台车创新技术在南水北调黄河滩地埋管工程施工中的应用

谢远庆　付　茜　陈晓辉

（水利部海河水利委员会，天津　300170）

台车创新技术在南水北调黄河滩地埋管工程施工中的应用

谢远庆付茜陈晓辉

（水利部海河水利委员会，天津300170）

南水北调东线黄河滩地埋管工程管涵内径达7.5m，是极为少见的大直径混凝土管涵。本文介绍了一种专门用以拖带大直径内模台车装置的设计制作及施工方法，该装置由自行悬吊式台车配合自行衬砌式内模台车组成，该方法在南水北调工程施工中减少了内模安拆工作量，加快了施工进度，有效地提高了施工效率。

自行；内模；台车；悬吊式；衬砌式

现浇混凝土管涵、箱涵在引水工程中的应用极为普遍，但普通混凝土管涵、箱涵的内径多在4m以内，超过7m的极为少见。通过内模台车制作的技术创新，加快施工进度，是提高大直径混凝土管涵施工效率的关键。

1　工程概况

穿黄河工程是南水北调东线工程从东平湖至黄河以北输水干渠的输水工程，是南水北调东线的控制性项目。南水北调一期穿黄河滩地埋管工程，是北区工程的一段，管道为现浇混凝土管涵，按100m3/s设计，为有压内圆外城门洞形断面，内径7.5m，管壁厚0.95m，总长 1600m。每个施工段长 9.98m，钢筋15.4t，混凝土347m3，共计160段。埋管采用现浇钢筋混凝土结构，底部铺设素混凝土垫层。混凝土管涵断面如图1所示。

图1　管涵断面

2　新型台车设计

南水北调一期穿黄河工程北区滩地埋管工程合同工期为两年，但每年6—9月的黄河夏汛和当年12月—次年2月的黄河凌汛禁止施工，两年的施工工期中实际有效工期不足10个月，工期极为紧张。

采用传统的全断面针梁式内模台车只能投入一台且必须从一端开始向另一端顺序施工，不能多个施工段同时施工，不能实现流水作业，每个施工段投入的人员和设备也较多。经过反复测算，采用全断面针梁式内模台车不能满足工期要求。

施工设计图将整个混凝土管涵按设计施工缝分为上下两部分，分别是下部仰拱段和上部反弧段。先施工下部仰拱段，再施工上部反弧段。纵向每9.98m为一施工段。因此，按上下两段分别设计台车的形式，可分别拖带上下两部分内模板。

施工单位根据工程实际，开展技术创新，设计了1台悬吊式仰拱段内模台车配合3台衬砌式反弧段内模台车承担该工程施工任务。

2.1仰拱段内模台车设计

管涵下部仰拱段内模台车设计为悬吊式（见图2和图3），台车长9.98m。仰拱段内模台车拖带仰拱段内模，台车与仰拱段钢内模之间采用螺旋式千斤顶连接为一个整体。通过螺旋式千斤顶上下调整钢内模位置以实现模板就位和脱模。通过悬吊式台车和仰拱钢内模总重结合上拉下压的方法平衡混凝土浇筑时产生的上浮力，以免混凝土浇筑时钢模上浮。悬吊式台车行走在构件外端铺设的轨道上，行走方式为自行式而非传统的卷扬机牵引式，台车首端两个支撑轮设计为驱动轮，由电动机提供动力，通过一对蜗轮副实现减速运动，蜗轮副工作平稳且具有自锁功能。

图2　悬吊式仰拱台车

图3　悬吊式台车实景

2.2反弧段内模台车设计

管涵上部仰拱段内模台车设计为衬砌式（见图4和图5），台车长9.98m。采用衬砌式台车拖带上部反弧段内模。台车底部设液压式千斤顶作为升降装置以调整顶模板在50～80mm高度范围变化。左右两侧设螺旋式千斤顶以调整侧模内外收缩，如此实现模板就位和脱模。衬砌式台车在已浇筑完成的仰拱段混凝土上铺设的轨道上行走，行走方式与前面悬吊式台车设计相同，为自行式。

图4　衬砌式反弧段内模台车

衬砌式反弧段内模台车行走于已浇筑完毕的下部仰拱段混凝土上，但必须为其设计专门的轨道支架。轨道支架按照750mm的间距安装，内轨道直接放置在轨道支架上，用压板固定。轨道支架如图6所示。

图6　内轨道支架

3　模板体系设计

内模板的选用以定型全钢大模板为主，外模板使用组合钢模板，以P6015钢模板为主，适当配以相应小模板进行配模。以φ48mm×3mm钢管作支撑材料。利用海绵条对模板拼缝进行密闭处理，以保证拼缝严密，防止漏浆跑浆现象。

内模具体设计值为面板厚6mm，主肋双16号槽钢，次肋8号槽钢。

内模板板面穿墙孔位置根据外模板的位置，在现场安装完毕后再进行开孔施工，确保内外穿墙孔垂直，避免由于孔位不垂直造成穿墙构件断裂而发生跑模或模板坍塌事故。

外模板采用小模板焊接成大块模板。具体设计值为板面厚4mm，边框厚5mm，边框高51mm，横肋钢板厚5mm。穿墙孔设计在边框上，配置尺寸为1240mm+ （1500mm×5）+1240mm。模板长1500mm时，背肋间距为375mm+750mm+375mm；模板长1240mm时，背肋间距为375mm+490mm+375mm。

端头模板为106系列模板体系，具有固定止水带的作用。具体设计值为:板面厚6mm，边框为10× 100mm钢带，纵横肋为8×100mm钢带。

内模板（分仰拱段和反弧段）与台车（分仰拱段和反弧段）连接为整体一起移动的设计，降低了施工成本，大大提升了模板安装效率。

4　工艺流程

总工艺流程:仰拱段施工→反弧段施工。

其中仰拱段施工工艺流程:钢筋安装→端模和侧模安装→外轨道铺设→悬吊式仰拱段内模台车就位→校正台车→紧固台车→浇筑→台车脱模移至下一工作面。反弧段施工工艺流程:内轨道铺设→衬砌式反弧段内模台车就位及内模位置调整→钢筋安装→外模板（含端模）安装及加固→浇筑→台车脱模移至下一工作面。

5　施工关键环节

5.1确保仰拱段内模台车抗浮能力

悬吊式仰拱段内模台车的抗浮能力计算十分重要，太轻不能平衡混凝土浇筑形成的上浮力，易造成内径缩小；太重则增加成本和工作难度。

经施工过程中的验算，悬吊式仰拱段台车及内模的重量不能平衡混凝土浇筑时产生的上浮力。为防止仰拱段内模上浮，采用了上压下拉的方法，即在悬吊式内模台车上搭设操作平台以压载砂石料等重物，下部在垫层中预埋φ16mm@1200～1500mm的高强螺杆与内模连接。

5.2正确操作确保内模板脱模

5.2.1下部仰拱段内模板脱模

当混凝土强度已达到可拆除模板时，应先拆除外部支撑和拉杆。在确认没有支撑后，仰拱内模通过收缩螺旋千斤顶直接向上收回。

5.2.2上部反弧段内模板脱模

反弧段内模应先通过收缩两侧的螺旋式千斤顶收回两侧的侧内模，再通过收缩底部的液压千斤顶收回顶内模，动作次序不能更改。模板收回阻力过大时应停止动作，检查阻力来源，待排除故障后，再进行正常收回工作。

5.3确保台车检查符合要求

内模收回后，清除现场所有障碍物，确保轨道稳固后缓慢启动电机带动台车运动到下一个工作面。

6　综述

施工单位依据南水北调一期穿黄河工程北区滩地埋管工程实际情况，创新设计了1台悬吊式仰拱段内模台车配合3台衬砌式反弧段内模台车承担施工任务，达到了预期效果，取得了良好效益。

a.通过3个上部反弧段台车实现了多个施工段同时作业和流水作业，与传统的全断面针梁式内模台车的施工方法相比，大大减少了窝工时间，加快了施工进度，节省了投资。

b.上下内模均由台车拖带，台车与内模形成完整的一个整体，且台车行走方式为自行式而非卷扬机牵引式，减少了内模安拆工作量和使用的劳动力，节省了施工现场大量零星材料的堆放场地，减少了废弃物的产生，大大提升了整体施工效率。■

Application of trolley technology innovation in Yellow River beach pipe laying work of South-to-North Water Diversion Project

XIE Yuanqing，FU Qian，CHEN Xiaohui
（Haihe River Water Resources Commission of Ministry of Water Resources，Tianjin 300170，China）

Pipe culvert inner diameter in Yellow River beach pipe laying work of South-North Water Diversion Project is 7. 5 m，which belongs to extremely rare large-diameter concrete pipe culvert.In the paper，a method of designing，manufacturing and constructing trolley device specially for towing large-diameter inner membrane is introduced.The device is composed of self-powered suspension trolley matched by self-powered lining inner membrane trolley.The method can reduce inner membrane installation and remove workload in the construction of South-to-North Water Diversion Project，thereby accelerating construction progress，and effectively improving the construction efficiency.

self-powered；inner membrane；trolley；suspension；lining

TV53+9

B

1005-4774（2016）05-0001-03

10.16616/j.cnki.11-4446/TV.2016.05.001