[摘要] 根據(jù)xxxx水庫泄洪洞的工程實(shí)例，本文主要介紹了全圓隧道全斷面襯砌臺車的施工工藝。
[關(guān)鍵詞] 全圓隧道 襯砌臺車 施工工藝
1、工程簡介
泄洪洞布置于右岸，斜穿右岸小山丘布置，泄洪洞由進(jìn)口導(dǎo)墻段、進(jìn)口閘室段、洞身段、出口漸變段、出口閘室段和出口消能段6部分組成，全長264.61m。洞身段全長203.7m。
泄洪沖砂導(dǎo)流洞為圓形鋼筋有壓隧洞，隧洞襯砌后直徑5m，鋼筋砼襯砌厚度500—700mm，洞總長264.61，其中洞身長203.7m，設(shè)計(jì)縱坡1/100。設(shè)計(jì)有對隧洞進(jìn)行回填灌漿和固結(jié)灌漿。
2、洞身襯砌施工工藝
設(shè)計(jì)相關(guān)技術(shù)要求：洞身襯砌斷面一次成型，每10m為一澆筑段，洞身砼抗凍不低于F300，抗?jié)B標(biāo)號不低于W8。業(yè)主工期要求：2007年12月20日前完成洞身的襯砌施工。
根據(jù)技術(shù)和工期要求以及現(xiàn)場情況，向監(jiān)理部和設(shè)計(jì)單位申請縮短每一澆筑段的長度，將10m每一澆筑段縮短為6m一澆筑段，這樣既能符合了設(shè)計(jì)要求也減少了在襯砌臺車上面的資金投入。
襯砌臺車形式經(jīng)過綜合設(shè)計(jì)比較，最終選用針梁式襯砌臺車。針梁式襯砌臺車是針對隧道有全斷面一次性襯砌施工要求的新式襯砌臺車。
2.1、針梁式臺車組成
針梁臺車主要由卷揚(yáng)行走系統(tǒng)、針梁總成、針梁框架總成、模板總成、液壓系統(tǒng)等組成。全臺車通過操作液壓系統(tǒng)，使模板總成等完成預(yù)定使命，達(dá)到設(shè)計(jì)要求，完成混凝土襯砌任務(wù)。針梁臺車由1臺5.5 kW卷揚(yáng)機(jī)拖動模板和針梁作相對運(yùn)動，最終達(dá)到行走的目的。針梁總成由立柱、上下縱梁、拉筋、上下橫梁等組成框架結(jié)構(gòu)，其中梁柱等采用工字型結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)輕、強(qiáng)度好、穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)。針梁框架總成起針梁與外形模板連接的作用，由立柱、橫梁、行走導(dǎo)輪及框架等組成，材料為20號工字鋼拼焊而成，結(jié)構(gòu)簡單，承載能力好。模板總成是關(guān)系混凝土襯砌質(zhì)量的關(guān)鍵部分，它由4片頂模、8片側(cè)模及4片底模組成，頂模、側(cè)模和底模之間用鉸座連接，通過使用操作液壓系統(tǒng)來完成立模、拆模、襯砌混凝土的任務(wù)。液壓系統(tǒng)由液壓泵站、液壓管路、液壓油缸、液壓操縱閥等組成，油泵的電動機(jī)功率為4kW，系統(tǒng)的工作壓力為16 MPa(最大壓力為20MPa)。其他附屬結(jié)構(gòu)包括機(jī)械螺旋千斤頂系統(tǒng)、工作平臺、樓梯等。
圖1 針梁式襯砌臺車正面
圖2 針梁式襯砌臺車側(cè)面
2.2、針梁臺車混凝土襯砌施工工藝流程（圖3）
圖3 施工工藝流程
2.3、針梁臺車工作原理
利用針梁臺車上安裝的4組油缸(分別是針梁前后豎向油缸、平移油缸、邊模油缸、頂模油缸)，完成立模、拆模工作。在頂模和邊模的對應(yīng)位置上安裝有螺旋千斤頂，待油缸伸出鋼模定位后，旋緊螺旋千斤頂，并減輕邊模、頂模油缸載荷。脫模時(shí)，先脫頂模，再脫左、右邊模，最后將底座豎向油缸向上頂，使整個(gè)針梁臺車向上運(yùn)動，底模便與混凝土脫離。
2.3.1、行走原理
針梁臺車的移動依靠卷揚(yáng)機(jī)來實(shí)現(xiàn)，采用相對運(yùn)動的原理，即先固定模板、移動針梁，再固定針梁、移動模板。在此值得注意的問題是，若上一循環(huán)針梁臺車的移動是先固定模板時(shí)，則在進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)時(shí)應(yīng)先移動針梁，待針梁固定之后才移動模板。如此反復(fù)循環(huán)，達(dá)到臺車整體不斷行走的目的。
2.3.2、定位原理
操縱針梁臺車豎向油缸，平移油缸作上、下、左、右運(yùn)動，可使針梁臺車作縱向、橫向調(diào)整。針梁臺車的縱向穩(wěn)定由底座豎向油缸支撐與抗浮千斤頂共同完成，而橫向穩(wěn)定裝置為安裝在前后抗浮架上的2對可定位的伸縮千斤頂，當(dāng)針梁臺車調(diào)整后旋緊千斤頂支撐針梁．就可以保證針梁臺車的橫向穩(wěn)定。
2.4、針梁臺車的操作要點(diǎn)
針梁臺車操作比較復(fù)雜，技術(shù)要求高，故必須在廠家安裝好針梁臺車并試車后，才能運(yùn)輸?shù)焦さ剡M(jìn)行拼裝。使用中要嚴(yán)格按照操作規(guī)程操作，防止操作失誤引起針梁臺車變形及其他機(jī)構(gòu)失靈。其操作要點(diǎn)是：
2.4.1、操作前應(yīng)先檢查油位情況及電路系統(tǒng)無異常情況后，在多人細(xì)心配合下方能起動操作，嚴(yán)防因魯莽操作導(dǎo)致發(fā)生重大的人身傷亡事故。
2.4.2、操作各油缸手柄時(shí)要平穩(wěn)加力。伸縮針梁前后端油缸時(shí)，前后、左右油缸的伸縮量要基本一致，如單邊或某一端的油缸伸縮量過大，易使模板整體重量偏移，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致針梁座滑下支撐底座。
2.4.3、使用卷揚(yáng)機(jī)前應(yīng)檢查機(jī)電各部分是否良好，確認(rèn)沒有問題后才能起動。
2.4.4、使用時(shí)要保證剎車系統(tǒng)良好，以保證模板移動時(shí)平穩(wěn)。
2.4.5、走模板時(shí)如出現(xiàn)發(fā)卡、走不動等現(xiàn)象，應(yīng)排除后再行走，不能利用慣性的方法拉動模板。
2.4.6、每澆完一倉砼后，要對整體模板所有聯(lián)接螺栓進(jìn)行檢查，防止螺栓出現(xiàn)松動；以及保證各機(jī)構(gòu)的聯(lián)接牢固，以保證針梁臺車的行走和襯砌的安全有效。
2.5、針梁臺車混凝土襯砌施工要點(diǎn)
2.5.1、模板工程
在針梁臺車行走至預(yù)定的襯砌位置前，應(yīng)先在支模前首先找平地面，即在針梁臺車前支承底座位置，將隧洞底板先澆筑混凝土墊層找平，以便安裝針梁支承底座時(shí)快速、平穩(wěn)。支承底座的高度，根據(jù)施工要求留有調(diào)節(jié)余量，以利針梁臺車針梁豎向油缸伸縮，調(diào)整模板的高度。針梁臺車依托行走機(jī)構(gòu)移動至需襯砌位置后，開始按照如下步驟進(jìn)行定位：
2.5.1.1、啟動液壓泵站，操作多路換向閥，先使豎向油缸上升或下降，測量使針梁臺車底部模板的高程、縱坡與隧洞需要襯砌的輪廓線重合；后使平移油缸左右伸縮，測量使針梁臺車底部模板的整個(gè)平面位置、中心線與隧洞需要襯砌的輪廓線重合。
2.5.1.2、擰緊針梁臺車的針梁的鎖緊機(jī)構(gòu)，使針梁框架和針梁連接在一起；螺旋千斤頂支撐至針梁模型端頭部位，使針梁臺車模板固定更加完整。
2.5.1.3、啟動液壓泵站，操作多路換向閥，先后操作邊模、頂模油缸，分別使針梁臺車的側(cè)向模板、頂部模板和襯砌斷面對位。
2.5.1.4、整個(gè)針梁臺車的外模全部對位后，鎖緊臺車內(nèi)部的螺旋千斤頂，使整個(gè)臺車行成一個(gè)牢固的整體。
2.5.2、在針梁臺車就位過程中，除操作人員嚴(yán)格按照程序進(jìn)行操作外，采用合理測量方法輔助定位是保證模型安裝質(zhì)量的重要手段，主要措施為：
2.5.2.1、立模前，在針梁臺車模板兩端頭標(biāo)記橫梁中點(diǎn)G，并在隧洞底板上放出隧洞中心線，在G點(diǎn)吊垂線，通過G點(diǎn)落在隧洞中心線上，起到初始定位的作用；同時(shí)，可以利用全站儀，對G點(diǎn)進(jìn)行精確的測量，得出G點(diǎn)與設(shè)計(jì)中線的差距，然后即可通過平移油缸調(diào)整整個(gè)針梁臺車的中線位置，使橫梁G點(diǎn)與設(shè)計(jì)隧洞中線重合。
2.5.2.2、根據(jù)針梁臺車與隧洞縱坡、設(shè)計(jì)標(biāo)高的關(guān)系，利用全站儀測量針梁臺車模板橫梁兩端與設(shè)計(jì)流水面的高度差，根據(jù)測出的高度差對針梁臺車模板高度通過豎向油缸調(diào)整，使整個(gè)臺車的高程位置與設(shè)計(jì)隧洞高程重合。
2.5.2.3、在高程和中線調(diào)整完畢后，通過全站儀測量全圓模型襯砌斷面，算出模型與設(shè)計(jì)內(nèi)模位置的差，通過邊頂模型調(diào)節(jié)油缸進(jìn)行內(nèi)外調(diào)整，使全圓模板襯砌斷面與設(shè)計(jì)襯砌輪廓線完全重合。以上對模板、中線與高程的調(diào)整均采用漸近法進(jìn)行。需特別提出的是：在進(jìn)行完高程調(diào)整后，應(yīng)及時(shí)復(fù)核先期調(diào)整好的中線位置是否偏移，如果因在高程調(diào)整過程中出現(xiàn)中線偏移，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行重新調(diào)整，直至使針梁臺車的全圓模板襯砌斷面調(diào)整至設(shè)計(jì)襯砌輪廓線，同時(shí)偏差要控制在規(guī)范允許的范圍內(nèi)。在模型就位完畢后，開始安裝模板兩端頂巖抗浮千斤頂，然后安裝針梁臺車兩端堵頭模板、止水帶，以及預(yù)埋件等。堵頭模板選用5 cm厚的木板，用壓緊角鋼將之固定在模板弧板上。最后認(rèn)真檢查各向支撐絲桿及抗浮機(jī)構(gòu)是否牢固，以及針梁臺車頂拱泵送管口與泵送管接合是否緊密等，然后進(jìn)行混凝土澆筑施工。
2.5.3、混凝土澆筑
2.5.3.1、在詳細(xì)檢查有關(guān)混凝土澆筑的準(zhǔn)備工作后，在基巖面上澆混凝土前，先均勻鋪上2～3 cm厚水泥砂漿；一次鋪設(shè)的砂漿面應(yīng)與混凝土澆筑強(qiáng)度相適應(yīng)。開始澆筑后，控制混凝土澆筑速度，要注意兩側(cè)邊墻的混凝土澆筑高度必須保持一致。底部、邊墻混凝土澆筑在滿足混凝土入倉強(qiáng)度時(shí)一律采用平澆法，泵送入倉，對稱均勻下料，人工平倉振搗；入倉混凝土應(yīng)隨澆、隨平倉、隨振搗，對稱分層勻速上升，兩側(cè)混凝土面高差控制在50 cm以內(nèi)。嚴(yán)禁因?yàn)橐粋?cè)澆筑過高而產(chǎn)生巨大的側(cè)向壓力，引起針梁臺車的整個(gè)變形失效。灌注過程中，先從模板最下排工作窗進(jìn)料，澆筑至混凝土快平齊工作窗時(shí)關(guān)閉工作窗，然后從第2排工作窗進(jìn)行灌注。以此類推，最后的封拱采用退管法或垂直法在壓力狀態(tài)下進(jìn)行�；炷凛斔捅帽仨毷褂玫退贆n進(jìn)行灌注，并隨時(shí)注意灌注口的壓力變化，避免因混凝土注滿后仍強(qiáng)行灌注而導(dǎo)致壓力過大使模板變形或爆模。針對針梁臺車全斷面一次澆筑成形的特點(diǎn)，在混凝土澆筑過程中還應(yīng)注意以下事項(xiàng)：
2.5.3.1.1、經(jīng)常性的檢查堵頭板，接縫處要堵塞密實(shí)，以免漏漿。
2.5.3.1.2、接好混凝土輸送端接頭，保證接頭緊密牢固。輸送管不得與針梁臺車模板固定，以免澆注混凝土?xí)r引起模板移位。
2.5.3.2、采用泵送混凝土?xí)r，灌注拱腰以下部分混凝土，坍落度宜控制在l2—14 cm。在底拱范圍因底模密閉、混凝土壓力等原因易產(chǎn)生氣泡而不易排出出現(xiàn)氣孔與麻面現(xiàn)象，對該處應(yīng)加強(qiáng)振搗，避免漏振或過振。灌注拱腰以上部分的混凝土，坍落度宜控制在l4～18 cm，并控制澆注速度，避免因速度過快而引起封頭損壞、側(cè)模板內(nèi)脹等�；炷翝沧⒌巾敳繒r(shí)應(yīng)減緩泵送速度，確保拱部密實(shí)。
2.5.3.3、拱頂設(shè)置溢漿孔，當(dāng)有混凝土從溢漿孔溢出時(shí)暫停泵送，間隔3～5min后再泵送一次。若泵送時(shí)混凝土從溢漿孔均勻泌出，則表明封頂混凝土已灌滿。
2.5.4、拆模及養(yǎng)護(hù)
針梁臺車在混凝土澆筑完畢后，待混凝土養(yǎng)護(hù)達(dá)到脫模時(shí)間，開始脫模，具體操作程序?yàn)椋?br />
2.5.4.1、松開針梁臺車內(nèi)部支撐的螺旋絲桿，啟動液壓泵站，操作多路換向閥，分別操作頂模油缸、側(cè)模油缸，使臺車的頂模和側(cè)模向下、向內(nèi)收縮。
2.5.4.2、操作多路換向閥，操作豎向油缸，使其向上升，從而使整個(gè)針梁臺車的外模模板與襯砌混凝土分離，達(dá)到整體全部脫模的目的。
2.5.4.3、針梁臺車移動前應(yīng)注意以下事項(xiàng)：
2.5.4.3.1、確認(rèn)針梁臺車周圍無其他工作人員和障礙物。
2.5.4.3.2、確認(rèn)針梁卡緊裝置已完全松開及針梁支撐千斤頂已拆除。
圖2 針梁臺車拆模示意圖
2.5.4.3.3、確認(rèn)模板油路與主油路已斷開。洞身混凝土養(yǎng)護(hù)采取噴水養(yǎng)護(hù)，在混凝土澆筑完畢后12～18 h開始，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14 d�；炷两Y(jié)構(gòu)面的保護(hù)按照相關(guān)技術(shù)要求執(zhí)行，避免表面造成損傷。
3、結(jié)束語
針梁臺車澆筑的混凝土結(jié)構(gòu)尺寸圓順，平整度及整體性好，襯砌形式滿足設(shè)計(jì)要求；施工質(zhì)量容易控制，操作工藝流程容易掌握，能夠形成程序化和標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)；其模板由液壓系統(tǒng)自動收模和支模，減少了支拆模板的人力。針梁臺車移動由卷揚(yáng)機(jī)牽引來完成，減少了不同澆筑倉面之間材料的倒運(yùn)工作，從而降低了施工的勞動強(qiáng)度，具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、工作循環(huán)快、工作效率高等優(yōu)點(diǎn)。
