CN104533456B - 一种超大断面硐室钢筋混凝土模筑施工的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及施工技术领域，具体来说是一种适用于大断面硐室的钢筋混凝土模筑施工的方法，该方法采用多立杆式衬砌台车，控制台架的整体刚度，以电动机驱动行走机构带动台车行走，利用液压油缸和螺旋千斤调整模板到位及收模的隧道混凝土成型，所述的多立杆式衬砌台车根据隧洞断面大小、工期及混凝土供应情况，采用边墙与拱部一起浇筑或拱墙分开浇筑的施工方法。本发明采用多立杆式衬砌台车，即可将边墙和拱部分开浇筑，也可边墙、拱部同时浇筑，节省工期、成本，减少了拼装次数及材料倒运，台车移动、定位速度快，便于人员操作；多立杆式台车采用全液压立收模，电机驱动配合轨道行走，易准确定位，制动方便，移动安全风险小，结构合理。

Description

一种超大断面硐室钢筋混凝土模筑施工的方法

[技术领域]

本发明涉及施工技术领域，具体来说是一种适用于大断面硐室及特大断面铁路、公路隧道的钢筋混凝土模筑施工的方法。

[背景技术]

一般的工程指挥大厅为典型的超大断面硐室，最大开挖断面为300㎡，由于指挥大厅作为工程核心所在及其结构功能要求，对衬砌混凝土表面平整度、衬砌施工缝、错台要求很高，由于其断面大，混凝土体积大，混凝土浇筑时侧压力大，对衬砌台架的整体强度、刚度要求很高，且衬砌台架移动和制作困难、台架稳定性难以保证，混凝土表面平整度要求高。

在硐室衬砌混凝土工程中，一般都设计有回填、固结等灌浆孔，为了使钻孔时不破坏混凝土内的结构钢筋，需要在混凝土内预埋灌浆导管，此种预埋灌浆管大多为铁管，必须在混凝土浇筑前进行安装、固定，待混凝土浇筑后再进行钻孔、灌浆施工。这种施工方法不仅耗时耗力，增大工程成本，而且对混凝土产生了一定程度的破坏，不利于工程质量，也加大了后期修补的工作量。

[发明内容]

本发明是在特大断面坑道式人防指挥所中使用多立杆式衬砌台车，成功解决上述的施工方式耗时耗力，成本较高等技术难题，设计一种超大断面硐室钢筋混凝土模筑施工的方法。

为了实现上述目的，设计一种超大断面硐室钢筋混凝土模筑施工的方法，该方法采用多立杆式衬砌台车，控制台架的整体刚度，以电动机驱动行走机构带动台车行走，利用液压油缸和螺旋千斤顶调整模板到位及收模的隧道混凝土成型，所述的多立杆式衬砌台车根据隧洞断面大小、工期及混凝土供应情况，采用边墙与拱部一起浇筑或拱墙分开浇筑的施工方法，该方法包括以下步骤：

a.洞内混凝土衬砌，台车准备；

b.施工准备，所述的施工准备包括中线水平检查、边墙基顶修凿、模板台车轨道铺设；

c.防水层施工；

d.钢筋绑扎；

e.台车行走及定位，所述的台车定位包括水平定位立模、拱部中心线定位立模、边墙模板净空定位、拱部模板固定成形；

f.灌注混凝土，所述的灌注混凝土包括洞外混凝土拌合站，砂、碎石存料隔仓，水泥拆包倒入发送器，砂石自动过磅计量，水泥自动过磅计量，外加剂自动计量、水自动计量、砂、石、水泥进入拌合机拌制砼、混凝土运至工作点进入混凝土泵、混凝土由Φ100mm输送管经拱顶前后中间输入口压入模板台车内；

g.脱模；

h.养护；

所述的多立杆式衬砌台车的台车面板中部设有门架，门架上部设有平移装置及升降油缸，升降油缸顶部设有顶模支架，顶模支架支撑顶模，门架侧边设有边模，边模及门架之间通过若干根边模丝杆及边模通梁支撑，边模丝杆上设有边模油缸，边模下部设有对地丝杠固定在混凝土上，台车长度为8米，台车轨距为15100mm，在台车下部的立柱中心距为2.64m，承载混凝土厚度1.35m。

所述的多立杆式衬砌台车中的模板采用钢模板，钢模板主要由顶模、左右边模、搭接模板、面板、弧形板、支撑角钢、立筋板、活动铰构成，活动铰将其分成几段，利用连接螺栓合成整体。

所述的顶模与门架之间安装时通过上部千斤顶支撑安装，门架下部与地面之间设有行走装置及下部千斤顶。

所述的施工准备步骤包括施工前检查基岩表面和施工接茬面，确保无松动岩块，表面洁净、无积水、积渣和油污，确定台车行走就位前的轨道安装，检查地面是否平整，铺设轨道，轨道选用P43kg/m型钢轨，高度为140mm，支承在200mm的枕木上，轨道必须固定，轨道中心距误差不大于10mm，轨道高程误差不得大于20mm，轨道中心与隧道中心误差不得大于20mm，枕木强度应满足承载要求，其截面为200mm×200mm，长度为600mm，铺设间距为500mm。

所述的台车行走步骤具体包括：台车安装完毕后，检测各部结构是否到位，检查各部位螺栓联结是否牢固，确定台车工作位置的轨面标高正确后，保证轨道相对隧道中心线对称，轨面平整，操作多路换向阀手柄，让侧向油缸收回，使下模总成回缩，收回竖向油缸，使上模总成下降，在油缸动作前，要缩回相应的托架支承千斤顶，在模板外侧涂抹脱模剂，旋回门架支承千斤顶，使其离开轨面，操作台车行走电器按钮，使台车在电机牵引下自动行走到工作位置，台车就位后，锁定行走轮，旋出基脚千斤顶撑紧钢轨，防止台车移动。

台车定位步骤包括合上模板台车的电源开关，按下油泵电机启动按钮，让液压站工作，配合测量人员，操作多路换向阀手柄，通过调整，使模板外形达到施工要求，操作多路换向阀手柄，让平移油缸工作，左右调节，使模板外形中心线与隧道中线重合，操作多路换向阀手柄，让竖向油缸工作，升降调节，使上模总成外形达到施工要求，操作多路换向阀手柄，让侧向油缸工作，伸缩调节，使下模总成外形达到施工要求。

所述的灌注混凝土采用混凝土搅拌车运输，输送泵泵送，其中拌制砼固的具体步骤为：

a.必须对称分层浇筑，每层厚度都不超过振动棒长的1.25倍，振捣密实又不超振，使用插入式振动器时，移动间距不应超过振动器作用半径的1.5倍，与侧模应保持5至10厘米的距离；插入下层混凝土5至10厘米；

b.振动完毕后，边振动边慢慢提出振动棒；

c.应避免振动棒碰撞模板、钢筋及其他预埋件；

d.对每一振动部位的振捣持续时间，使该部位混凝土停止下沉，不再冒出气泡，表面呈现平坦、泛浆；

e.靠模型板处，采用带孔捣固铲，将石子稍压离模板，再加以捣实；

f.使混凝土脱模强度达到2.5Mpa。

所述的脱模的具体步骤为：

a.待混凝土使混凝土脱模强度达到2.5Mpa时，撤除台车前后周边有关的模板，然后启动液压站工作；

b.收回侧向千斤顶，操作换向阀手柄，缩回侧向油缸，收回下模总成，使其离开混凝土；

c.收回竖向托架支承千斤顶，操作换向阀手柄，缩回竖向油缸，脱下上模总成，使其离开混凝土；

d.停止油泵电机；

e.清洗台车，除掉模板表面上粘接的混凝土。

本发明同现有技术相比，其优点在于：本发明采用多立杆式衬砌台车，即可将边墙和拱部分开浇筑，也可边墙、拱部同时浇筑，不仅可以节省工期，而且成本节约也十分可观，相比于同类工程使用的施工方法，减少了拼装次数及材料倒运，同时台车移动、定位速度快，便于人员操作；多立杆式台车在不考虑台车底部运输前提下，可将超大硐室衬砌台车设计为多立杆式，通过增加立杆，从而增加台车拱部钢模受力点，提高台车稳定性；多立杆式台车采用全液压立收模，电机驱动配合轨道行走，台车易准确定位，制动方便，移动安全风险小，结构合理。

[附图说明]

图1为本发明中的施工工艺流程图；

图2为本发明中的台车的正视图；

图3为本发明中台车的侧视图；

图中：1.顶模 2.顶模支架 3.升降油缸 4.平移装置 5.门架 6.边模 7.边模丝杠8.边模通梁 9.边模油缸 10.对地丝杠 11.上部千斤顶 12.行走装置 13.下部千斤顶；

指定图1作为本发明的摘要附图。

[具体实施方式]

下面结合附图对本发明作进一步说明，这种装置的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本方法采用多立杆式衬砌台车，控制台架的整体刚度，以电动机驱动行走机构带动台车行走，利用液压油缸和螺旋千斤顶调整模板到位及收模的隧道混凝土成型，多立杆式衬砌台车根据隧洞断面大小、工期及混凝土供应情况，采用边墙与拱部一起浇筑或拱墙分开浇筑的施工方法，多立杆式台车底部采用电机驱动，配合轨道行走，台车易准确定位，制动方便，移动安全风险小，满足大型机械设备和无砟轨道运输的要求，多立杆式衬砌台车一次衬砌长度达到8m，减少衬砌单位接缝，提高混凝土质量，以便于后期硐室装修工程施工。

多立杆式衬砌台车可根据隧洞断面大小、工期及混凝土供应情况等，采用边墙与拱部一起浇筑或拱墙分开浇筑的施工模式，施工方法转变灵活。在不考虑台车底部运输前提下，可将超大硐室衬砌台车设计为多立杆式，通过增加立杆，从而增加台车拱部钢模受力点，提高台车稳定性。钢模台车设计长度为8米，钢模台车设计时，承载混凝土厚度按按照拱肩最厚处1.35m设计校核。模台车面板伸缩系统采用液压传力杆，台车就位后采用丝杆承载，不采用行走轮承载。台车轨距15100mm，洞内零星材料起吊重量一般不超过3吨，浇筑段长8m。

台车定位模板采用钢模板，钢模板的作用是保持隧洞衬砌混凝土浇筑的外形及承担混凝土浇筑载荷。钢模板主要由顶模、左右边模、搭接模板、面板、弧形板、支撑角钢、立筋板、活动铰构成，活动铰将其分成几段，利用连接螺栓合成整体。

由于顶部受到混凝土自重、注浆孔封孔时的压力及施工载荷等载荷的作用，其受力比边部模板更大、结构要求更高。边部模板由于不受混凝土自重影响，仅受混凝土的侧压力及工作载荷等的影响，载荷较小，因此对模板的强度分析只考虑顶模部分。在衬砌时，模板承受混凝土自重及边墙侧压力，而模板的整体强度既有弧板、角钢、面板承受又有顶模架体与千斤顶支撑，以保证模板工作时的绝对可靠。

1.施工准备：

施工前检查基岩表面和施工接茬面，确保无松动岩块，表面洁净、无积水、积渣和油污。

2.台车行走就位前的轨道安装：

(1).确定安装的基准：按台车的总图要求，检查地面是否平整，如有坡度(一般为2％)，检查坡度是否满足设计要求，否则，轨道地基该挖则挖，该填则填，以保证安装的基准。

(2).铺设轨道：轨道选用P43kg/m型钢轨，高度为140mm，支承在200mm的枕木上，轨道必须固定；轨道中心距必须达到设计要求，误差不大于10mm；轨道高程误差不得大于20mm；轨道中心与隧道中心误差不得大于20mm；枕木强度应满足承载要求，其截面为200mm，长度为600mm,铺设间距为500mm。

3.台车行走和就位：

(1).台车安装完毕后，检测各部结构是否到位，检查各部位螺栓联结是否牢固，各联结鞘必须可靠且转动灵活，然后进行初步调试。要求各螺栓千斤顶动作可靠，各基本尺寸达到设计要求。

(2).确定台车工作位置的轨面标高正确后，保证轨道相对隧道中心线对称，轨面平整。

(3).准备工作完成后，台车即可就位，就位前让液压系统工作。

(4).操作多路换向阀手柄，让侧向油缸收回，使下模总成回缩。

(5).收回竖向油缸，使上模总成下降，在油缸动作前，要缩回相应的托架支承千斤顶。

(6).为方便脱模，要在模板外侧涂抹脱模剂。

(7).旋回门架支承千斤顶(基脚千斤顶)，使其离开轨面。

(8).操作台车行走电器按钮，使台车在电机牵引下自动行走到工作位置。

(9).台车就位后，锁定行走轮，旋出基脚千斤顶撑紧钢轨，防止台车移动。

4.台车模板定位：

(1).合上模板台车的电源开关，按下油泵电机启动按钮，让液压站工作，配合测量人员，操作多路换向阀手柄，通过调整，使模板外形达到施工要求。

(2).操作多路换向阀手柄，让平移油缸工作，左右调节，使模板外形中心线与隧道中线重合。

(3).操作多路换向阀手柄，让竖向油缸工作，升降调节，使上模总成外形达到施工要求。

(4).操作多路换向阀手柄，让侧向油缸工作，伸缩调节，使下模总成外形达到施工要求。

四个竖向油缸是由四个换向阀手柄控制，操作时四个油缸必须同步，下模总成两边的四个侧向油缸由两个换向阀控制，操作时注意每边油缸动作应该同步。两个台车标高控制拱顶标高控制。台车模板外形达成砼施工要求后，将托架支承千斤顶撑紧托架纵梁，把侧向千斤顶旋出，撑紧千斤顶连接梁，此时，上下模板总成结合密贴。

5.混凝土浇筑

仓面清洗、验收合格后进行混凝土灌注，混凝土采用混凝土搅拌车运输，输送泵泵送，原材料中粗骨料最大粒径不大于4cm，砂采用中粗砂，水泥标号不低于425#。砼塌落度8至12cm，为了降低水灰比，可在砼中加入减水剂，禁止使用已经初凝的砼。混凝土自进入砼输送车至卸车料时间不超过初凝时间，混凝土输送过程中要保证不发生离析，若运至灌注地点的混凝土有离析现象时，在灌注前进行二次搅拌。灌注砼时应注意对称灌注，左右高差不应大于0.5米。

6.砼捣固应遵照以下几条原则：

(1).必须对称分层浇筑，每层厚度都不超过振动棒长的1.25倍,振捣密实又不超振。使用插入式振动器时，移动间距不应超过振动器作用半径的1.5倍，与侧模应保持5至10厘米的距离；插入下层混凝土5至10厘米。

(2).振动完毕后，应边振动边慢慢提出振动棒。

(3).应避免振动棒碰撞模板、钢筋及其他预埋件。

(4).对每一振动部位的振捣持续时间，应以使该部位混凝土密实为止。密实的标志是混凝土停止下沉，不再冒出气泡，表面呈现平坦、泛浆。

(5).靠模型板处，应采用带孔捣固铲，将石子稍压离模板，再加以捣实。

(6).混凝土脱模强度必须达到2.5Mpa，脱模时间选择：夏季12—15小时，冬季15—24小时，脱模时间过早，可能拉坏砼；脱模时间应根据实际情况经常总结把握。

7.脱模

(1).待混凝土凝固到工程技术上要求的质量时，即可脱模。先撤除台车前后周边有关的模板，然后启动液压站工作。

(2).收回侧向千斤顶，操作换向阀手柄，缩回侧向油缸，收回下模总成，使其离开混凝土。

(3).收回竖向托架支承千斤顶，操作换向阀手柄，缩回竖向油缸，脱下上模总成，使其离开混凝土。

(4).停止油泵电机。

(5).清洗台车，除掉模板表面上粘接的混凝土。

承建的指挥大厅衬砌后净空为62m长×22m宽×14m高，衬砌厚度1至1.3m，在人防领域中为最大断面硐室。在该工程指挥大厅衬砌施工中采用多立杆式衬砌台车，由于采取了科学合理的施工方案，边墙、拱部混凝土内实外美，外观平滑，色泽均匀，做到了不渗不漏，工程优良率打100％，成为该工程的亮点部位，并取得良好的经济效益，且现场文明施工状况良好，受到业主的好评。

Claims (8)

1.一种超大断面硐室钢筋混凝土模筑施工的方法，其特征在于该方法采用多立杆式衬砌台车，控制台架的整体刚度，以电动机驱动行走机构带动台车行走，利用液压油缸和螺旋千斤顶调整模板到位及收模的隧道混凝土成型，所述的多立杆式衬砌台车根据隧洞断面大小、工期及混凝土供应情况，采用边墙与拱部一起浇筑或拱墙分开浇筑的施工方法，该超大断面硐室钢筋混凝土模筑施工的方法包括以下步骤：

a.洞内混凝土衬砌，台车准备；

b.施工准备，所述的施工准备包括中线水平检查、边墙基顶修凿、模板台车轨道铺设；

c.防水层施工；

d.钢筋绑扎；

e.台车行走及定位，所述的台车定位包括水平定位立模、拱部中心线定位立模、边墙模板净空定位、拱部模板固定成形；

f.灌注混凝土，所述的灌注混凝土包括洞外混凝土拌合站，砂、碎石存料隔仓，水泥拆包倒入发送器，砂石自动过磅计量，水泥自动过磅计量，外加剂自动计量、水自动计量、砂、石、水泥进入拌合机拌制砼、混凝土运至工作点进入混凝土泵、混凝土由Φ100mm输送管经拱顶前后中间输入口压入模板台车内；

g.脱模；

h.养护；

所述的多立杆式衬砌台车中的模板采用钢模板，钢模板主要由顶模、左右边模、搭接模板、面板、弧形板、支撑角钢、立筋板、活动铰构成，活动铰将其分成几段，利用连接螺栓合成整体。

2.如权利要求1所述的一种超大断面硐室钢筋混凝土模筑施工的方法，其特征在于所述的多立杆式衬砌台车的台车面板中部设有门架，门架上部设有平移装置及升降油缸，升降油缸顶部设有顶模支架，顶模支架支撑顶模，门架侧边设有边模，边模及门架之间通过若干根边模丝杆及边模通梁支撑，边模丝杆上设有边模油缸，边模下部设有对地丝杠固定在混凝土上，台车长度为8米，台车轨距为15100mm，在台车下部的立柱中心距为2.64m，承载混凝土厚度1.35m。

3.如权利要求2所述的一种超大断面硐室钢筋混凝土模筑施工的方法，其特征在于所述的顶模与门架之间安装时通过上部千斤顶支撑安装，门架下部与地面之间设有行走装置及下部千斤顶。

4.如权利要求1所述的一种超大断面硐室钢筋混凝土模筑施工的方法，其特征在于所述的施工准备步骤包括施工前检查基岩表面和施工接茬面，确保无松动岩块，表面洁净、无积水、积渣和油污，确定台车行走就位前的轨道安装，检查地面是否平整，铺设轨道，轨道选用P43kg/m型钢轨，高度为140mm，支承在200mm的枕木上，轨道必须固定，轨道中心距误差不大于10mm，轨道高程误差不得大于20mm，轨道中心与隧道中心误差不得大于20mm，枕木强度应满足承载要求，其截面为200mm×200mm，长度为600mm，铺设间距为500mm。

5.如权利要求1所述的一种超大断面硐室钢筋混凝土模筑施工的方法，其特征在于所述的台车行走步骤具体包括：台车安装完毕后，检测各部结构是否到位，检查各部位螺栓联结是否牢固，确定台车工作位置的轨面标高正确后，保证轨道相对隧道中心线对称，轨面平整，操作多路换向阀手柄，让侧向油缸收回，使下模总成回缩，收回竖向油缸，使上模总成下降，在油缸动作前，要缩回相应的托架支承千斤顶，在模板外侧涂抹脱模剂，旋回门架支承千斤顶，使其离开轨面，操作台车行走电器按钮，使台车在电机牵引下自动行走到工作位置，台车就位后，锁定行走轮，旋出基脚千斤顶撑紧钢轨，防止台车移动。

6.如权利要求1所述的一种超大断面硐室钢筋混凝土模筑施工的方法，其特征在于台车定位步骤包括合上模板台车的电源开关，按下油泵电机启动按钮，让液压站工作，配合测量人员，操作多路换向阀手柄，通过调整，使模板外形达到施工要求，操作多路换向阀手柄，让平移油缸工作，左右调节，使模板外形中心线与隧道中线重合，操作多路换向阀手柄，让竖向油缸工作，升降调节，使上模总成外形达到施工要求，操作多路换向阀手柄，让侧向油缸工作，伸缩调节，使下模总成外形达到施工要求。

7.如权利要求1所述的一种超大断面硐室钢筋混凝土模筑施工的方法，其特征在于所述的灌注混凝土采用混凝土搅拌车运输，输送泵泵送，其中拌制砼固的具体步骤为：

a.必须对称分层浇筑，每层厚度都不超过振动棒长的1.25倍，振捣密实又不超振，使用插入式振动器时，移动间距不应超过振动器作用半径的1.5倍，与侧模应保持5至10厘米的距离；插入下层混凝土5至10厘米；

b.振动完毕后，边振动边慢慢提出振动棒；

c.应避免振动棒碰撞模板、钢筋及其他预埋件；

d.对每一振动部位的振捣持续时间，使该部位混凝土停止下沉，不再冒出气泡，表面呈现平坦、泛浆；

e.靠模型板处，采用带孔捣固铲，将石子稍压离模板，再加以捣实；

f.使混凝土脱模强度达到2.5Mpa。

8.如权利要求1所述的一种超大断面硐室钢筋混凝土模筑施工的方法，其特征在于所述的脱模的具体步骤为：

a.待混凝土使混凝土脱模强度达到2.5Mpa时，撤除台车前后周边有关的模板，然后启动液压站工作；

b.收回侧向千斤顶，操作换向阀手柄，缩回侧向油缸，收回下模总成，使其离开混凝土；

c.收回竖向托架支承千斤顶，操作换向阀手柄，缩回竖向油缸，脱下上模总成，使其离开混凝土；

d.停止油泵电机；

e.清洗台车，除掉模板表面上粘接的混凝土。