道路橋梁論文發(fā)表隧道中心水溝移動(dòng)模架設(shè)計(jì)

　　摘要：本文通過(guò)對(duì)自行設(shè)計(jì)和加工的隧道中心水溝移動(dòng)模架在梧山隧道施工中使用的實(shí)例分析，該方法優(yōu)化了隧道中心水溝施工工藝，實(shí)現(xiàn)了中心水溝一次性整體澆筑完成，從中心水溝移動(dòng)模架在施工進(jìn)度、成本和施工質(zhì)量控制方面所發(fā)揮的作用進(jìn)行了總結(jié)，為類(lèi)似工程的標(biāo)準(zhǔn)化施工提供參考。

　　關(guān)鍵詞：中心水溝,移動(dòng)模架,設(shè)計(jì),應(yīng)用

　　一、引言

　　傳統(tǒng)的中心水溝施工由于無(wú)統(tǒng)一工法規(guī)定，施工方法多種多樣，主要采用木模和組合鋼模施工。工藝循環(huán)多為模板組裝、加固、澆注、拆卸、轉(zhuǎn)場(chǎng)、清潔涂油等，工序繁雜，循環(huán)時(shí)間長(zhǎng)，加固支撐費(fèi)時(shí)費(fèi)力，整體性差，作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度大，文明施工難以保證，且模板成本高，外觀質(zhì)量差。

　　為解決上述弊端，提高質(zhì)量和工效，通過(guò)技術(shù)研發(fā)與工地現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐相結(jié)合，成功研發(fā)出了隧道整體移動(dòng)式溝槽模板支架。通過(guò)整體式模板支架將原施工工藝中分層、多次、多工序澆筑方式優(yōu)化為移動(dòng)定位、整體澆注和清潔涂油共三道工序，極大的提高了施工工效;同時(shí)由于其整體結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性，操作便利剛性好等特點(diǎn)，基本杜絕了結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量缺陷，使用效果良好。

　　二、工程設(shè)計(jì)概況

　　京福鐵路客專(zhuān)梧山隧道全長(zhǎng)8432.68m，隧道進(jìn)出口里程分別為：DK768+149.32、DK776+582。該隧道為雙線隧道，隧道圍巖以Ⅱ級(jí)為主，少量Ⅲ級(jí)、Ⅳ級(jí)、Ⅴ級(jí)圍巖;洞身地質(zhì)以J3n侏羅紀(jì)南園組熔結(jié)凝灰?guī)r為主，青灰色，凝灰結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，節(jié)理、裂隙不發(fā)育，巖質(zhì)堅(jiān)硬，巖體較完整。本隧道為單洞雙線隧道，設(shè)計(jì)行車(chē)速度為350km/h，為全線重點(diǎn)隧道工程之一，工程量大、工期緊，是本標(biāo)段的控制性重點(diǎn)工程。

　　三、結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

　　1、結(jié)構(gòu)

　　中心水溝移動(dòng)模架每套施工長(zhǎng)度12m，主要由支架系、模板系和定位系三部分組成。其中支架系包括：主縱梁、主橫梁、行走輪等;模板系包括：主模板、擋頭模板;定位系包括：橫向螺桿、豎向螺桿、微調(diào)螺桿等，如下圖：

　　2、特點(diǎn)

　　采用大塊定型鋼模，減少組裝模板的工作量;使用了調(diào)節(jié)螺桿等固定模板，極大的消除了模板工人技能不熟悉對(duì)結(jié)構(gòu)尺寸及外觀質(zhì)量的不良影響(一般雜工即可)，既保證結(jié)構(gòu)外觀質(zhì)量，又便于施工組織;通過(guò)模架把大塊模板和定位系統(tǒng)組成一個(gè)整體，代替?zhèn)鹘y(tǒng)小鋼模、方木撐零散拼裝施工，并通過(guò)機(jī)械牽引將移動(dòng)模架整體移動(dòng)至下一組，勞動(dòng)強(qiáng)度低、速度快;模架制作費(fèi)用低，操作簡(jiǎn)單，施工作業(yè)面整潔、文明，施工效率高;減少了傳統(tǒng)方法中的臨時(shí)支撐等材料，使用成本低。

　　四、工藝原理及流程

　　1、工藝原理

　　為確保中心水溝模架整體穩(wěn)定性和剛度，并結(jié)合橫向排水管設(shè)置間距，確定模架總長(zhǎng)為12m;通過(guò)懸吊系統(tǒng)把模板懸掛起來(lái)，左右調(diào)整模板到設(shè)計(jì)的平面位置;擰動(dòng)螺絲帽可上下調(diào)整模板高度，使模板與設(shè)計(jì)標(biāo)高一致;在模板調(diào)整到設(shè)計(jì)位置后，通過(guò)橫向螺桿固定模板與模板之間的相對(duì)位置和模板與模架的相對(duì)位置;通過(guò)微調(diào)螺桿可以對(duì)模板位置進(jìn)行精調(diào);模板固定后，一次性整體澆筑砼;待溝槽結(jié)構(gòu)成型脫模后，通過(guò)機(jī)械牽引使模架整體移動(dòng)到下一模混凝土澆筑的位置。

　　2、工藝流程及操作要點(diǎn)

　　(1)引排水

　　因中心水溝水流量比較大，施工之前需對(duì)其引排，首先在前面堆碼沙袋堵截，采用14米長(zhǎng)φ500PVC管引排至后面。

　　(2) 接觸面鑿毛、清洗

　　根據(jù)模架長(zhǎng)度，一次鑿毛并清洗1～2個(gè)循環(huán)長(zhǎng)度接觸面，確保見(jiàn)新面在75%以上。

　　(3)溝槽邊墻鋼筋安裝

　　按照設(shè)計(jì)安裝溝槽鋼筋，嚴(yán)格控制鋼筋的間距、排距間距，鋼筋的凈保護(hù)層厚度不小于35mm。

　　(4)溝槽模架移動(dòng)、就位、調(diào)整

　?、贉喜勰＜茉谏弦谎h(huán)脫模后，收起模板系統(tǒng)，采用裝載機(jī)或卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引，慢行至下一循環(huán)設(shè)計(jì)位置;

　?、谡{(diào)整模架位置，通過(guò)制動(dòng)固定模架系統(tǒng);

　?、弁ㄟ^(guò)懸吊模板的絲桿將模板橫向移動(dòng)至設(shè)計(jì)平面位置，再通過(guò)擰動(dòng)絲桿上的螺帽調(diào)節(jié)模板標(biāo)高至設(shè)計(jì)標(biāo)高;

　?、苷{(diào)節(jié)橫向螺桿固定模板系統(tǒng);通過(guò)微調(diào)螺栓精確調(diào)整和控制模板位置。

　　(5)預(yù)埋管道安裝、固定

　　①引出路面預(yù)留的φ100橫向PVC管、φ50橫向PVC管及φ50橫向打孔波紋管，并調(diào)整其位置，使其密貼模板面;

　?、谂潘芏祟^采用土工布封閉，并安裝定位鋼筋固定管位。

　　(6)模架整體加固、封端

　?、贋榧訌?qiáng)模架在澆筑砼過(guò)程中的整體穩(wěn)定性，可在模架外側(cè)的底板路面混凝土上植入鋼筋和安裝斜撐加固;

　?、诎惭b整體封端鋼模，確保溝槽縱向鋼筋的預(yù)留搭接長(zhǎng)度;涂刷脫模劑，檢查、報(bào)驗(yàn)等，準(zhǔn)備灌注砼。

　　(7)一次性整體澆注砼

　?、僖驕喜蹟嗝嫘。荒苤苯佑霉捃?chē)入模，需要用薄鋼板制成分料槽，便于引導(dǎo)混凝土入模，使模內(nèi)混凝土面均勻上升;

　　②混凝土均勻分層澆注，一次成型，坍落度宜控制在14～16cm之間;采用振動(dòng)棒插入式搗固，不得觸及鋼筋、預(yù)埋件等。

　　(8)養(yǎng)護(hù)、拆模、下循環(huán)施工

　?、兖B(yǎng)護(hù)：砼澆注完成，采用土工膜覆蓋、灑水保濕養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不宜低于12小時(shí);

　?、诓鹉＃核砷_(kāi)定位螺栓和微調(diào)螺栓;用小錘敲擊震動(dòng)模板，使模板與混凝土脫離;調(diào)整懸吊絲桿，使槽內(nèi)兩塊模板一上一下后收攏，提升;

　?、郯凑找陨喜襟E，準(zhǔn)備下一循環(huán)施工。

　　3、施工注意事項(xiàng)

　　(1)為保證溝槽混凝土保護(hù)層厚度及外觀質(zhì)量，鋼筋安裝時(shí)必須校正并加混凝土墊塊，確保尺寸、位置準(zhǔn)確，防止出現(xiàn)溝槽支架關(guān)模困難及成型混凝土露筋現(xiàn)象發(fā)生;

　　(2)關(guān)模時(shí)必須保證模板鎖死穩(wěn)固、調(diào)節(jié)到位，絲桿支撐到位，模板板縫錯(cuò)臺(tái)不得超過(guò)0.5mm，端頭處封堵嚴(yán)實(shí)，避免漏漿;

　　(3)混凝土澆筑時(shí)，必須按設(shè)計(jì)及規(guī)范要求拌制合格混凝土，同時(shí)注意布料、振搗順序及振搗質(zhì)量，確?；炷镣庥^質(zhì)量;灌注時(shí)尤其注意控制好灌注速度，不得過(guò)快，避免出現(xiàn)模架跑模、上浮情況;同時(shí)防止將混凝土灑在絲桿及調(diào)節(jié)部位，影響機(jī)構(gòu)正常工作;

　　(4)高程和中線是整體移動(dòng)式溝槽模架施工質(zhì)量的關(guān)鍵，施工前布設(shè)的高程點(diǎn)及中線點(diǎn)允許誤差應(yīng)滿足測(cè)量規(guī)范要求，模架調(diào)整到位后應(yīng)嚴(yán)格按測(cè)量布設(shè)的點(diǎn)位掛線認(rèn)真檢查，檢查合格后方可澆注砼。

　　五、勞動(dòng)力組織和設(shè)備配置

　　1、勞動(dòng)力組織

　　中心水溝整體式移動(dòng)模架具有機(jī)械化高、操作簡(jiǎn)單、勞動(dòng)力需求少等特點(diǎn)，其每套模架的勞動(dòng)力組織如下：

　　人員配置及職責(zé)分工

　　序號(hào)人員人數(shù)工作職責(zé)

　　1技術(shù)人員1負(fù)責(zé)施工技術(shù)指向

　　2試驗(yàn)工程師1負(fù)責(zé)混凝土質(zhì)量檢查

　　3質(zhì)檢工程師1負(fù)責(zé)施工質(zhì)量控制

　　4雜工3負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)施工

　　合計(jì)6

　　2、設(shè)備配置

　　主要機(jī)械、設(shè)備配置如下：

　　表3 主要機(jī)械設(shè)備配備表

　　序號(hào)機(jī)械名稱(chēng)型 號(hào)單位數(shù)量備 注

　　1移動(dòng)模架自制套112m長(zhǎng)，約2.5t

　　2電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)11Kw臺(tái)1拖動(dòng)模架，選用

　　3裝載機(jī)ZL50C臺(tái)1拖動(dòng)模架，選用

　　3砼攪拌運(yùn)輸車(chē)8m3臺(tái)1

　　六、質(zhì)量保證措施

　　1、移動(dòng)模架和模板的剛度必須滿足設(shè)計(jì)要求，防止結(jié)構(gòu)變形;

　　2、嚴(yán)格落實(shí)測(cè)量復(fù)核制，確保測(cè)量放線準(zhǔn)確無(wú)誤;

　　3、每次使用，必須對(duì)模板進(jìn)行清潔和均勻涂抹專(zhuān)用脫模劑;

　　4、澆筑結(jié)構(gòu)前，嚴(yán)格落實(shí)“自檢、互檢、交檢”三檢制度，確保結(jié)構(gòu)尺寸、預(yù)埋件設(shè)置等準(zhǔn)確無(wú)誤;

　　5、保證混凝土原材料質(zhì)量，同時(shí)嚴(yán)格按照施工配合比拌制混凝土，加強(qiáng)施工過(guò)程中混凝土的搗固和分層澆筑的厚度控制;

　　6、加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)工作，制作同條件養(yǎng)護(hù)試件，試壓強(qiáng)度符合拆模強(qiáng)度值后，確定拆模時(shí)間。

　　七、安全保證措施

　　施工中，嚴(yán)格遵照隧道或地下工程相關(guān)規(guī)范、規(guī)程關(guān)于安全方面的規(guī)定，確保施工安全。同時(shí)，重點(diǎn)注意以下幾點(diǎn)：

　　1、模架拼裝過(guò)程中，應(yīng)將行走滑輪制動(dòng)，防止模架自然溜滑失控;

　　2、重型材料如大型模板等，盡量采用機(jī)械調(diào)運(yùn)，避免使用人工搬運(yùn);凡多人一起搬動(dòng)大件材料，必須統(tǒng)一指揮，防止重物落地砸傷人員事故;

　　3、絲桿、螺帽的調(diào)整應(yīng)使用扳手等專(zhuān)用工具，嚴(yán)禁赤手操作，以免傷手;

　　4、單套模架前3次使用，以及后續(xù)每使用10次，均需對(duì)模架結(jié)構(gòu)完整性和剛度進(jìn)行檢查，若有變形、損壞應(yīng)及時(shí)修理或替換。

　　八、環(huán)保措施

　　施工中嚴(yán)格遵守國(guó)家和地方政府下發(fā)的有關(guān)環(huán)境保護(hù)的法律、法規(guī)和規(guī)章制度，加強(qiáng)對(duì)施工燃油、工程材料、設(shè)備、廢水、生活和生產(chǎn)垃圾、棄渣的管理和治理，接受相關(guān)單位及部門(mén)的監(jiān)督和檢查。

　　九、經(jīng)濟(jì)效益分析

　　采用移動(dòng)式模架施工隧道中心水溝與常規(guī)小鋼模相比，施工質(zhì)量好、作業(yè)簡(jiǎn)便、效率高、工費(fèi)成本低。以梧山隧道出口中心水溝施工為例，一套移動(dòng)模架配置3個(gè)雜工8小時(shí)能完成1組(12米長(zhǎng))，與傳統(tǒng)方法相比較可節(jié)約工時(shí)60%。采用該模架，有效提高了結(jié)構(gòu)的外觀質(zhì)量，減輕了人員勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了成本支出，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

　　經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算表

　　項(xiàng) 目計(jì) 算 依 據(jù)效益結(jié)果

　　班組人員常規(guī)施工6人，采用移動(dòng)模架后3人節(jié)約3人

　　人員勞動(dòng)強(qiáng)度按常規(guī)施工，模架相關(guān)材料需人工搬運(yùn);使用移動(dòng)模架后，實(shí)現(xiàn)整體移動(dòng)，速度更快勞動(dòng)強(qiáng)度明顯降低

　　每循環(huán)時(shí)間使用前10小時(shí)，使用后8小時(shí)節(jié)約2小時(shí)

　　效益分析每循環(huán)工時(shí)節(jié)省：6人×10小時(shí)-3人×8小時(shí)=36工時(shí)

　　每循環(huán)節(jié)省費(fèi)用：36工時(shí)×15元/工時(shí)=540元

　　節(jié)省率： 1-(3人×8小時(shí))÷(6人×10小時(shí))×100%=60%節(jié)省工費(fèi)60%

　　十、結(jié)束語(yǔ)

　　京福鐵路客專(zhuān)(閩贛)Ⅷ標(biāo)管段內(nèi)中心水溝移動(dòng)模架目前在梧山隧道出口試點(diǎn)應(yīng)用，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)施工效果良好。按照12m/天進(jìn)度指標(biāo)，正常情況下每套模架可達(dá)到336m/月以上施工進(jìn)度，一般隧道投入兩套模架可滿足進(jìn)度需要，長(zhǎng)大隧道每作業(yè)面需投入三套。溝槽模架的大量引用和投入，解決了長(zhǎng)期以來(lái)隧道溝槽施工存在的線形扭曲、外觀質(zhì)量差、結(jié)構(gòu)通縫多、預(yù)埋管道遺漏多等質(zhì)量通病，為高速鐵路隧道工程的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化和機(jī)械化作業(yè)開(kāi)創(chuàng)了有利局面。

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