摘要：钢模台车是一种为提高隧洞混凝土表面光洁度和混凝土浇筑进度，并降低劳动强度而设计制造的专用设备。溪洛渡右岸地下电站尾水隧洞边顶拱衬砌混凝土全部采用了钢模台车施工，经过近一年的运行，取得了良好的经济效益。
关键词：尾水隧洞；钢模台车；混凝土；施工技术
1 概述
1.1工程概况
溪洛渡右岸地下电站共布置3条尾水洞，采用“三机一洞”的布置型式，上游与尾水支洞间采用三合一“卜”形岔洞连接。④⑤尾水洞下游段分别与5＃、6＃导流洞结合连接，尾水洞与导流洞在平面上采用大角度交汇布置，并在交汇处设置岩塞。⑥尾水洞为独立布置。④尾水洞长530.457m，⑤尾水洞长660.294m，6＃尾水洞总长度为1737.007m。各尾水洞断面型式均为城门洞型，其中④⑤尾水洞衬砌后断面尺寸为18m×16.5m（宽×高），⑥尾水洞衬砌后断面为15m×20m（宽×高），均为钢筋混凝土衬砌，衬砌厚度Ⅱ类围岩为1.0m，Ⅲ类围岩为1.5m。
1.2混凝土施工方案选择
借鉴以往工程施工经验，长线路的水工隧洞宜采用钢模台车施工。因此，本工程尾水洞衬砌施工选择了钢模台车方案。
尾水洞洞身采用先底板后边顶的顺序进行施工。为满足施工进度安排及尾水洞本身的特点，④⑤尾水洞配置一部钢筋台车和一部边顶拱钢模台车进行混凝土衬砌施工。⑥尾水洞配置一部钢筋台车和一部边顶拱钢模台车进行混凝土衬砌施工。
两台钢模台车及钢筋台车均在各自洞内组装，钢筋绑扎完成后，钢筋台车用于灌浆施工；洞身混凝土衬砌结束后，将钢模台车拆除、回收。
2 钢模台车的结构特点及技术参数
2.1 结构特点
两台钢模台车均为穿行式结构，钢模台车分别由行走装置、台车架、液压系统、横移装置、顶模油缸装置、托架、模板组、侧模油缸、螺旋撑杆、平台、爬梯以及栏杆等部件组成。钢模台车纵剖面如图1所示。
图1 钢模台车剖面图
2.2 模板组成
模板由两块顶模和两块侧模构成横断面，顶模之间通过螺栓联成整体，侧模与顶模通过铰耳轴联接。模板由多块小模板组成，模板之间皆由螺栓联接，模板上开有呈“品”字形排列的工作窗，顶部安装有与输送泵接口的注浆装置。
2.3横移装置
钢模台车平移机构前后各一套，它支承在门架边横梁上，平移小车上的液压油缸与托架纵梁相连，通过油缸的伸缩来调整模板的竖向定位及脱模，水平方向的油缸用来调整模板的衬砌中心与隧洞中心是否对中。
2.4 行走机构
每台钢模台车布置有一套行走装置，它们铰接在门架纵梁上。钢模台车行走由两台10t的卷扬机配两个20t滑车牵引，⑤尾水洞12.83%纵坡段施工时增设2台8t的卷扬机。卷扬机布置在尾水洞底板上，其行走速度为8m/min，行走轮直径为300mm。
2.5 侧向液压油缸
侧向液压油缸主要是为模板脱模，同时起着支承模板的作用，最大推力为11t。
2.6侧向螺旋千斤顶
螺旋千斤顶用来支承、调节模板位置，承受浇筑混凝土时产生的压力。
2.7主要技术参数
1）两台钢模台车长度均为9m，⑥尾水洞钢模台车为整体式，④⑤尾水洞钢模台车为牵引分体式，由4.5m的两节组成
2）④⑤尾水洞钢模台车轨距为12m；成拱半径R=11.25m；⑥尾水洞钢模台车轨距为8m；成拱半径R=9.375m。
3）台车运行速度小于等于8m/min；液压系统工作压力为140kg/cm2；
4）④⑤尾水洞台车自重231t，⑥尾水洞钢模台车重200t，轨道均采用P50轨道。
3 台车工作原理
3.1 立模工作
台车通过行走机构在轨道上移动至待浇筑仓位，台车就位后，夹轨器夹紧轨道，确认台车和轨道无异常情况后锁定走轮。让平移油缸工作，水平调节，使模板外形中心线与隧洞中心重合；调节竖向油缸，使上模总成外形达到施工要求；8个竖向油缸是由8个换向阀手柄控制，操作时8个油缸必须同步工作。调节侧向油缸，使侧模总成外形达到施工要求；12个侧向油缸由两个换向阀控制，操作时每边6个油缸运行应该同步。模板全部就位后，再将各模板的锁定机构锁紧，即完成了立模工作。
3.2 脱模工作
混凝土浇筑完毕，混凝土达到一定强度后即可脱模，首先拆除端模板及松开侧向千斤顶（螺旋撑杆），启动液压调节系统，缩回侧向油缸，收回侧模总成，使模板离开混凝土墙体15～20cm。收回顶模支承千斤顶（螺旋撑杆），降下顶模油缸，降下顶模总成，使模板离开混凝土面10～15cm。全面完成并检查无误后，方可开始台车移位。
3.3平曲线段混凝土施工
④⑤尾水洞平曲线段施工时为满足转弯要求，将钢模台车拆分为两段，采用4.5m钢模台车浇筑，钢模台车加装上弯段模板（西瓜皮模板），整个转弯段由若干折线段平顺过渡代替弧形转弯。
4 钢模台车混凝土施工工艺流程及方法
4.1 施工工艺流程
施工工艺流程：施工准备→钢筋绑扎→钢模台车行走就位→模板就位→测量复测→堵头模板安装→混凝土浇筑→脱模→钢模台车行走至下一个仓位。
4.2施工方法
4.2.1施工准备
尾水洞钢模台车施工准备工作主要有钢筋绑扎及预埋件安装。钢筋绑扎及预埋件安装均利用简易钢筋台车进行，钢筋加工及绑扎均应提前进行。
4.2.2 钢模台车行走和就位
1）钢摸台车就位之前必须进行模板的清理和刷油。清理干净、刷完脱模油，钢模台车才能就位。
2）台车沿轨道移动至待浇仓位，调节横送油缸使模板与隧洞中心对齐，然后起升顶模油缸，顶模到位后把侧模用油缸调整到位，并把手动螺旋千斤顶及撑杆安装、上紧。施工前需测量放点，作为台车起升、张开控制点。钢模台车校正时，先将顶拱部分的柔性搭接与上一仓混凝土搭接严密锁定，再进行下游模板的校正。下游模板采用全站仪及垂线法进行校正。安装好钢模后，检查钢模台车周边与已浇筑混凝土的搭结处是否吻合，并用木楔将模板撑紧，使钢模台车周边与已浇筑混凝土的搭接严密，避免漏浆和错台。
4.2.3入仓方式
尾水洞边顶拱混凝土浇筑采用泵送入仓，在平直底板上布设2台拖泵，分别布置在靠近两侧边墙的适当位置；泵管沿台车架进行敷设，从隧洞顶拱堵头开孔部位水平伸入混凝土仓面内，仓内泵管采用1m短管，以便拆接，并辅以溜筒进行下料，溜筒距已浇混凝土面高度按照1.5m左右进行控制。
4.2.4混凝土浇筑
边顶拱混凝土应从下至上分层进行浇筑，分层厚度控制在30～40cm，左右对称均匀下料（两侧混凝土上升高差控制在80cm以内），防止模板向一侧整体移位。
4.2.5脱模及缝面处理
钢模台车脱模时间为混凝土浇筑完成24h后进行，具体脱模操作顺序为：拆除封堵模板→松开侧面手动螺旋撑杆→松开上部竖向撑杆→收侧模油缸→降下顶模油缸。脱模时须严格按钢模台车操作规程进行操作。
4.2.6钢模台车防变形措施
1）模板全部采用大块钢板拼装，考虑到台车周转次数较多，模板应有足够的刚度，以保证在浇筑混凝土和台车移动过程中不发生超过允许的变形，因此，面板全部选用8mm厚钢板。
2）台车使用时，应经常检查各部件螺栓、销子的松紧状态，所有的千斤顶是否已支撑到位，以免因模板加固件松动造成模板受力不均匀产生变形。
3）钢模台车浇筑混凝土时，要注意在浇筑侧边墙时，分层要适当，两侧要均衡上升，避免两侧因为混凝土浇筑速度及高度不均衡而造成台车整体发生倾斜，模板发生变形。
4）浇筑顶模时，收仓前的估料要准确，避免多余混凝土压进仓号，造成模板变形或跑模。遇顶拱超挖较大时，一次衬砌厚度应小于1.5m，剩余部分进行二次回填。
5 钢模台车工效分析
溪洛渡右岸尾水支洞采用钢管桁架施工，其断面小于尾水主洞，浇筑长度均为9m，其与尾水主洞钢模台车施工比较如下：
1）从统计工期结果分析：采用钢管桁架施工，每完成一个衬砌段需工期25天，而尾水主洞钢模台车完成一个衬砌段只需7天。
2）从用工分析：采用钢管桁架施工，每完成一个衬砌段需耗用400个工日，而尾水主洞钢模台车完成一个衬砌段只需耗用140个工日。
综上所述，采用钢模台车浇筑的工效比传统的钢管桁架高300%，工期比钢管桁架节约2/3，所用人力只占过去的1/3。
6 结束语
1）溪洛渡右岸地下电站尾水洞中投入的两台钢模台车均由中国水利水电第十四工程局有限公司设计、制造，重达231/200吨，浇筑断面18m×16.5m/15m×20m，其规模居全国前列。
2）钢模台车是水工隧洞衬砌常用的浇筑工具，具有一次投入大，运行简单，混凝土成型好，快速、高效等特点。溪洛渡右岸电站两台钢筋台车及两台钢模台车的投入施工不仅提高了施工效率，降低了劳动强度，更重要的是大大提高了混凝土的浇筑质量，同时也节约了成本。
作者简介：
王继孝（1983-）：男，陕西佳县人，工程师，主要从事水利水电施工技术工作。
鲁 翔（1982-）：男，湖北襄阳人，工程师，主要从事水利水电工程项目管理工作。
论文作者:王继孝1,鲁翔2
论文发表刊物:《基层建设》2015年31期
论文发表时间:2016/9/27
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