针梁式钢模台车在阿拉沟水库输水隧洞混凝土衬砌的应用

针梁式钢模台车在阿拉沟水库输水隧洞混凝土衬砌的应用

万志刚

万志刚

吐鲁番地区水资源管理中心新疆吐鲁番市838000

[摘要]阿拉沟水库灌溉放水洞为加快施工进度,结合全圆断面的施工特点,灌溉放水洞平直段采用了全圆针梁穿行式钢模台车进行混凝土衬砌。通过对针梁台车的运用和改进,有效地提高了引水隧洞混凝土的衬砌速度,并确保了工程质量。

[关键词]灌溉放水洞；阿拉沟水库；针梁式钢模台车；混凝土衬砌

1、工程概况

阿拉沟水库灌溉放水洞布置在河床左岸，主要承担工业园区、灌溉和南山矿区供水任务，由进口引渠、检修闸井段、有压隧洞段、工作闸井段和出口明渠段、底流消能段组成，全长为585.7m。

阿拉沟灌溉放水洞洞身段全长340m，起讫里程桩号0+000～0+340，桩号0+000~0+010和0+340~0+330为渐变段（2.2*2.2m的方形变为2.2m的圆形），桩号0+064~0+98.43为圆弧转弯段（圆心角α=60°半径R=30m）,其余为直径2.2m的平直段。设计坡度3％，结构型式为圆形，净空直径为2.2m。采用钢筋混凝土衬砌。衬砌厚度为40cm。灌溉放水洞平直段采用针梁式钢模台车进行混凝土衬砌，渐变段和转弯段采用普通模板施工。

2、针梁式全圆钢模衬砌台车结构原理

2.1针梁式全圆钢模衬砌台车结构原理

全圆针梁式钢模台车总长12m，衬砌长度5m。主要由模板、针梁总成、梁框总成、水平和垂直对中调整螺杆、8台2.2KW附着式振捣器、20cm高挡头钢模一块，7个入料窗口（模板底部中心距梁匡10cm处左右各一个，模板中部左右各一个，模板中部距下游挡头80cm处左右各一个，顶部正中位置一个，窗口大小40*40cm），7个50*50cm封仓口等。模板由左边顶模、右边顶模、底模三块组成，模板间用螺栓、合页联接；针梁总成总长12m，它是钢模的受力支撑平台和台车行走的轨道；梁框总成它的下部与底模用电焊焊接，构成一个门框式构架，在框架上、下部安装有行走轮系，针梁从门框内穿过，框架上都是安装边模、顶模伸缩螺旋丝杆的支承面；水平和垂直对中调整机构安装在针梁中部、左上部，右上部、顶部各安装有8个螺旋可伸缩丝杆与针梁连接，左中部螺旋丝杆、左上部螺旋丝杆、顶部螺旋丝杆的伸缩可使左上半模板上升和下降，以便模板垂直方向和负轴距方向的对中调整，从而完成左上边模的脱模和立模，右中部、有上部的螺旋丝杆，以便模板垂直方向和正轴距方向的对中调整，从而完成右上边模的脱模和立模；模板的行走是用4个32t的千斤顶支起针梁从而使模板在针梁这个轨道上前后行走。详见图1。

图1：针梁式钢模台车结构图

2.2针梁式全圆钢模衬砌台车工作原理

2.2.1台车定位原理

是靠前后4个32t的千斤顶和左右支撑钢管进行纵向、横向、水平的调整。

2.2.2台车行走原理

安装在针梁上的挂钩于模板上的挂钩用手拉葫芦连接，先支起模板把针梁拉到一段，再支起针梁去掉模板的支撑搅动手拉葫芦使其模板前后行走。

2.2.3台车稳定原理

解决纵向稳定问题，下有预先加工的钢板底座与千斤顶支撑，上有抗浮圆木固定，使针梁和钢模紧密地结合在一起，增加了整个台车的稳定性，旋紧千斤顶，支撑针梁，保证台车横向稳定。

2.3针梁式全圆钢模衬砌台车运行原理

2.3.1安装工序

台车安装的原则为:总体由内向外分层、先构件后设备，单节由下向上。安装顺序为底模→底模拖架→针梁→梁框→边模。

注意事项：底模就位后要进行调整，使每组模板间缝隙、错台调整到规范允许的范围内，并用螺栓连接牢固；针梁安装时必须使螺栓连接牢固，必须用8.8级高强螺栓,同时要保证针梁上的轨道平直，调试要求针梁、模板牵引自如，无卡滞现象。

2.3.2调试

调试前先保证设备润滑良好，现场调试主要做合模、脱模及钢模的行走。调试过程中要检查系统工作是否正常、模板轮廓尺寸是否符合规范、各连接是否牢固等。调试完毕后要对台车的轴线进行校核。

3、施工工艺流程及操作要点

3.1施工工艺流程

台车施工洞身衬砌按照“横向分节、环向整体、分段流水”的原则进行浇筑施工，横向分节长度5米进行流水作业。首先清底施工和钢筋绑扎，其次浇筑混凝土，依次循环。钢筋绑扎是在洞外预制洞内安装。混凝土采用JS1100型自动计量拌和站拌和,6m3混凝土罐车运输,HBT60型输送泵入仓，横向由内向外，垂直自下而上对称水平分层浇筑；底部利用两个浇注窗垂直浇注，两次利用侧边模板四个浇筑窗依次后退浇筑，顶拱混凝土以“冲天炮”方式入仓；顶拱采用4台2.2KW附着式振动器振捣，底拱采用4台2.2KW附着式振动器和1.1KW插入式振动棒联合振捣，分层厚度50cm，附着式振动器按照振捣器振幅有效半径布置。边拱采用采用1.1KW插入式振动棒分层振捣。混凝土浇筑结束16-18h后钢模可以脱模，脱模的顺序为：收缩左半边螺旋丝杆→收缩有半边螺旋丝杆→去掉抗浮圆木→去掉左右稳固钢管→升起前后4个千斤顶→移动钢模进入下一仓。脱模后模板，刷脱模剂，养护已经浇筑的混凝土，养护时间不少于7d。

3.2施工操作要点

3.2.1台车操作主要注意事项。

①每个工作循环后要检查各部位螺栓、销子松紧状态，对各种连接件进行检查紧固。

②丝杆千斤顶要定期润滑。

③钢模台车行走时，针梁模板间应无风、水管、电线等障碍物。

④如非特殊必要尽量避免台车长距离空行走。

⑤每次移动后，必须将台车调整到左右平衡，针梁水平，中线在一条直线上。

3.3.2混凝土浇筑主要注意事项

①混凝土一定要保持连续浇筑，避免超过混凝土终凝时间的中断，形成冷缝。

②输送泵应尽量靠近工作面，避免浇筑顶仓时压力过大作成输送泵损坏或形成堵管。

③必须要对称浇筑，两侧混凝土面高差不得大于50cm，防止左右不平衡形成台车的偏移或转动。

④底拱的混凝土浇筑速度要控制在不宜过快，避免在一个仓口长时间浇筑，防止台车的整体和一端上浮。

⑤附着式振动器同时开启的数量不宜过多，防止震动过大造成各连接间变松。

4、结语

针梁式钢模台车作为一项较为先进的施工技术，自从鲁布革工会曾首先使用以来，其优越性已得到人们的普遍认可，它结构安全可靠，伸缩灵活，运行平稳，操作简便。大大提高了隧洞衬砌混凝土施工的机械化程度，对于加快工期，提高工作效率是十分有效的，有必要大力推广。但由于受制作成本费用以及外形尺寸的不可变性的影响，使其推广应用受到限制。尤其在水利工程中，几乎没有几个几何尺寸完全相同的隧洞工程，因此，他的高昂的制作成本费必须在一个工程中一次摊销，使得一些中小工程望尘莫及。故因从结构设计上进一步该井和完善，使其更具适用性和通用性，以降低其使用造价，以便在水利工程中普遍推广。

参考文献

[1]戴秋光，张海燕全断面针梁式钢模台车在天生桥二级水电站Ⅲ号引水隧洞施工中的应用《华北水利水电学院学报》2005年02期22-24[2]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;人民长江,2004,35(7):15-16

[3]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]；四川水力发电，2004，23[B06]；115-117

[4]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.