针梁钢模台车应用施工方案.docx
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针梁钢模台车应用施工方案
针梁钢模台车在xx水电站引水洞的应用
1、概况
引水发电洞全长636.17m，其中上平洞长236.57m，进口段为6*6m方变圆渐变段，变径后洞子直径为6m。
竖井段及上弯段、下弯段总长度为94.38m。
下平段长度304.66m，混凝土衬砌段150.02m，钢衬段长度154.64m。
出口压力钢管明段长度60.46m。
引水洞上平段采用针梁台车施工的长度224.07m，引水洞下平段采用针梁台车施工的长度150.02m。
根据引水发电洞施工的总体安排，设计使用一套针梁台车，先施工下平段，后再施工上平段。
由于下平段在桩号电洞0+542.9—电洞0+519.34处设计一平面转弯段，R=30，转角为450钢模台车难以转过行驶至工作面，否则将对转弯段进行扩挖，这样就耽误了工期。
项目部经过研究决定对钢模台车实施洞内安装施工。
2、全圆钢模台车的构造
混凝土衬砌钢模台车是为各种不同断面公路隧道、铁路隧道、水电引水隧洞、水电导流隧洞等砼衬砌面专门设计制造的非标大型机械，使用钢模台车砼衬砌比使用拼装式模架的速度快1~3倍，具有全液压立模、脱模功能，且使砼整体受力和砼外表面得以充分保证，砼衬砌表面光洁度高，衬砌速度快的特点，所以钢模台车在隧洞砼衬砌施工中得到越来越广泛的应用。
xx水电站引水隧洞所使用的全圆针梁台车，能使衬砌隧洞全圆断面底、边、顶一次成型，采用操作液压站换向阀手柄来完成立模、拆模、定位找正等，利用液压站上卷扬机换向阀手柄使模板与针梁作相对运动，完成针梁或台车的前后移动。
3、钢模台车的设计要求
①钢模台车的内部应有足够的净空，以便钢筋、砼料等材料设备运输以及各节钢模在支模和脱模过程中顺利进行。
②主要荷载为：
钢筋混凝土自重；振捣荷栽；砼泵导管的冲击荷载；封拱时的泵送砼的压力；施工人员及零星材料；裂缝水的压力，其取值按有关规范要求进行。
衬砌台车自身应具备抗浮能力，并在设计中考虑浮力对整体结构的影响。
台车为平移式，双电机牵引行走（即自行式）。
③考虑遂洞开挖过程中的超挖现象，要求台车按衬砌厚度为100Cm，设计，按砼衬砌厚度为150Cm校核。
④工作作业窗口开启自如，不应有漏浆现象的产生，工作作业窗面板与衬砌钢模台车面板错台应≤2mm。
⑤钢模台车底部的支撑应不会损坏已浇筑的砼表面。
⑥要求台车为全液压，脱模、行走、定位灵活、便捷，工作速度为每一循环衬砌作业时间不超过一天（不包括浇筑、等强、养护等时间）。
钢模台车技术参数表：
序号
项目
单位
参数
备注
1
模板纵向总长度
mm
12000±12
2
台车每模衬砌长度
mm
L=12000
3
针梁总高
mm
2345±10
4
针梁总长
mm
28000±12
5
台车成拱直径
mm
φ=12000+20
6
钢模外表平整度
mm
±2
7
台车表面周向、环向错台
mm
±2
8
台车表面接缝宽度
mm
±2
9
工作窗与模板表面错台
mm
±1
11
外型尺寸
m
28×6×6
长×宽×高
12
台车行走速度
m/min
8
13
单边脱模量
mm
210
14
水平调整量
mm
150
单边
15
系统压力
Kg/cm2
P=160
16
液压泵流量
L/min
14.6
17
油缸最大行程
竖向行程
mm
350
侧向行程
mm
350
4、钢模台车组成
全圆针粱式钢模台车主要由模板总成、针梁总成、梁框总成、水平和垂直对中调整机构、卷扬牵引机构、抗浮装置、液压油缸、行走框架、前后支承架、牵引系统、液压控制等组成。
5、模板总成
该全圆针梁式钢模台车钢模总长度12m，共由6段组成，每段由底模、左右侧模和顶模组成φ6m的圆筒形。
面板的厚度为8mm，为便于拆装运输，每段模板宽度为2m共6段。
各模块与圆心的夹角分别为：
底模1100顶模400左侧模1100右侧模1000。
其中每段均包含有底模、左右侧模、顶模4块，每块之间采用螺栓及铰接，底模和顶模分别由两块对称模板用螺栓联接固定，顶模两侧与左右侧模由铰耳销轴连接，侧模与底模通过操作侧模脱模液压缸及边模千斤顶平顺搭接。
在模体周边成“品”字形布置40cm×40cm的窗口作为下料口和辅助振捣窗（共计32个）。
6、针梁总成
它是模板的受力支撑平台和台车行走的轨道，针梁为装配式桁架结构，主要由工字钢、槽钢组成，其长度为28m。
针梁上下有4条钢轨（43型）焊接在针梁上。
每根针梁分为3节，长度分别为10m、10m、8m通过搭接钢板用高强螺栓联接。
7、底座与水平垂直对中调整机构
前后底座分别安装在针梁的两段，是针梁的受立支点，衬砌时台车的全部重量及砼压力都落在两个底座上。
前后底座上均装有1个平移油缸和2个顶升油缸，以完成针梁、钢摸的水平、垂直对中及底座的升降。
8、抗浮装置
为制约钢模在砼浇筑时受砼浮力而向上移动，在其两端设有两个抗浮平台，共安装4个抗浮千斤顶，并与梁框架连接。
9、行走机构
行走框架与底模连接成一个整体的刚性结构，行走机构由支座和多个滚轮等零件组成。
针梁上下方的门框横梁作为行走支座，材料为工字钢，其上安装有成套滚轮，针梁可在行走架的滚轮上移动。
针梁左右侧门框上安装有导向轮，使得针梁或模板移动时不易左右摆动。
工作状态时上部滚轮支撑在针梁顶部的钢轨上，并可完成模板的移动。
当针梁降落在行走框架的下部支撑轮上时可完成针梁轴向的移位。
10、液压操作平台
在梁框左侧腰部和前端上部（伸出钢模外）设置有液压站1套液压操作平台。
通过对液压站的操作可实现顶模及边模的脱模、顶升、针梁行走、平移对中，底座、底模升降对中。
11、附着式振捣器
砼的振捣主要由附着式振捣器来完成。
浇筑时为使砼表面光滑，减少底拱气泡缺陷，使顶拱砼振捣密实，在钢模上下部共增设了20台附着式振捣器。
在浇筑过程中附着式振捣器与插入式振捣器配合使用。
12、洞内模板安装方案
台车安装分洞内及洞外安装。
因台车受引水洞水平转弯段的影响本文只对台车在洞内安装做详细介绍：
洞内安装需在洞壁上根据吊装位置先固定好起吊锚杆，锚杆采用φ25螺纹钢，长度4.5m，入岩4.2m，外露30㎝，锚杆注浆必须饱满，锚杆每根抗拔力必须≥6T，吊环用φ25圆钢冷弯而成，要求每根锚杆与圆钢双面焊接，焊缝搭接长度为20cm。
要根据钢模台车的安装图纸清点相应的构件、螺栓等，如有缺少及时联系厂家配制（钢结构的连接螺栓都是高强螺栓，必须根据设计图纸正确配用，严禁随意替换）。
①、先安装底模，由于引水洞为全圆结构，设备就位比较困难，建议先用小吊车或挖机装3块底模，然后将该底模对应位置的小立柱，下轨道及相应连接件安装，再安装第一段针梁（10米），然后将上面的横梁及上轨道安装，这时将针梁向前纵移至模板端头，便于剩下3块底模安装。
余下3块底模再按前面的程序安装，同时将剩余的针梁，立柱，轨道及相应连接件全部安装（若同时装6块，吊装设备不能就位，导致安装难度加大）
②、安装卷扬机系统，使针梁与底模系统能够实现纵向移位，为下一步安装侧模，顶部做准备。
③、安装侧模，建议对称安装，将底模和针梁通过相互移动全部向前移动，将侧模位置留出来，在安装侧模和顶模的位置先预埋吊装用锚杆，用挖机或小吊车配合将一块侧模用导链按安装要求角度吊装起来（左右两侧可同时），将底模通过针梁移至对应侧模位置，安装侧模，在侧模纵梁未安装之前可采用辅助措施将侧模固定，安装完一块后，将底模和针梁向前移动，再起吊下一块侧模，按前面的过程循环安装。
④、安装顶模，安装顶模可按照安装侧模的过程进行安装。
⑤、模板安装完毕，调试液压系统，同时将梯子，操作平台等安装到位。
⑥、在整个安装过程中，必须保证吊装可靠，为提高安装效率，可将侧模，顶模安装用锚杆多预埋几排，保证底模一次就位，多安装几块侧模及顶模，锚杆预埋必需可靠，在模板安装前可先试吊。
12.1资源配置
钢模台车安装及拆除人员配置情况表
工种
人数
工种
人数
队长
1
驾驶员
3
技术兼质检员
1
电工
1
起重工
1
焊工
2
专职安全员
1
指挥工
1
测量工
2
辅助工
5
12.2设备配置
钢模台车安装及拆除设备资源配置表
序号
设备名称
规格型号
单位
数量
备注
1
装载机
ZL50G
台
2
2
挖掘机
神钢260
台
1
3
手动葫芦
5T
台
6
4
千斤顶
10T
台
8
5
电焊机
ZX7-400
台
2
6
磨光机
Φ120、Φ150
台
各2
7
紧固工具
套
4
13、砼衬砌的施工过程
13.1基岩清面
按照设计和施工规范要求先进行基岩面清理及验收，基础岩石面经验收合格后再进行砼仓号准备。
13.2钢筋
在钢模台车前面利用汽车改装成简易的钢筋台车架，在不同高度上铺设马道板作为钢筋堆放和安装工作平台。
加工好的钢筋经验收合格后，由载重汽车运至
隧洞内准备好的仓号，人工将钢筋移放上部，进行钢筋绑扎、焊接。
钢筋制安按照浇筑方向先于台车2~3个仓号逐段进行。
底板钢筋网通过架立筋固定牢固，顶板和边拱钢筋一次安装，予埋件按设计要求固定并保护好，防止浇筑过程被破坏。
13.3立模
模板最大脱模间隙为25cm，最小脱模间隙10cm，模板收支的动力系统采用液压油缸。
将钢模板台车行走至衬砌位置后便可立模，立模前钢模板台车处于脱模状态。
①节水平千斤顶调整平移小车的位置，使钢模板台车模板中心线与衬砌中心线对齐。
②作液压站顶升油缸的手动换向阀手柄使针梁到达衬砌需要的位置；使顶模到达衬砌需要的位置；使边模与顶模搭接平顺。
③装上顶模千斤并顶紧;装上边模千斤及限位千斤并顶紧。
④将抗浮平台上抗浮千斤与隧洞开挖面或已成型砼面充分顶紧，安装好堵头模板。
⑤做好撑地千斤顶、堵头板。
14、混凝土浇筑
采用砼搅拌车将砼运至浇筑仓号附近的HTB60三一泵，由砼泵将砼运入仓号内。
砼泵距离钢模台车水平距离不大于100m，泵管直径为150mm，泵管布设应尽量减少弯头，以防砼料堵塞泵管。
每仓不少于2个入仓口。
钢模台车一次完成全断面砼衬砌，堵头模板用定型堵头模板及木模封堵。
模板外侧安装有砼泵管和附着式振捣器，完成顶拱砼进料及振捣。
砼浇筑前在钢模板台车外表面需涂抹脱模剂，以减少脱模时的表面粘力。
底模砼浇筑时，砼经两趟泵管从底模工作窗入仓，由上游至下游进行浇筑。
仓内左右两侧各配置3个φ50软轴振捣棒和1个φ80高频振捣棒，且外置1个φ50软轴振捣棒，由底模工作窗入棒振捣。
砼浇至模板后，还要接通附着式振动器振捣，以减少砼表面气泡缺陷，保证衬砌质量。
边模浇筑时，砼经两趟泵管分别进入左右侧工作窗，再经流筒缓冲后入仓，先从钢模板台车模板最下排工作窗口进行灌注混凝土，灌注混凝土至混凝土快要平齐工作窗口时，关闭工作窗，然后从第二排工作窗口进行灌注混凝土，以此类推。
顶模浇筑时，泵管与顶模喂管（焊有30㎝长泵管的入料口）管箍连接，砼
入喂管经预埋在仓号内顶模上部的φ159钢管入仓。
台车顶模设有5个喂管，为使顶模合理受力，每次使用不得少于3个。
顶模全部被砼覆盖后，仓内作业人员撤出，其后主要靠附着式振捣器进行振捣。
为均匀卸料应在同一高程的卸料口轮流卸料。
同时上下层的附着式振捣器分层开动。
灌注混凝土到最后通过灌注混凝土口封顶的后期，必须使用低速档进行灌注混凝土，并时刻注意灌注混凝土口压力的变化，避免因混凝土注满后仍强行注入而导致压力过大使模板变形。
在灌注混凝土工作过程中要注意以下几点：
⑴注混凝土时，混凝土最大下落高度不能超过3000mm
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