引水隧洞平洞弯、直段全圆液压钢模台车施工工法(水利水电,附示意图)

'引水隧洞平洞弯、直段全圆液压钢模台车施工工法中国xxx工程局有限公司1.前言在当前水利水电工程中，引水隧洞全圆平洞直线段的混凝土衬砌工程采用钢模台车施工已经非常普遍，但在弯段、直段共存的全圆平洞混凝土衬砌工程中进行钢模台车施工困难较大，如果采用目前的施工方法有如下缺陷：1、针梁式台车因为有等于模板长度两倍以上的针梁机构，就其运行特点单靠平移机构来通过平洞弯段都很困难，在弯段进行浇筑衬砌施工就更加困难。2、穿行式台车理论上也可在平洞弯直段施工，但其在施工中安装多段模板反复穿行连接工作量和难度都很大，极不易保证施工质量，施工经验表明全圆平洞断面弯、直段混凝土衬砌不宜推行穿行式台车施工技术。3、现行一般的施工方法为在平洞直段部分采用全圆钢模台车施工，弯段部分采用搭架立拱常规小钢模的方法进行施工，由于使用多种施工方法造价高而且施工速度缓慢。为了解决上述问题，中国水利水电第十工程局在老挝XX1-2水电站泄洪（兼导流）洞弯、直段混凝土衬砌施工中研制出了一种平洞弯、直段全圆液压钢模台车系统，该系统在全圆平洞混凝土衬砌施工中，它的模板可以在平洞直段施工，也可以整体分段变小折线在平洞弯段施工，当平洞弯段施工完毕后，它的模板又可由分段小折线变回直线重新在平洞直段施工，从而提高施工速度，另一方面弯段、直段混凝土衬砌都采用同一台钢模台车施工，也大大降低了施工成本。该施工方法于2009年4月2日通过中国xxxx建设集团公司鉴定，同时形成全圆平洞弯、直段钢模台车工法，解决了弯段、直段共存的全圆平洞混凝土衬砌工程施工进度缓慢、成本高的技术难题，在我国水利水电工程及其它行业类似平洞施工中有较大的推广应用前景。2.工法特点引水隧洞平洞弯、直段全圆液压钢模台车系统是一种创新，有利于提高我国隧洞混凝土衬砌技术水平适用性强：平洞弯、直段全圆液压钢模台车施工技术能用于各类断面的隧洞混凝土施工。提高施工速度、节约成本：由于平洞弯段、直段混凝土衬砌都采用同一台钢模台车施工，避免了传统方法在平洞弯段施工时受到的各种制约因素，有利于提高施工速度，也大大降低了施工成本。3.适用范围广泛应用于存在弯段、直段的全圆平洞混凝土衬砌施工。4.工艺原理在已开挖成洞后清理好的隧洞底板上安装轨道，轨道每段长度按照台车浇筑模板长度制作，轨道在弯、直段的洞段也按照弯、直段的设计尺寸布置，平洞弯、直段全圆液压钢模台车施工时在轨道上行走，在钢模台车前部超前绑扎待浇筑混凝土仓内的钢筋，台车移位进入仓号，拆掉台车底部与模板长度一致的轨道，台车就位撑模，安装挡头模板（包括止水等设施），台车浇筑混凝土（台车采用泵送混凝土入仓浇筑），台车脱模，进行下一个循环施工。-16- 1.施工工艺流程及操作要点5.1平洞弯、直段全圆液压钢模台车施工工艺流程图台车设计、制作台车安装轨道安装钢筋、止水及沥青模板安装台车车移位到仓号、拆除一段模板长度轨道，撑模混凝土浇筑台车脱模台车移位，到下一仓号图5.1平洞弯、直段全圆液压钢模台车施工工艺流程图5.2操作要点5.2.1台车设计、制作1、台车中梁的设计、制作中梁是模板和行走装置的支撑基础件，中梁为二段或三段铰接连接，平洞直段施工时中梁相邻两段成直线连接固定，平洞弯段施工时相邻两段成折线以设计夹角固定。2、模板系统设计、制作台车模板分为主模板和拼缝模板，模板通过液压油缸及定位丝杆与中梁连接，主模板按平洞直径设计制作，分为顶模、侧模和底模。顶模由固定在中梁上部的液压油缸支撑操作。侧模为两边各一块，侧模上端与顶模两边活动销铰连接，下端与底模搭接，侧模由固定在中梁两侧的液压油缸操作。底模由固定在中梁下部的液压油缸支撑操作。主模板沿洞轴线方向分为二段或三段，每段模板由液压油缸和定位丝杆固定在中梁上，相邻两模板有约300mm~600mm的间距，留出了主模板变折线的空间，每段模板设计长度以3m~6m为基础长度，模板基础长度减去变折线空间间距的二分之一就是每段模板实际长度，主模板之间由专门设计制作的两种拼缝模板连接，台车在直段施工时由直段拼缝模板连接，台车在弯段施工时由弯段拼缝模板连接，台车模板与中梁之间设置有调平机构，如果模板在施工中发生横向偏移，操作调平机构解决。3、行走装置设计、制作台车行走装置由三组主轮、两组辅助轮组成，主轮为轨轮形式，辅助轮为钢制光面轮形式。行走装置安装在中梁前后两端，可以在直段和弯段轨道上行走，台车前轮为两组主轮，设置在中梁前端一边一组，由电动机和减速机带链轮操作行走，后轮一组主轮设在中梁的后端的中部，主轮两边各设置了一组辅助轮（两辅助轮夹角宜为60°-16- ），主轮设计有转向机构可以在弯段、直段轨道上行走，台车整体随着轨轮在弯道上转向，达到了在平洞弯道施工的目的，台车两组前轮在已经安装好的轨道上行走，后轮主轮和两边辅助轮都在已经浇筑好的混凝土面上行走，为防止后轮压伤混凝土面，后轮主轮在工具式轨道（分小段制作，在已经浇筑成形的底板混凝土中线往前交替安放）上行走，两边辅助轮在制作好的槽钢上行走（分小段制作，在已经浇筑成形的底板混凝土两边往前交替安放），辅助轮在轮轴线方向可以伸缩移位，在弯道上行走调整方便。后轮主轮可以横向位移，台车在弯道施工时可以用其功能调整自身位置，以便台车在弯道施工时精确定位。4、轨道的设计、制作台车前轮轨道每段长度制作为模板长的长度，其形状制作为直段和弯段两种轨道（弯段外侧与内侧轨道按照设计图取长度尺寸）。台车后主轮轨道为工具式，设计制作要考虑便于人工安放，辅助轮行走槽钢要按照槽宽大于轮面宽度的10%选型，制作也要考虑安放轻便。5、定位与防浮装置设计台车模板都设置有定位丝杆，当液压油缸将模板支撑操作到位时，将定位丝杆支撑到位锁紧。台车前后端都必须设计防浮丝杆千斤，另外在底模的前后端要设置与地锚锁紧的拉模螺栓。5.2.2施工准备测量放线按照设计图确定台车施工轨道高程、位置后，首先进行轨道支座（支墩）和轨道的安装施工。5.2.3台车安装台车各个部件制作完毕后，先在工厂进行试组装，经组装检查各部件尺寸合格后，分部件编号运到工地现场安装。安装调试顺序如下:1、先在开挖清理完毕的底板上安设轨道支座（支墩）和轨道。2、安装行走轮装置和中梁桁架，这时要将底模预先放在中梁下部。3、模板系统安装，先安装顶模，后挂装侧模，最后安装底模。4、液压及辅助系统安装，安装液压油缸，液压控制台，液压管路和阀，辅助系统如电机和线路、定位丝杆等完成安装。5、空载试运转，启动液压系统，检查液压油缸和油管路及控制电路液压系统是否正常，试运行时让台车按照工作程序空载试运转几次，确认无误后方可正式运行。5.2.4施工方法1.施工布置引水隧洞平洞弯、直段全圆液压钢模台车施工时在轨道上行走，轨道安装在开挖清理好的平洞底部（大型台车轨道安装在已浇筑的混凝土基础上），轨道在平洞弯、直段的安装要根据平洞弯度的设计尺寸布置，大型钢模台车施工其前部可布置一台能在弯、直段轨道上行走的钢筋车，钢模台车在钢筋车后边约两个模板长的距离，台车施工时采用泵送混凝土入仓，在离钢筋车前方约30m~50m外布置混凝土泵，混凝土泵安装点要避开底板清理和轨道安装工作面，混凝土由现场混凝土拌合楼生产，再由混凝土搅拌运输车送到洞内混凝土泵料斗，钢模台车施工所需钢筋、木材等材料由工地库房及加工场供应。2.施工顺序1）安装台车前轮轨道，按模板长度分段安装，弯段按弯道轨道线弧长以模长为基准分外弧长度和内弧长度安装轨道，让弯段轨道形成和平洞弯道一致的弧线弯道。2）在台车前部超前绑扎待浇筑混凝土钢筋，由于混凝土结构有单层钢筋和双层钢筋设计，如是单层钢筋结构，设置的轨道底部可高于钢筋面，这时各仓号全断面钢筋可同时完成，台车就位后只拆掉轨道。如是双层钢筋结构，设置的轨道底部可高于外层钢筋面，外层钢筋可绕过已经安装的轨道全部绑扎完毕，内层钢筋先绑扎边顶拱钢筋，底板轨道部位暂时不绑扎，台车就位后拆掉轨道，绑扎底部内层钢筋。3）启动电动机移动台车到浇筑位置，利用台车模板平移机构及后轮横调装置使台车就位，再由定位丝杆锁定，抽掉模板部位的轨道（如是双层钢筋设计绑扎该部位的内层底板钢筋）。4）台车支撑模板到位，先由液压油缸支撑顶模上升到位，再由液压油缸支撑侧模到位，最后由液压油缸将底模支撑到位，当主模板安装完毕后，在平洞弯段施工时，就可安装拼缝模板（直段施工拼缝模板已经随主模板操作，不单独重复安装），模板就位完毕后，将台车防浮机构安装就位，最后安装台车挡头模板。-16- 5）台车浇筑混凝土由混凝土搅拌运输车运输，由混凝土泵泵送入仓，混凝土施工完毕达到强度后，确定挡头模板等设施对台车不形成障碍，台车模板开始脱模，如果在弯段施工，首先要拆掉拼缝模板，再进行主模板的拆除。主模板脱模顺序为第一步先拆掉底模定位丝杆（防浮机构松开），由液压油缸将底模脱模拉起定位在中梁底部，第二步先拆掉侧模定位丝杆，由液压油缸将侧模脱模收起定位在中梁两侧旁边（在弯段施工时台车侧模脱模的每一步都要考虑松开拼缝模板后才能脱开主模板），第三步先拆掉台车顶模定位丝杆，由液压油缸收缩台车顶模下降脱模，至此台车模板脱模工作全部完成，确定所有定位防浮机构松开，台车行走无障碍后，准备下一个工序的施工。3.施工规定1）施工时要严格按照《水工混凝土施工规范》，《水电水利工程模板施工规范》执行。2）轨道安装轨道钢制支座（支墩）在设计的轨道中线上按规定间距埋设，弯段支墩间距为直段的二分之一，轨道的接头必须在钢支座（支墩）上，弯道内、外轨分段长度要安设计图弧长制作，安装轨道允许偏差见表5.2.4轨道安装精度误差表。表5.2.4轨道安装精度误差表项目允许偏差（mm）平洞直段平动弯段两轨与标准面高差±3+3~5（外高内低）轨距±5±3轨道中心线±5±3支点间轨道变形±3±2轨道接头错缝±1±0.53）钢筋绑扎平洞开挖必须按照规范执行，为后一步的钢筋安装到位提供条件，平洞直段开挖超欠挖必须在规定范围之内，而平洞弯段开挖将超挖控制在规定范围之内，不得有欠挖。钢筋安装留出的保护层设计距离在平洞直段时注意要留出模板位移的位置，又要保证保护层的尺寸，而在平洞弯段时不得占用设计保护层空间。4）台车混凝土施工工地实验室根据台车施工情况，提前做好混凝土配方试验。当台车施工的平洞顶拱跨度大于10m时，隧洞顶拱混凝土脱模强度要由工地实验人员配合现场施工人员一起做实验，精确掌握台车的脱模时间，在保证质量的情况下提高施工进度，台车施工衬砌后的混凝土洒水养护按规定进行。混凝土浇筑拌和要严格按照混凝土配合比设计结合砂石骨料实验成果提供的配料单称量拌制，配料称量的误差在规范规定的范围内。入仓混凝土要人工平仓，在浇筑仓内用Φ2"软轴插入式振捣器进行振捣，必要时用台车附着式振捣器配合施工。台车模板必须随时清除与模板粘接的混凝土，还要将溜槽和台车内混凝土清理干净，以免混凝土积留太多而增加台车负载。台车在每次浇筑前模板必须仔细检查，一切无误后，刷上脱模剂。5）混凝土入仓要求台车在浇筑施工时，混凝土在台车两侧入仓速度必须受控，两侧混凝土面高差不得大于0.5m，平洞弯段浇筑时不得大于0.3m，混凝土顶拱满仓时，封拱泵送要稍缓慢压力不可太大，以免台车受损。1.材料、机具设备本工法中需采用的材料、机具设备如表6-1，表6-2所示：-16- 表6-1材料表名称型号单位数量备注轨道24kg/m~43kg/mm由工地需要确定数量轨道支座[16~[20m由工地需要确定数量表6-2机具设备表名称型号单位数量备注钢模台车自制台1可供全圆平洞弯、直段施工。自卸汽车15T台3拌和站HZS60座1装载机ZL50台1混凝土罐车6~8m3台4混凝土泵HBG80台1振捣器Φ2″台5电焊机BBX500台3弯筋机GW40B台1断筋机YS90L-2台11.质量控制7.1台车施工前，实验室要作好台车施工混凝土配合比实验各项参数。7.2设立专职质检员，对台车施工各个环节进行监督检查，一旦发生质量问题，立即通知有关部门进行整改，并要及时作好记录，作为评定施工质量的基本资料。7.3台车制作要有专人进行质量检查，经预组装检查合格后，再运到现场安装。7.4所有台车施工用的设备，包括混凝土生产，运输，振捣，钢筋制作，安装焊接设备均在使用前、使用中保持完好并有备用数量，机械设备要有专人使用，维护，修理，严格按照机械设备操作规范执行。7.5台车施工所用的钢筋，水泥，沙石骨料，添加剂等材料，必须满足设计和规范要求，台车施工混凝土的拌制必须满足工地实验室提供的配料要求。7.6台车施工工程质量的检查，必须遵守部颁质量检查制度和规范，按《水工混凝土施工规范》、《水电水利工程模板施工规范》有关条款执行。2.安全措施8.1认真贯彻“安全第一，预防为主”的方针，根据国家有关规定、条例，结合施工单位实际情况和工程的具体特点，组成专职安全员和班组兼职安全员以及工地安全用电负责人参加安全生产管理网络，执行安全生产责任制，明确各级人员的职责，抓好工程的安全生产。8.2施工现场按符合防火、防风、防雷、防洪、防触电等安全施工要求进行布置，并完善布置各种安全标识。8.3氧气瓶与乙炔瓶隔离存放，严格保证氧气瓶不沾染油脂，乙炔发生器有防止回火的安全装置。8.4台车用电照明及用电设备线路，须按规范进行安装，使用。特别要消除触电事故的发生。8.5-16- 施工现场的临时用电严格按照《施工现场临时用电安全技术规范》的有关规定执行。电缆线路应采用“三相五线”接线方式，电气设备和电气线路必须绝缘良好。8.1台车内施工通道通畅、平台搭设要稳固，上下层之间必须封闭，凡工作空间不得进行重叠交叉作业。8.2机械设备操作要严格按机械设备安全操作规程执行。8.3建立完善的施工安全保证体系，加强施工作业中的安全检查，确保作业标准化、规范化。1.环保措施9.1成立对应的施工环境卫生机构，在工程施工过程中严格遵守国家和地方政府下发的有关环境保护的法律法规，加强对工程材料、设备、废水、生产生活垃圾、弃渣的控制和治理。9.2将施工场地和作业限制在工程建设允许的范围内，合理布置、规范围挡，做到标牌清楚、齐全，各种标识醒目，施工场地整洁文明。9.3在施工区域内，在保证工程顺利进行的同时严格控制各种废油、废液的排放以减少对水质和周边环境的污染。9.4保持动力机械良好的运行状态，所有设备适时维修，避免不良设备部件振动产生的强大声音。9.5避免在工地区域内对环境造成不必要的破坏，尽量减少对施工环境周围野生动物的滋扰。2.效益分析弯、直段共存的全圆平洞混凝土衬砌工程应用全圆平洞弯、直段钢模台车施工方法与人工组立小模板混凝土浇筑施工方法比较，施工效果差异主要集中在施工进度、施工安全和施工成本上，在中、大型项目上更为突出，见表10-1。表10-1施工方法比较表施工方法项目人工组立小模板弯、直段钢模台车施工成本投入大较大施工安全系数较低高施工质量较低高施工难度大小施工速度慢快以下以老挝XX1-2水电站泄洪（兼导流）洞压力洞段混凝土浇筑采用全圆平洞弯、直段钢模台车施工方法与常规小模板施工方法相比较分析。本工程泄洪（兼导流）洞压力洞段设计为圆形断面，引水纵坡i=0.16%，衬砌后直径为φ12m，混凝土衬砌厚度为0.7m～1m，采用双层钢筋布置，洞长264.5m，其中有104.5m为R=150m平面转弯段，混凝土工程量为12,600m3，钢筋制安530t。10.1经济效益老挝XX1-2水电站泄洪（兼导流）洞压力洞段混凝土浇筑全圆平洞弯、直段钢模台车与普通模板的经济效益对比，见表（10.1-1)。-16- 表10.1-1全圆平洞弯、直段钢模台车与普通模板的经济效益对比表全圆平洞弯、直段钢模台车与普通模板的经济效益对比表单位:人民币(元)序号项目名称单位数量单价（元）合计（元）备注一全圆平洞弯、直段钢模台车工期为2.5月1钢模台车制安t12011,300135,6002技术人员工日15038057,0002人,2.5个月3中国民工工日2,700154415,80036人,2.5个月4当地劳务工日3,00042126,00040人,2.5个月小计1,954,800二普通模板工期为6.5月1普通模板m2684500342,0002脚手架t30.393,25098,767.5折旧50%计算3技术人员工日390380148,2002人,6.5个月4中国民工工日12,6751541,951,95065人,6.5个月5当地劳务工日9,75042409,50050人,6.5个月小计2,950,418三一与二相差995,618四管理费开支节约月4459,4701,837,880设备费节约月4150,000600,000混凝土施工运输设备合计(三～五)3,073,49810.2社会效益10.2.1社会影响：由于工期的提前，为中国水电承包商在老挝市场赢得了声誉。10.2.2安全方面：Φ12m平洞弯、直段全圆液压钢模台车施工全过程无安全事故发生，这是常规模板施工不易达到的。10.2.3质量方面：钢模台车施工洞壁光滑平整，成洞成形偏差在施工规范之内。。10.2.4人才培养方面：培养锻炼了一批平洞弯、直段液压钢模台车施工技术人才。10.2.5技术推广方面：老挝XX1-2水电站将泄洪（兼导流）洞Φ12m压力洞段混凝土衬砌采用平洞弯、直段全圆液压钢模台车施工经验推广到甲岩水电站Φ6.5m引水隧洞砼衬砌工程和老挝南坎2水电站Φ10m导流洞砼衬砌中，取得了圆满成功。可见引水隧洞平洞弯、直段全圆液压钢模台车施工技术在今后的隧洞施工中将得到广泛运用。-16- 1.应用实例11.1老挝XX1-2水电站泄洪（兼导流）洞砼衬砌工程11.1.1工程概况老挝XX1-2水电站（NAMLIK1-2Project）位于老挝XXXX中部、XX河左岸一级支流南俄河的支流XX河上，坝址距老挝首都万象公路里程约132km。该电站是我国在老挝人民民主共和国以BOOT方式承建的以发电为主的水利水电枢纽工程，该工程由混凝土面板堆石坝、溢洪洞、泄洪（兼导流）洞、引水发电系统、2座均质土副坝工程等组成，混凝土面板堆石坝最大坝高约103m，电站装机2×50MW，工程总投资1.49亿美元，工程等别为一等大（1）型。该工程泄洪、导流为右岸泄洪（兼导流）洞，由进口引渠、进水塔、压力洞段、工作门井、无压洞段和出口明渠段组成。泄洪（兼导流）洞压力洞段设计为圆形断面，引水纵坡i=0.16%，衬砌后直径为Φ12m，混凝土衬砌厚度为0.7m～1m，采用双层钢筋布置，洞长264.5m，其中有104.5m为R=150m平面转弯段，混凝土工程量为12600m3，钢筋制安530t（见图11.1.1-1）。该工程项目业主为中国水电对外公司，工程总承包商为中国水利水电第十工程局有限公司。图11.1.1-1泄洪（兼导流）洞平面布置图泄洪(兼导流)洞在电站合同签约开工后离节点完成工期只有一年，开挖贯通后留给混凝土浇筑时间仅为3个月，泄洪(兼导流)洞如不能按期完工实现电站施工导流，承包商将承担巨大的违约经济损失和信誉损失（节点工期延误赔偿损失为42000美元/d），泄洪(兼导流)洞混凝土衬砌工作时段已经成了工程能否按期导流的最关键工期，承包商研究分析了泄洪(兼导流)洞混凝土衬砌采用人工常规模板施工和钢模台车施工的方案：1、采用人工常规模板施工的方法可以完成大型平洞弯、直段全圆断面的混凝土衬砌施工，但工期将耗时六个月以上，用工的人数为台车施工的三倍数量，这种方法施工不但安全上不易保证，工期也不能满足，经过分析该方案不可行。2、采用钢模台车施工的方法比较可行，在当前全圆断面直段混凝土浇筑衬砌采用台车施工已经非常普遍，但在全圆断面弯段进行钢模台车施工困难较大，如果采用目前的施工方法有如下缺陷：1）针梁式台车因为有等于模板长度两倍以上的针梁机构，就其运行特点单靠平移机构来通过平洞弯段都很困难，在弯段进行浇筑衬砌施工就更加困难。2）穿行式台车理论上也可在平洞弯直段施工，但其在施工中安装多段模板反复穿行连接工作量和难度都很大，极不易保证施工质量，施工经验表明全圆平洞弯、直段混凝土衬砌不宜推行穿行式台车技术。为了解决上述问题，项目部决定泄洪(兼导流)洞混凝土衬砌压力洞段混凝土衬砌采用研究设计制作的一种平洞弯、直段全圆液压钢模台车施工系统（下称Φ12m平洞弯、直段全圆液压钢模台车-16- ），该系统在全圆平洞混凝土衬砌施工中，它的模板可以在平洞直段施工，也可以整体分段变小折线在平洞弯段施工，当平洞弯段施工完毕后，它的模板又可由分段小折线变回直线重新在平洞直段施工，从而提高施工速度，另一方面弯段和直段混凝土衬砌都采用同一台钢模台车施工，也大大降低了施工成本，这就是本课题研究的主要任务和目的。根据课题思路和任务，十局项目部设计制作了模板长为9.2m（浇筑模长为9m），Φ2m全圆平洞弯、直段都可以施工的液压钢模台车（见图11.1.1-2）。图11.1.1-2Φ12m平洞弯、直段全圆液压钢模台车施工平面示意图11.1.2施工布置Φ12m平洞弯、直段全圆液压钢模台车（1）施工时在43kg/m轨道上行走，轨道安装在平洞底部已浇筑的混凝土基础上，轨道在弯、直段的平洞段也根据弯、直段的设计尺寸布置，钢模台车前部布置一台可在弯、直段轨道上行走的钢筋车（2），钢模台车在钢筋车后边约两个模板长的距离，台车施工时采用泵送混凝土入仓，在离钢筋车前方约30~50m外布置一台HBG80型混凝土泵（3），混凝土泵安装点要避开底板清理和轨道安装工作面，泵送混凝土经穿过钢筋车底部混凝土泵管到台车的中梁上部平台的集料仓中，然后由集料仓经各分料溜管到台车两边各窗口入仓，混凝土由现场HL150－2S2000型混凝土拌合楼生产，再由8m3/次混凝土搅拌运输车（4）送到平洞钢模台车和钢筋车的前部混凝土泵料斗，钢模台车施工所需钢筋、木材等材料由工地库房及加工场供应（见图11.1.2）。图11.1.2Φ12m平洞弯、直段全圆液压钢模台车施工布置图11.1.3台车设计Φ12m平洞弯、直段全圆液压钢模台车重约120t，模板直径Φ2m，长度为9.2m，主要为中梁、模板、行走装置及轨道和液压、丝杆系统组成。1、台车中梁的设计中梁为三段铰接连接，中梁相邻两段间距为300mm，各段间通过铰接销轴和连接块可以成直线连接固定，也可以成相邻两折线以设计夹角固定，它是使模板能变夹角小折线适合平洞弯段施工的基础件，本项目根据其台车的中梁与常规钢模台车不同，设计出特殊形式的台车中梁结构（见图11.1.3-1）、（见图11.1.3-2）。-16- 图11.1.3-1Φ12m平洞弯、直段全圆液压钢模台车中梁图示图11.1.3-2Φ12m平洞弯、直段全圆液压钢模台车中梁铰接图示2、模板系统设计台车模板分为主模板和拼缝模板，主模板为按全圆洞直径设计制作的模板，分为顶模、侧模和底模，顶模由液压油缸操作并通过平移系统与中梁连接，两边侧模与顶模两边通过活动销铰连接，由固定在中梁两侧的液压油缸操作，底模由固定在中梁底部的液压油缸操作，主模板沿洞轴线方向分为三段，每段设计基础长度为3m，每段模板固定在中梁上，相邻两模板有约30mm的间距，留出了主模板变折线的空间，主模板之间由专门设计制作的两种拼缝模板连接（见图11.1.3-3），台车在直段施工时由直段拼缝模板连接，台车在弯段施工时由弯段拼缝模板连接。图11.1.3-3Φ12m平洞弯、直段全圆液压钢模台车拼缝模板照3、行走装置及轨道设计-16- 台车行走装置由三组主轮、两组辅助轮组成，主轮为轨轮形式，辅助轮为钢制光面轮形式。行走装置安装在中梁前后两端，可以在直段和弯段轨道上行走，轨道为43kg钢轨，台车前轮为两组主轮，设置在中梁前端一边一组，由电动机和减速机带链轮操作行走（见图11.1.3-4），后轮一组主轮设在中梁的后端的中部，主轮两边各设置了一组辅助轮（两辅助轮夹角为55°），主轮设计有转向机构可以在弯段、直段轨道上行走，台车整体随着轨轮在弯道上转向，达到了在平洞弯道施工的目的，台车两组前轮在已经安装好的轨道上行走，后轮主轮和两边辅助轮都在已经浇筑好的混凝土面上行走，为防止后轮压伤混凝土面，后轮主轮在工具式轨道（为43kg钢轨，分小段制作，在已经浇筑成形的底板混凝土中线往前交替安放）上行走，两边辅助轮在制作好的[16槽钢上行走（分小段制作，在已经浇筑成形的底板混凝土两边往前交替安放），辅助轮在轮轴线方向可以伸缩移位，在弯道上行走调整方便。后轮主轮可以横向位移，台车在弯道施工时可以用其功能调整自身位置，以便台车在弯道施工时精确定位。图11.1.3-4Φ12m平洞弯、直段全圆液压钢模台车前轮行走装置图示11.1.4台车施工方法1、安装台车前轮轨道，直段按模板长度9m一段安装，弯段按弯道轨道线弧长以9m模长为基准分外弧长度和内弧长度安装轨道，让弯段轨道形成和平洞弯道一致的R=150m弧线弯道。2、在台车前部超前绑扎待浇筑混凝土钢筋，由于设计考虑，外层钢筋可绕过已经安装的轨道全部绑扎完毕，内层钢筋先绑扎边顶拱钢筋，底部台车轨道位置暂时不绑扎。3、启动电动机移动台车到浇筑位置，利用台车模板平移机构及后轮横调装置使台车就位，再由定位丝杆锁定，抽掉模板部位的9m轨道，绑扎该部位的内层底部钢筋。4、台车支撑模板到位，先由液压油缸支撑顶模上升到位，再由液压油缸支撑侧模到位，最后由液压油缸将底模支撑到位，当主模板安装完毕后，在平洞弯段施工时，就可安装拼缝模板（直段施工拼缝模板已经随主模板操作，不单独重复安装），模板就位完毕后，将台车防浮机构安装就位，最后安装台车挡头模板。5、台车浇筑混凝土由8m3搅拌运输车运输，混凝土选用一台HBG80混凝土泵泵送，混凝土施工完毕达到强度后，确定挡头模板等设施对台车不形成障碍后，台车模板开始脱模，第一步先拆掉底模定位丝杆，由液压油缸将底模脱模拉起定位在中梁底部，第二步先拆掉侧模定位丝杆，由液压油缸将侧模脱模收起定位在中梁两侧旁边（在弯段施工时台车侧模脱模的每一步都要考虑拆除拼缝模板后才能脱开主模板），第三步先拆掉台车顶模定位丝杆，由液压油缸收缩顶模下降脱模，至此台车模板脱模工作全部完成，确定所有定位防浮机构松开，台车行走无障碍后，准备下一个工序的施工。11.1.5台车应用效果2008年6月23日老挝XX1-2水电站泄洪（兼导流）洞有压洞段Φ12m平洞弯、直段全圆液压钢模台车开始施工浇筑，至2008年9月15日施工完成，泄洪(兼导流)洞混凝土衬砌工程比计划工期提前15天完成。该Φ12m平洞弯、直段全圆液压钢模台车安装28d，拆除15d(台车安装拆除不占直线工期)，衬砌施工84d，台车浇筑模长为9m一段，平均施工速度为52h/段，最高速度为39h/段，与常规模板施工相比，工期节省4个月以上，隧洞衬砌混凝土表面光洁，弯、直洞段交接面平整，台车施工未留下裂纹、冷缝、蜂窝麻面等缺陷，工程施工质量得到业主的好评。11.2铅厂水电站引水隧洞砼衬砌工程-16- 11.2.1工程概述铅厂水电站位于云南省昆明市禄劝县境内的普渡河下游，大坝左岸属中屏乡辖区，右岸属九龙乡辖区。电站厂房经中屏乡距禄劝县城公路里程约99km，距昆明公路里程约174km（昆明—禄劝—团街—中屏—小河口电站—电站厂房）。铅厂水电站是以发电为主的水电枢纽工程，为引水式电站，电站装机容量2×57MW，发电限制死水位1221.00m，正常蓄水位1230.00m，设计洪水位1228.77m（P=2%），校核水位1232.09m（P=0.2%），总库容2284.2万m3，水库具有日调节能力。铅厂水电枢纽工程等别为Ⅲ等，工程规模为中型，永久性主要建筑物级别为3级，次要建筑物为4级，临时性建筑物为5级。枢纽布置主要由建筑物碾压混凝土重力坝、发电引水隧洞、调压井、压力管道、厂房及升压站等组成。项目承建施工的铅厂水电站发电引水隧洞为砼全断面衬砌圆形，合同施工隧洞长约1525m，衬后断面尺寸为Φ6.5m，衬砌厚度50cm~55cm，隧洞有R=100m弯段1个，长度为60m。项目部根据老挝XX1-2水电站泄洪(兼导流)洞混凝土衬砌施工经验，决定采用Φ6.5m平洞弯、直段全圆液压钢模台车施工系统进行本引水隧洞砼衬砌施工，该系统在全圆平洞混凝土衬砌施工中，它的模板可以在平洞直段施工，也可以整体分段变小折线在平洞弯段施工，当平洞弯段施工完毕后，它的模板又可由分段小折线变回直线重新在平洞直段施工，从而提高施工速度，另一方面弯段和直段混凝土衬砌都采用同一台钢模台车施工，也大大降低了施工成本。根据课题思路和任务，十局项目部设计制作了模板长为10.7m（浇筑模长为10.5m），Φ6.5m全圆平洞弯、直段都可以施工的液压钢模台车（见图11.2.1）。图11.2.1Φ6.5m平洞弯、直段全圆液压钢模台车施工平面示意图11.2.2施工布置Φ6.5m平洞弯、直段全圆液压钢模台车施工时在38kg/m轨道上行走，轨道安装在平洞底部已浇筑的混凝土基础上，轨道在弯、直段的平洞段也根据弯、直段的设计尺寸布置，台车施工时采用泵送混凝土入仓，在离台车前方约60~80m外布置一台HB-60型混凝土泵，混凝土泵安装点要避开底板清理和轨道安装工作面，泵送混凝土经混凝土泵管到台车两边各窗口入仓，最后到台车顶部入仓，混凝土由现场900型混凝土搅拌站生产，再由6m3/次混凝土搅拌运输车送到平洞钢模台车的前部混凝土泵料斗，钢模台车施工所需钢筋、木材等材料由工地库房及加工场供应。11.2.3台车设计Φ6.5m平洞弯、直段全圆液压钢模台车重约75t，模板直径Φ6.5m，长度为10.5m，主要为中梁、模板、行走装置及轨道和液压、丝杆系统组成。1、台车中梁的设计中梁为2段铰接连接，中梁两段间距为300mm，2段间通过铰接销轴和连接块可以成直线连接固定，也可以成相邻两折线以设计夹角固定，它是使模板能变夹角小折线适合平洞弯段施工的基础件。2、模板系统设计-16- 台车模板分为主模板和拼缝模板，主模板为按全圆洞直径设计制作的模板，分为顶模、侧模和底模，顶模由液压油缸操作并通过平移系统与中梁连接，两边侧模与顶模两边通过活动销铰连接，由固定在中梁两侧的液压油缸操作，底模由固定在中梁底部的液压油缸操作，主模板沿洞轴线方向分为2段，每段设计基础长度为5.25m，每段模板固定在中梁上，相邻两模板有约30mm的间距，留出了主模板变折线的空间，主模板之间由专门设计制作的两种拼缝模板连接，台车在直段施工时由直段拼缝模板连接，台车在弯段施工时由弯段拼缝模板连接。3、行走装置及轨道设计台车行走装置由三组主轮、两组辅助轮组成，主轮为轨轮形式，辅助轮为钢制光面轮形式。行走装置安装在中梁前后两端，可以在直段和弯段轨道上行走，轨道为38kg钢轨，台车前轮为两组主轮，设置在中梁前端一边一组，由电动机和减速机带链轮操作行走（见图11.2.3），后轮一组主轮设在中梁的后端的中部，主轮两边各设置了一组辅助轮（两辅助轮夹角为50°），主轮设计有转向机构可以在弯段、直段轨道上行走，台车整体随着轨轮在弯道上转向，达到了在平洞弯道施工的目的，台车两组前轮在已经安装好的轨道上行走，后轮主轮和两边辅助轮都在已经浇筑好的混凝土面上行走，为防止后轮压伤混凝土面，后轮主轮在工具式轨道（为38kg钢轨，分小段制作，在已经浇筑成形的底板混凝土中线往前交替安放）上行走，两边辅助轮在制作好的[14槽钢上行走（分小段制作，在已经浇筑成形的底板混凝土两边往前交替安放），辅助轮在轮轴线方向可以伸缩移位，在弯道上行走调整方便。后轮主轮可以横向位移，台车在弯道施工时可以用其功能调整自身位置，以便台车在弯道施工时精确定位。图11.2.3Φ6.5m平洞弯、直段全圆液压钢模台车前轮行走装置图示11.2.4台车施工方法1、安装台车前轮轨道，直段按模板长度10.5m一段安装，弯段按弯道轨道线弧长以10.5m模长为基准分外弧长度和内弧长度安装轨道，让弯段轨道形成和平洞弯道一致的R=100m弧线弯道。2、在台车前部超前绑扎待浇筑混凝土钢筋，由于设计考虑，外层钢筋可绕过已经安装的轨道全部绑扎完毕，内层钢筋先绑扎边顶拱钢筋，底部台车轨道位置暂时不绑扎。3、启动电动机移动台车到浇筑位置，利用台车模板平移机构及后轮横调装置使台车就位，再由定位丝杆锁定，抽掉模板部位的10.5m轨道，绑扎该部位的内层底部钢筋。4、台车支撑模板到位，先由液压油缸支撑顶模上升到位，再由液压油缸支撑侧模到位，最后由液压油缸将底模支撑到位，当主模板安装完毕后，在平洞弯段施工时，就可安装拼缝模板（直段施工拼缝模板已经随主模板操作，不单独重复安装），模板就位完毕后，将台车防浮机构安装就位，最后安装台车挡头模板。5、台车浇筑混凝土由6m3搅拌运输车运输，混凝土选用一台HBG80混凝土泵泵送，混凝土施工完毕达到强度后，确定挡头模板等设施对台车不形成障碍后，台车模板开始脱模，第一步先拆掉底模定位丝杆，由液压油缸将底模脱模拉起定位在中梁底部，第二步先拆掉侧模定位丝杆，由液压油缸将侧模脱模收起定位在中梁两侧旁边（在弯段施工时台车侧模脱模的每一步都要考虑拆除拼缝模板后才能脱开主模板），第三步先拆掉台车顶模定位丝杆，由液压油缸收缩顶模下降脱模，至此台车模板脱模工作全部完成，确定所有定位防浮机构松开，台车行走无障碍后，准备下一个工序的施工。11.2.5台车应用效果2010年1月12日铅厂水电站引水隧洞Φ6.5m平洞弯、直段全圆液压钢模台车开始施工浇筑，至2010年12月10日施工完成，引水隧洞混凝土衬砌工程比计划工期提前3个月完成，与常规模板浇筑比较节约费用110万元（考虑工期节约的费用）。该Φ-16- 6.5m平洞弯、直段全圆液压钢模台车安装20d，拆除12d，台车浇筑模长为10.5m一段，平均施工速度为48h/段，最高速度为39h/段，与常规模板施工相比，工期节省3个月以上，隧洞衬砌混凝土表面光洁，弯、直洞段交接面平整，台车施工未留下裂纹、冷缝、蜂窝麻面等缺陷，工程施工质量得到业主的好评。11.3老挝南坎2水电站导流洞砼衬砌工程11.3.1工程概况南坎2水电站位于老挝南勃拉邦东南方向约30km，南坎河与湄公河汇合口上游68km处，为二等工程，工程规模为大（2）型。坝址以上流域面积为5167km2，坝址多年平均流量67.0m3/s。水库正常蓄水位EL.475.00m，相应总库容6.862亿m3，死水位465m，调节库容2.291亿m3，电站装机130MW。南坎2水电站导流洞布置于大坝右岸，由进口引渠、进口闸体、隧洞洞身段及出口明渠组成，进口明渠长53.4m，出口明渠长35.21m，洞身段长522.39m，导流洞成型断面Φ10m，，导流洞在平面上布置了一个转弯段，转弯半径80m，转角22.70°。导流洞采用全断面钢筋混凝土衬砌，根据地质条件衬砌厚度分为四类：1.2m、1m、0.8m和0.6m。该工程项目业主为中国水利水电集团公司，工程总承包商为中国水利水电第十工程局有限公司。项目部根据老挝XX1-2水电站泄洪(兼导流)洞混凝土衬砌施工经验，决定采用Φ10m平洞弯、直段全圆液压钢模台车施工系统进行本引水隧洞砼衬砌施工，该系统在全圆平洞混凝土衬砌施工中，它的模板可以在平洞直段施工，也可以整体分段变小折线在平洞弯段施工，当平洞弯段施工完毕后，它的模板又可由分段小折线变回直线重新在平洞直段施工，从而提高施工速度，另一方面弯段和直段混凝土衬砌都采用同一台钢模台车施工，也大大降低了施工成本。十局项目部设计制作了模板长为9.2m（浇筑模长为9m），Φ10m全圆平洞弯、直段都可以施工的液压钢模台车（见图11.3.1）。图11.3.1Φ10m平洞弯、直段全圆液压钢模台车施工平面示意图11.3.2施工布置Φ10m平洞弯、直段全圆液压钢模台车（1）施工时在43kg/m轨道上行走，轨道安装在平洞底部已浇筑的混凝土基础上，轨道在弯、直段的平洞段也根据弯、直段的设计尺寸布置，钢模台车前部布置一台可在弯、直段轨道上行走的钢筋车（2），钢模台车在钢筋车后边约两个模板长的距离，台车施工时采用泵送混凝土入仓，在离钢筋车前方约30~50m外布置一台HBG80型混凝土泵（3），混凝土泵安装点要避开底板清理和轨道安装工作面，泵送混凝土经穿过钢筋车底部混凝土泵管到台车的中梁上部平台的集料仓中，然后由集料仓经各分料溜管到台车两边各窗口入仓，混凝土由现场900型混凝土拌合楼生产，再由8m3/次混凝土搅拌运输车（4）送到平洞钢模台车和钢筋车的前部混凝土泵料斗，钢模台车施工所需钢筋、木材等材料由工地库房及加工场供应（见图11.3.2）。-16- 图11.3.2Φ10m平洞弯、直段全圆液压钢模台车施工布置图11.3.3台车设计Φ10m平洞弯、直段全圆液压钢模台车重约100t，模板直径Φ10m，长度为9.2m，主要为中梁、模板、行走装置及轨道和液压、丝杆系统组成。1、台车中梁的设计中梁为三段铰接连接，中梁相邻两段间距为300mm，各段间通过铰接销轴和连接块可以成直线连接固定，也可以成相邻两折线以设计夹角固定，它是使模板能变夹角小折线适合平洞弯段施工的基础件，本项目根据其台车的中梁与常规钢模台车不同，设计出特殊形式的台车中梁结构（见图11.3.3-1）、（见图11.3.3-2）。图11.3.3-1Φ10m平洞弯、直段全圆液压钢模台车中梁图示图11.3.3-2Φ10m平洞弯、直段全圆液压钢模台车中梁铰接图示2、模板系统设计-16- 台车模板分为主模板和拼缝模板，主模板为按全圆洞直径设计制作的模板，分为顶模、侧模和底模，顶模由液压油缸操作并通过平移系统与中梁连接，两边侧模与顶模两边通过活动销铰连接，由固定在中梁两侧的液压油缸操作，底模由固定在中梁底部的液压油缸操作，主模板沿洞轴线方向分为三段，每段设计基础长度为3m，每段模板固定在中梁上，相邻两模板有约30mm的间距，留出了主模板变折线的空间，主模板之间由专门设计制作的两种拼缝模板连接，台车在直段施工时由直段拼缝模板连接，台车在弯段施工时由弯段拼缝模板连接。3、行走装置及轨道设计台车行走装置由三组主轮、两组辅助轮组成，主轮为轨轮形式，辅助轮为钢制光面轮形式。行走装置安装在中梁前后两端，可以在直段和弯段轨道上行走，轨道为43kg钢轨，台车前轮为两组主轮，设置在中梁前端一边一组，由电动机和减速机带链轮操作行走（见图11.3.3-3），后轮一组主轮设在中梁的后端的中部，主轮两边各设置了一组辅助轮（两辅助轮夹角为55°），主轮设计有转向机构可以在弯段、直段轨道上行走，台车整体随着轨轮在弯道上转向，达到了在平洞弯道施工的目的，台车两组前轮在已经安装好的轨道上行走，后轮主轮和两边辅助轮都在已经浇筑好的混凝土面上行走，为防止后轮压伤混凝土面，后轮主轮在工具式轨道（为43kg钢轨，分小段制作，在已经浇筑成形的底板混凝土中线往前交替安放）上行走，两边辅助轮在制作好的[16槽钢上行走（分小段制作，在已经浇筑成形的底板混凝土两边往前交替安放），辅助轮在轮轴线方向可以伸缩移位，在弯道上行走调整方便。后轮主轮可以横向位移，台车在弯道施工时可以用其功能调整自身位置，以便台车在弯道施工时精确定位。图11.3.3-3Φ10m平洞弯、直段全圆液压钢模台车前轮行走装置图示11.3.4台车施工方法1、安装台车前轮轨道，直段按模板长度9m一段安装，弯段按弯道轨道线弧长以9m模长为基准分外弧长度和内弧长度安装轨道，让弯段轨道形成和平洞弯道一致的R=80m弧线弯道。2、在台车前部超前绑扎待浇筑混凝土钢筋，由于设计考虑，外层钢筋可绕过已经安装的轨道全部绑扎完毕，内层钢筋先绑扎边顶拱钢筋，底部台车轨道位置暂时不绑扎。3、启动电动机移动台车到浇筑位置，利用台车模板平移机构及后轮横调装置使台车就位，再由定位丝杆锁定，抽掉模板部位的9m轨道，绑扎该部位的内层底部钢筋。4、台车支撑模板到位，先由液压油缸支撑顶模上升到位，再由液压油缸支撑侧模到位，最后由液压油缸将底模支撑到位，当主模板安装完毕后，在平洞弯段施工时，就可安装拼缝模板（直段施工拼缝模板已经随主模板操作，不单独重复安装），模板就位完毕后，将台车防浮机构安装就位，最后安装台车挡头模板。5、台车浇筑混凝土由8m3搅拌运输车运输，混凝土选用一台HBG80混凝土泵泵送，混凝土施工完毕达到强度后，确定挡头模板等设施对台车不形成障碍后，台车模板开始脱模，第一步先拆掉底模定位丝杆，由液压油缸将底模脱模拉起定位在中梁底部，第二步先拆掉侧模定位丝杆，由液压油缸将侧模脱模收起定位在中梁两侧旁边（在弯段施工时台车侧模脱模的每一步都要考虑拆除拼缝模板后才能脱开主模板），第三步先拆掉台车顶模定位丝杆，由液压油缸收缩顶模下降脱模，至此台车模板脱模工作全部完成，确定所有定位防浮机构松开，台车行走无障碍后，准备下一个工序的施工。11.3.5台车应用效果-16- 2012年2月12日老挝坎2水电站导流洞Φ10m平洞弯、直段全圆液压钢模台车开始施工浇筑，至2012年8月30日施工完成，导流洞混凝土衬砌工程比计划工期提前20d完成。该Φ10m平洞弯、直段全圆液压钢模台车安装28d，拆除15d(台车安装拆除不占直线工期)，衬砌施工120d，台车浇筑模长为9m一段，平均施工速度为52h/段，最高速度为39h/段，与常规模板施工相比，工期节省3个月以上，与常规模板浇筑比较节约费用120万元（考虑工期节约的费用）。导流洞隧洞衬砌混凝土表面光洁，弯、直洞段交接面平整，台车施工未留下裂纹、冷缝、蜂窝麻面等缺陷，工程施工质量得到业主的好评。-16-'