大断面硐室钢模台车混凝土衬砌施工技术应用

张吉星

摘 要：煤矿井下大断面硐室在锚网喷支护后进行二次混凝土衬砌施工，但对于水泵房、主运输通道等断面较大、跨度较长的硐室，如果采用传统的混凝土衬砌方式，就需要搭建脚手架和作业平台，操作复杂且工期较长，而使用钢模台车施工作业方便，混凝土衬砌结构牢固。本文介绍了大断面硐室混凝土衬砌常规施工方案，并且阐述了钢模台车浇筑、衬砌施工技术，旨在营造安全的井下作业环境。

关键词：大断面;硐室;钢模台车;衬砌

中图分类号：TV544文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）17-0115-02

Application of Construction Technology of Concrete Lining of Steel Mould Trolley in Large Section Chamber

ZHANG Jixing

（Henan Jinyuan Construction Co.， Ltd.， Zhengzhou Coal Industry （Group） Co.， Ltd.，Zhengzhou Henan 450042）

Abstract： The large-scale chamber in the underground of the coal mine is constructed with secondary concrete lining after being supported by bolting and meshing， however， for the chambers with large cross-sections and long spans， such as pump houses and main transportation passages， if the traditional concrete lining method is adopted， it is necessary to build scaffolding and working platforms， which are complicated to operate and have long construction periods， the use of steel mold trolley construction is convenient， and the concrete lining structure is firm. This paper introduced the conventional construction plan of large-section concrete lining of chamber， and explained the construction technology of steel mould trolley pouring and lining， aiming to create a safe underground working environment.

Keywords： large section;chamber;steel mold trolley;lining

礦山工程大断面硐室（如井下主排水泵房、中央变电所等）一般在一次锚网喷支护后都要进行二次混凝土衬砌施工。对于此类大断面混凝土衬砌，常先采用组合模板进行墙部混凝土施工，然后采用型钢碹胎槽钢模板进行顶拱混凝土施工。但对于大硐室主排水泵房、主运输通道等大断面硐室，该方法投入劳动力多，材料消耗大，施工质量控制困难，施工进度也难以保证。采用钢模台车技术施工的大硐室二次衬砌混凝土表面平整光滑，工序操作简单，施工速度快，安全性高，用人少，经济效益好[1]。钢模台车是依靠自身的结构强度承载浇筑混凝土产生的荷载，优化了施工工序，节省了大量脚手架管搭拆工作量，降低了模板加固的人工成本、材料成本及时间成本。浇筑的混凝土整体性好，质量可靠，避免了小模板施工的模板拼缝、错台、变形。

1 大断面硐室混凝土衬砌常规施工方案

1.1 混凝土衬砌、浇筑技术

对于常规大断面硐室混凝土衬砌来说，边墙施工需要搭设满堂脚手架形成支撑体系和作业平台，两侧边墙用方木（或型钢）做支撑，安装型钢模板。施工准备工作量大，材料用量多，占直线工期时间长;边墙较高时需要分层进行浇筑，又增加了施工环节。顶拱施工需要在边墙混凝土施工完成后再支立顶拱碹胎，增加了混凝土接茬。浇筑时，一般边浇筑边安装模板和进行封堵，施工干扰大。每循环浇筑前均需要重新放两边墙线，测量放线工作烦琐，而且施工人员较多，场地狭小使得测量线点极易被破坏，对施工极为不利。

浇筑前，每一个施工程序都需要检查验收和测量放线工作，施工准备工作量大、功效低、工程质量保证率低、工期大大延长;模板安装工作人为因素很多，质量保证率低。为保证施工连续性，提高功效，一般施工中需要有两套相同浇筑段长的模板及支撑体系，进行倒模施工。

1.2 混凝土衬砌常规施工工序

混凝土衬砌常规施工工序如下：搭设支撑脚手架;绑扎边墙钢筋;安装边墙模板;浇筑边墙混凝土;搭设顶拱平台;绑扎顶拱钢筋;安装顶拱碹胎;安装顶拱模板;浇筑混凝土（边浇筑边封堵端模）;封拱浇筑（混凝土待强）;拆除顶拱碹胎;拆除顶拱模板;拆除工作平台和脚手架;拆除边墙模板骨架;拆除边墙模板。

2 钢模台车浇筑施工技术

2.1 钢模台车施工特点

泵房围岩条件较差，为保证及时形成永久支护，计划混凝土浇筑工期2个月，如采用常规支模方法施工，工期滞后，需要投入大量人力和材料，才能保证工期。如果采用常规支模浇筑，正常情况下需要15个工序才能完成一个施工循环。采用钢模台车施工时，在正常浇筑前，首先浇筑两侧边墙基础作为施工导墙，测量放线简单，施工作业方便;施工中除首段施工导墙外，其余可与台车施工平行作业，不占直线工期。每段浇筑前先铺设台车轨道，利用简易台车完成钢筋绑扎工作;然后将钢模台车移动到位后进行支撑固定，测量复核后即可进行边模封堵和混凝土浇筑准备工作。

2.2 钢模台车施工工序

钢模台车施工工序为：测量放线;施工两侧导墙;铺设台车轨道;钢筋绑扎;台车就位固定;混凝土浇筑;收模前移;一次循环结束。

3 钢模台车混凝土衬砌技术

3.1 大断面硐室钢模台车衬砌优点

钢模台车混凝土衬砌技术克服了煤矿井下大断面硐室混凝土衬砌施工工期长、工序烦琐、施工难度大等问题，是一种操作简单、安全可靠的施工技术。采用该技术施工的井下大断面混凝土衬砌工程，混凝土振捣密实，表面平整光洁，接茬严密，大断面施工变形小，保证了混凝土施工质量[2-3]。该项技术将各个设备科学合理地配套，优化施工工艺，支模、拆模安全、简便，实现施工机械化，降低劳动强度，取得快速、高效、经济的施工效果。

钢模台车依靠自身的结构强度承载混凝土浇筑产生的荷载，优化了施工工序，节省了大量脚手架管搭拆工作量，降低了模板加固的人工成本、材料成本及时间成本。浇筑的混凝土整体性好，质量可靠，避免了小模板施工的模板拼缝、错台、变形。

操作人员在台车内固定的平台上作业，上部有台车模板保护，四周有护栏，作业环境相对安全。台车收模和支模采用千斤顶和螺旋丝杠控制，施工人员操作方便、轻巧，体力消耗少，用人少。测量控制方便、准确，利用水平轨道准确定位，测量放线简单，同时，利用已浇筑好的两侧导墙控制模板边线，方便、快捷、准确，节省时间。

3.2 钢模台车混凝土衬砌技术要点

煤矿井下大硐室混凝土采用整体钢模台车衬砌，钢模台车在井下一次性组装到位，台车下部通过行走机构在牵引机构的牵引下可以在铺设的专用轨道上移动。台车的顶部模板和侧面模板采用销接连接，顶板模板通过螺旋千斤顶升、降，侧面模板通过丝杠收、分。台车的门机结构是主受力构件，支撑整个台车自重及混凝土施工荷載，并通过支撑结构传递到底板上。

台车的顶部设计有专用混凝土输送泵管接口，两侧开有进料和混凝土振捣窗口，混凝土输送采用煤矿专用防爆混凝土泵机。钢模台车的正顶部设计有2个混凝土专用封拱器，有效解决了钢模台车顶部混凝土的浇筑施工难题。与钢模台车配套使用的混凝土输送泵机，采用煤矿专用防爆混凝土泵机。

4 结论

目前，钢模台车混凝土衬砌施工技术在水利水电、公路、铁路隧道中得到广泛应用，钢模台车已经是成熟的产品，设计完善、质量可靠、安全性高，模板在工厂加工，制作标准，装配质量好，现场安拆方便。受多种因素的影响，钢模台车混凝土衬砌施工技术在煤矿井下应用非常少，此次采用钢模台车浇筑的主排水泵房外观质量好，接茬严密，成型美观，施工速度快、安全性好，测量控制方便、准确，得到了监理和业主的一致好评，取得了很好的经济效益和社会效益。

参考文献：

[1]廖湘辉，程创，尹麒麟，等.某钢模台车顶部支撑结构多方案设计及比选[J].现代机械，2020（1）：79-84.

[2]柴国平.钢模台车在水利工程箱涵施工中的应用[J].农业科技与信息，2019（21）：97-98.

[3]孙晓能.小湾水电工程洞室混凝土施工的一些技术创新[J].水力发电，2009（9）：61-63.