简易钢模台车浇筑箱涵混凝土施工技术

梁 勇，肖灿明

(中国水利水电第五工程局有限公司，成都，610066)

1 工程概况

南水北调天津干线起点位于河北省保定市徐水县黑山村西，终点位于天津市外环河出口闸，主要承担向南水北调中线主干渠引水，供给天津市及沿途各县市饮用水。本标段承担其中11.7km混凝土箱涵施工任务，施工工期36个月，扣除前期施工征地、后期复垦的时间以及冬季混凝土暂停施工时间，混凝土箱涵实际施工工期仅20个月。混凝土总工程量为35.56万m3，混凝土箱涵浇筑施工工期极为紧张，需采用多作业面流水作业方可按时完成施工。

本标段主要建筑工程为现浇有压输水钢筋混凝土箱涵，其中包括倒虹吸6座、通气孔5座、分水口1座、小型公路涵4座、保水堰1座，以及分水口管理用房、通信及安全检测预埋管道等。箱涵长11.70km，主要由759节3孔4.4m×4.4m钢筋混凝土薄壁箱涵构成，箱涵顶板厚为0.55m，墙体厚度为0.45m～0.6m，标准节箱涵长度为14.97m，底板厚度为0.60m。

2 箱涵混凝土施工方案比选

2.1 模板系统选择

本工程箱涵为地埋式低流速过水箱涵，业主对内外墙混凝土外观质量要求较高，外墙为平面墙体，内部为4.4m×4.4m倒角正方形流道。现场模板施工以人工为主，配备1台25t汽车吊配合施工。综合考虑混凝土外观质量要求、建筑物结构尺寸和施工作业条件，模板系统宜选择结构稳固、周转性强的组合钢模板。本工程选择以面板厚度3mm的P6015普通组合钢模板为主，配合部分P3015、P1015普通钢模板，底板、边顶倒角部位和箱涵两端头采用定型钢模板，壁厚3mm的φ48mm普通钢架管作纵横围檩，模板间采用“U”型卡或螺栓连接，侧墙采用对拉螺杆和“山”型卡支立。

2.2 边顶模板支撑系统选择

本工程箱涵底板坡道平顺，单节箱涵分为底板和边顶拱两个仓号施工。针对其结构特点，箱涵外墙模板支撑系统采用普通钢管脚手架;箱涵内墙模板支撑系统采用简易钢模台车，在已浇筑的底板上铺设［200mm槽钢作为导向轨道，短距离行走人工持撬杠推行，长距离行走由卷扬机牵引。

2.3 箱涵浇筑分段分层

根据设计图纸要求，单节箱涵长度为14.97m，单节箱涵之间设置3cm沉降缝。为便于施工，台车施工标准长度为15m，单节箱涵分底板、边顶板两次浇筑完成，施工缝位于底八字脚以上50cm处。底板施工采用底腋脚模板拼装浇筑，边顶板施工采用简易台车进行。

图1 箱涵结构分层剖面

3 箱涵模板设计

3.1 荷载分析

箱涵混凝土施工分为底板和边顶两部分进行，这里主要考虑简易钢模台车的施工荷载:

⑴根据设计图纸要求，箱涵顶板混凝土厚度为0.55m，长为14.97m，宽15.2m，以0.55m钢筋混凝土浇筑厚度作为台车设计的基本荷载;

⑵箱涵顶板施工过程中工作人员及浇筑设备、工具等施工荷载;

⑶台车上模板自重荷载;

⑷新浇混凝土侧压力荷载。

3.2 箱涵底板模板

底腋角模板采用5mm厚钢板做面板，横边框选用5mm×50mm带钢做肋带，竖边框及纵横肋选用4mm×50mm带钢做肋带，腋角模板间连接件采用标准小模板U型卡连接，模板单节长度1500mm，考虑到相邻箱涵接头处接缝的严密，其中一节模板长度为1550mm，单块模板重约37.5kg，施工时采用人工支拆。在进行箱涵外侧模板拼装时，采用砂浆做找平层，防止由于垫层不平导致混凝土漏浆，从而影响混凝土外观质量。

图2 箱涵底板底腋角模板示意

3.3 箱涵侧墙模板

箱涵内外侧墙模板均采用55系列标准P6015小钢模拼装，内外侧模板采用对拉丝杆固定。箱涵外侧搭设双排操作脚手架，做模板拼装平台。

3.4 箱涵顶板模板

箱涵顶板模板采用55系列P6015型模板，顶腋角模板面板选用4mm厚钢板，边框均选用5mm×50mm带钢，横竖肋带选用4mm×50mm带钢。顶腋角模板在设计时，为方便模板的拆装，将顶腋角转折点处设置为饺接，顶模与侧模采用插销连接件连接，拆模时模板可随连接件转动，便于模板的拆装。

4 箱涵简易台车构造

简易钢模台车采用普通方钢管构成，在台车下部设置行走机构，本工程箱涵单节为15m。在进行台车设计时，为便于实际台车的组装，将台车分两段制作，其单节长度为7.5m。台车在相邻箱涵段之间通过人力或机动设备移动，具有灵活、机动性强等特点。

图3 台车结构横断面

图4 台车桁架结构纵断面

5 简易台车的拼装与拆模

5.1 简易台车的拼装

第一次支模时，将组装好的简易台车牵引到位，调整好前后左右的距离后，用8台10t螺旋千斤顶(行程最小为100mm)将其整体顶升到标高(比设计标高高出10mm～15mm，给混凝土浇筑竖向荷载施加后模车的整体下沉留出余量，此时模车轮距离底板80mm～100mm，为顶板模拆模后脱离混凝土顶板的距离)，在台车主梁门架位置用支撑千斤将模车顶紧。

在顶升过程中，应由8人配合操作，每人控制一台千斤顶，步调保持一致，防止倾倒和模车整体滑移。顶升到位后，用千斤顶将模车撑到已经浇筑成型的底板混凝土墙体上，防止在顶板混凝土浇筑时，由于高度差产生的水平推力过大而使模车侧移，再利用调节丝杠将模板调整到位进行固定。

图5 箱涵简易台车组装浇筑状态图

5.2 箱涵简易台车拆模

当浇筑成型的箱涵顶板混凝土强度达到75%时，便可进行台车拆模与推移。首先利用可调支撑丝杆将模板收缩8°左右，此时模板挂在模车上。其次，慢慢下降螺旋千斤顶，使模车在自重作用下脱离顶板混凝土。此过程不能同时下降8个点的千斤顶，应该采取沿模车的纵向先下降一端，再依次下降的施工顺序，这样能更有效地破坏模板吸附力。一端下降30mm，另一端再下降30mm。使模车保持平衡。依次继续下降，使模车轮下降到槽钢轨道上，完成脱模过程。具体拆模见图6。

图6 箱涵简易台车拆模状态图

6 简易台车的应用

6.1 混凝土施工的程序

底板施工完毕后，台车就位对边顶板施工。边顶板施工程序:台车就位→浇筑仓面准备→钢筋架立→预埋件安装→堵头模板安装→验收→混凝土浇筑→洒水养护→台车行走

6.2 台车就位

底板施工完成，待混凝土施工强度满足设计要求后便可进行箱涵边顶拱施工。简易台车经过人工推拉进入相邻段箱涵底板，在进行台车的就位过程中，简易钢模台车中轴线不可偏离箱涵轴线，若偏离超过2cm则必须调整。台车就位后，便可安装箱涵顶板的钢筋和外侧模板，最后由测量对模板进行复测调整合格。

6.3 混凝土浇筑

钢筋、模板、止水及其他埋件安装完毕并验收合格后进行混凝土浇筑作业。

箱涵混凝土的施工严格按分段分块进行。根据箱涵结构特性，箱涵分底板、边顶板两次浇筑完成，施工缝位于底八字脚以上50cm。为保证混凝土质量，我标段设置两座拌合站HZS90站及HZS60站，设计生产能力为75m3/h，两套拌合站互为补充协调。混凝土浇筑垂直运输采用汽车泵泵送入仓，水平运输采用9m3罐车运料。混凝土浇筑过程中保持连续性，不得间断。在浇筑底板混凝土的过程中，要严格控制浇筑顺序，先浇筑底板八字脚以下的部分，后浇筑各墙体混凝土。边顶板混凝土浇筑时，确保墙体混凝土均匀上升，并严格控制混凝土上升速度。在箱涵混凝土浇筑过程中，加强腋脚模处的混凝土振捣，以保证气泡及时排出。

6.4 混凝土施工流水作业控制

箱涵混凝土施工的流水作业是低成本、高效率施工的关键，一方面箱涵开挖成型验收面必须足够长，一方面箱涵底板混凝土施工完成仓位数必须足够多。在实际施工过程中，以各项目、各工序均衡施工作业为基本原则进行流水作业控制，根据现场施工作业机械和人员的配置，综合考虑土方开挖断面、单节箱涵底板和边顶的钢筋及混凝土工程量、作业效率、混凝土强度的增长等因素，以确保边顶板连续施工，合理安排流水作业。本工程现场土方开挖配备1台1.5m3液压反铲，单个混凝土箱涵作业面配备土建施工工人30人，按开挖(垫层施工完)领先箱涵底板80m～100m、底板钢筋领先混凝土3～4个仓位、底板混凝土完成面领先边顶拱施工4～5个仓位控制，一方面能够保证边顶连续施工的流水节奏，一方面不会因为开挖过早引起的边坡垮塌(地下水丰富导致开挖边坡易垮塌)。在夏季主汛期，开挖成型作业面移交可控制在30m～60m一段，作业面移交后立即进行混凝土垫层和底板混凝土施工，可有效降低边坡垮塌造成的成本增加。

7 结语

本工程分为三个工区施工，箱涵混凝土施工作业面12个，夏季主汛期箱涵每月完成30～35节，春秋两季箱涵每月完成50～60节。由于箱涵混凝土的流水施工节奏总体控制较好，我公司按期完成了年度施工计划，成为天津干线直管标段较早完成箱涵施工的单位之一，也是廊坊三个标段中第一家完成项目施工退场的单位。

南水北调小断面箱涵工程，因箱涵施工断面较小，且混凝土外观质量要求高，工期相对紧张，因此现场施工采用简易钢模台车做箱涵施工时的内部支持系统。该台车具有操作灵活、方便、整体刚度好、体型易于控制等特点，结合底板混凝土施工、箱涵基础开挖和垫层混凝土浇筑的合理流水施工节奏控制，既保证了箱涵施工进度，有效控制了施工成本，并尽可能地降低了高地下水对工程施工的影响。采用普通P6015标准组合钢模板较轻便，可人工拼装，减少大型起重机械吊装，其成型混凝土表面平整，接缝平滑，无错台现象。所以简易钢模台车应用于箱涵施工具有一定的优越性，加之混凝土仓位、工序的流水施工节奏控制，有效地降低施工成本，值得类似工程借鉴。 ■