简易模板台车在长距离输水箱涵工程中的应用

□穆玉茂 □金风清 □胡绍磊（中国水利水电第十一工程局有限公司）

1.概述

南水北调中线一期工程天津干线廊坊市段TJ4-2标的工程桩号为88+232.72～99+897，全长11.67km，以现浇混凝土有压输水箱涵为主，其它建筑物主要包括：通气孔、倒虹吸、保水堰、公路涵、铁路涵等。其中箱涵总长10.275m，涵身为3孔矩形断面钢筋混凝土结构，单孔过水断面尺寸为4.4m×4.4m。箱涵底板厚分别为65cm、60cm、70cm，墙厚为55cm、50cm、45cm，顶板厚为55cm和60cm。主要工程量为：混凝土37.9万m3，钢筋制安3.11万t，土方开挖345万m3，土方回填242万m3。

该标段箱涵工程施工线路长、工程量大，由于沿线有铁路、国道、河流及数条渠道、县乡公路穿过，使箱涵施工分段比较零碎，可连续作业的施工段不超过1.5km。由于各种原因，工期严重滞后，且该工程地处寒冷地区，每年冬期有3个月不能正常施工，施工工期短，施工进度压力大。

2.关键施工技术特点

南水北调天津干线输水箱涵工程各标段施工方案一是采用钢模台车方案；二是采用简易模板台车方案。个别施工段还采用钢管架支模浇筑施工方法。

采用钢模台车方案优点是模板刚度大、周转快、混凝土外观质量好，可采用液压脱模、电动行走。缺点是模板重量大、成本高，组装和拆卸困难、占用时间长，适合长线作业施工。

采用简易模板台车用料省、造价低，具有拆装快、投资小、使用灵活方便、台车材料可周转使用等特点。主要缺点是脱模移动人工用量大、自动化程度低、模板刚度低、易变形。

由于TJ4-2标施工战线长、分段多、工程量大、工期紧等特点，经对钢模台车和简易模板台车分析比较，认为大量投入钢模台车在经济上可行性低，而采用简易模板台车方案技术可行，但需对台车架构、行走系统及脱模系统进行合理设计，对面板制作安装精度要进行严格控制。为了有效降低施工成本、加快施工进度，确保简易模板台车的制作、安装和使用操作程序顺利进行，对箱涵模板系统进行了计算和优化，并编制了作业指导书。

3.输水箱涵主要技术经济指标

TJ4-2标工程共包含772节三孔一联式混凝土箱涵，其中涵标准节箱涵分段长度15m，底板厚65.00cm，边墙厚55.00cm，中墙厚50.00cm，顶板厚55.00cm。箱涵混凝土等级为C30W6F150。底板纵向坡为1/7322。相邻管节设30mm宽伸缩缝，缝内填塞聚乙烯闭孔泡沫板。管节分缝设452-12型环向橡胶止水，伸缩缝过水面填30mm厚双组份聚硫密封胶。

箱涵基础开挖底宽为17.30m，开挖边坡中部设2m宽马道，马道以上边坡坡比为1:1.25，马道以下边坡坡比为1:1.5。土方回填采用的土料为开挖土的混合料，要求回填压实度≥0.90。

4.箱涵模板设计及计算

4.1 箱涵模板设计方案

箱涵底板外侧墙体模板采用定型钢模板拼装，横竖围柃采用Φ48mm钢管。底板腋角采用定做55系列钢模板拼接，竖向围柃为专门加工，横向采用Φ48mm钢管；底板外侧模板与腋角模板采用了Φ14拉杆对拉，拉杆间距为0.75×0.9m；斜角底部安装一排间距为0.75m的拉杆；端头模板采用定做钢模板拼装，模板安装与止水带安装配合进行。堵头模板主要使用了Φ48钢管作为围柃，采用内拉外撑的方式支撑加固。

箱涵墙体模板采用了55系列P3015和P6015组合钢模板，在底板层浇筑时，在腋角上部预留锥形套筒，用以安装模板支座以支撑墙体模板。墙体模板采用了Φ14拉杆对拉，拉杆间距为0.75×0.9m。顶板模板采用简易钢管架模板台车，台车长度为15.0m，钢管架立杆间距0.8×0.9m，平杆步距0.9m。台车上腋角与顶板模板联成为一个整体，台车钢管支架作为顶模受力支撑，台车下部采用下部Φ32螺杆底托用于支撑和调整台车高度。脱模时先将边墙侧模对拉拉杆打开，通过调整螺杆将模板整体收至台车支架上、使模板脱离混凝土表面；然后将行走小车推至台车钢管支架下部，旋转底托螺杆使顶模在自重下拉作用脱离顶板混凝土下表面，直至台车钢管架完全落于行走小车为止；随后即可通过倒链牵引行走小车向下一施工段移动。

箱涵边墙及顶板模板安装见图1。

图1 箱涵边墙顶板模板安装示意图

4.2 箱涵模板计算

（1）基本搭设参数

模板支架高H为4.3m，采用扣件式钢管架承重，模板采用P6015组合钢模板，钢管架立杆下部铺设Φ32螺杆底托。模板钢材采用Q235型，各项指标符合规范要求。模板台车钢管支架搭设示意图见图2。

图2 模板台车钢管支架搭设示意图

（2）模板板底、顶板及侧板的强度、刚度和稳定计算（略）

5.箱涵混凝土施工程序及流程

箱涵混凝土每个管节的三孔同时分两次浇筑完成，浇筑分缝设在底板腋角以上50cm处，施工缝面设置倒梯形键槽一道。输水箱涵标准断面见图3所示。

图3 输水箱涵标准断面示意图

箱涵底板外侧墙体模板采用标准组合钢模板拼装，底板外侧模板与腋角模板均采用Φ14拉杆对拉。边墙及顶板外侧模板全部采用平面钢模板，模板外侧搭设双排施工脚手架，外模加固结合流道内模采用螺杆对拉为主。流道内孔模板采用了移动式简易模板台车。简易模板台车面板采用标准组合钢模板，台车支撑体系采用整体可移动钢管架，台车行走系统为自制机械式移动小车。箱涵混凝土采用8m3混凝土罐车运输、46m混凝土输送泵车入仓浇筑。箱涵混凝土施工时按照先底板、后边墙和顶板的施工顺序进行混凝土浇筑施工。箱涵混凝土主要施工程序如下：

基础联合验收→垫层混凝土浇筑→底板钢筋与模板施工→混凝土浇筑前验收→底板混凝土浇筑→施工缝处理→边、中墙钢筋安装→钢筋验收→模板台车安装（或平移）→台车模板调整加固→边墙、顶板外侧模板拼装、调整及加固→顶板钢筋安装→混凝土浇筑前验收→墙、顶混凝土浇筑→混凝土养护→箱涵外模及台车模板脱模→下一管节施工。底板混凝土主要施工流程见图4。

箱涵边墙顶板混凝土主要施工流程见图5。

6.箱涵混凝土主要施工方法

6.1 止水带和闭孔泡沫板塑料板安装

箱涵伸缩缝止水呈横向放置的“目”字形，止水丁字接头众多，为减少现场焊接工作量，橡胶止水在厂家按设计尺寸定做成型，仅在箱涵混凝土水平分缝上方留设竖向接头。箱涵端头模板同样分块按设计尺寸进行定做成型。止水安装前先安装内环模板，然后进行止水焊接和安装，待止水固定好后再进行外环模板安装。模板全部安装完成后在模板外侧安装专用调节丝杆，用于调整止水位置和固定止水。

图4 箱涵底板混凝土施工流程图

图5 箱涵边墙顶板混凝土施工流程图

伸缩缝内夹填的闭孔泡沫板塑料板在厂家生产时就预先按设计断面形式制作成小块，并编号备用。闭孔泡沫板塑料板安装在已浇筑段箱涵混凝土端部，采用水泥钢钉按编号顺序固定在混凝土面上。

6.2 钢筋制安、混凝土拌和及运输、混凝土浇筑及养护均为常规施工方法，从略不赘述。

7.结语

工程实践证明，投入20台液压钢模台车和20台简易模板台车均满足天津干线2标11.67km输水箱涵施工进度和施工质量要求。经过经济分析和计算，该标段箱涵工程采用简易模板台车施工需增加人工费投入约76万元，而相对于投入同样数量的液压钢模台车其设备购置费高达600万元，显然，采用简易模板台车具有较好的经济效益，值得类似工程参考借鉴。