓多带来的负面影响，每节管身（两联）可节约钢材1.2吨。
（3）钢模台车设计为整体模板式，接缝严密，解决了散装模板拼装容易出现错台的问题，且混凝土面成型尺寸精度高、光滑平整，大大提高了混凝土内在和外观质量。
（4）管身段混凝土浇筑完成后，将钢模台车稍加改进便可在闸室段及上部结构中延伸使用，闸墩内模可以利用台车内模；另外钢模台车可以作为闸室上部结构交通桥、检修桥模板支撑体系，能够继续发挥作用和效益。
13工程实例
洪河渠道倒虹吸工程是南水北调总干渠中线工程安阳段三座大型水工引水建筑物之一，水平投影长度276米，由进口渐变段、进口检修闸、管身段、出口控制闸和出口渐变段组成。
其中：
管身段水平投影长度149m，由2节进口管身段（坡比1：
4）、5节水平管身段、3节出口管身段（坡比1：
4.5）组成，结构形式为箱型钢筋混凝土结构，共分两联，一联两孔，左右对称布置。
单孔过水断面6.4m×6.4m，倒角0.6×0.6m,底板厚度1.25m，顶板厚度1.2m，外墙高8.85m，墙宽1～1.8m，单联宽度由16m渐变至18m，分段长度最大为16m。
洪河渠道倒虹吸自2006年12月12日开工，至2008年8月29日主体工程完工，所浇筑混凝土外观质量良好，无蜂窝、麻面现象，垂直度和平整度均符合规范要求，目前已验收的混凝土外观质量均达到优良标准。
（批注4）说明：
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