针梁式钢模台车在郭庄水库泄洪洞的应用

刘黎明

（山西省晋中市水利建筑工程总公司 山西晋中 030600）

1 泄洪洞工程施工概述

郭庄水库位于昔阳县城南的郭庄村附近松溪河上游，流域面积173km2。属海河流域子牙河水系，于1958年8月兴建，1960年7月竣工。当时设计防洪标准为100年一遇洪水设计，1000年一遇洪水校核，设计总库容2165万m3。是一座以防洪为主、兼顾工农业供水、水产养殖等综合利用的年调节中型水库。

本次新建右岸泄洪排砂洞，围岩类别为Ⅳ和V类，主要为泥质砂岩，由于岩组中泥质成份具崩解性，质软，抗冲刷能力较差。采用φ22钢筋做超前锚杆进行先期支护，然后对洞子进行短进尺，分段开挖，预留下侧1m进行二次开挖。开挖后采用18道轨(或槽钢)进行支撑，间距0.5m，并挂钢筋网，φ22钢筋系统锚杆增设至拱架下侧锁脚锚杆位置，系统锚杆和拱架焊接，然后再喷射10 cm厚混凝土进行联合支护。洞身段全长523m，为全圆断面，断面衬砌完直径为4.5m，采用了定型钢模板从进口衬砌弯道部分，直线段部分0＋318.1～0＋629.5，采用了在洛阳中铁强力公司定制针梁式钢模台车衬砌，3m3混凝土罐车由搅拌站运输至工作面，HBT-60混凝土泵浇筑，浇筑段为双层钢筋，厚度为50 cm，衬砌段为每段10 m。

2 针梁台车的构造及原理

针梁台车主要是由针梁、模板、行走部分三大部分构成。本工程采用的针梁长22m，是通过四个液压油缸支撑，前后各两个，在后侧有一个操作平台，通过液压调整油缸来定位。针梁是整个台车的骨架，然后通过油缸支撑模板，本工程模板每块宽2m，每个圆分成四块，分别为底模1块，侧模2块，顶模1块，支撑时先调整底模，然后通过液压油缸来调整侧模，最后调整顶模到位后，再用丝杠加固。行走部分采用卷扬机牵引行走，通过和模板做相对运动，达到行走的目的，其构造见图1。

3 钢模台车的组装

图1 针梁台车构造

钢模台车配件进场后，由厂家专业技术人员进行安装调试。安装时在泄洪洞出口处用石渣垫出一块场地，用推土机整平，振动碾压实。场地完成后，用吊车配合人工将底模进行拼装，每吊装一块底模就位后，用枕木在两侧支撑固定避免翻转。然后开始安装针梁，针梁就是将用来移动的钢板就位后，用槽钢连接成桁架结构，具有一定的稳定性，针梁组装同时，将前后液压油缸也安装到位，来保证针梁的平衡和水平。然后开始用吊车吊装侧模，每安装完一块后用液压油缸连接，安装完侧模后，再吊装顶模。模板安装完成后针梁式钢模台车已经初具规模。然后安装操作平台和电器部分，最后在针梁式钢模台车安装抗浮装置和抗翻装置，接通电源进行调试。郭庄水库在中铁强力公司定制的针梁式钢模台车于6月4日运至工地，开始组装，6月15日正式进洞，组装和调试时间约为10天。

4 钢模台车衬砌

郭庄水库泄洪洞衬砌，根据针梁式钢模台车的特性，台车衬砌段为0＋318.1～0＋629.5的直线段，由上游侧向下游侧衬砌。钢模台车在洞外组装调试完成后，首先通过自身的相对移动，即先将针梁伸出，然后用枕木支撑固定，通过调整前后油缸位置使模板离开地面，然后通过卷扬机在针梁上移动模板至针梁另一端，重复循环，直至针梁式钢模台车移至0＋318.1位置。借助枕木支撑，进行初略调整就位，将前后支腿固定。然后开始精确就位，首先是调整前后位置，将台车模板通过针梁移动至准备浇筑混凝土段，首先进行水平定位，然后通过调整前后油缸的行程来进行微调将底模精确定位。底模定位完成后，再将侧模顶模通过液压油缸调整到位，就位后由现场技术人员进行复核，确认位置无误后，再用丝杠全部加固。然后调整抗浮装置（利用丝杠调整顶在洞顶上）和抗倾覆装置（利用丝杠调整顶在洞两侧），最后安装堵头模板。

5 钢模台车混凝土浇筑

钢模台车混凝土采用了3m3混凝土罐车由搅拌站运输至工作面，HBT-60混凝土泵浇筑，浇筑时先浇底部，台车底部总共开了4个50 cm×50 cm的窗口，混凝土泵送入仓内，使用插入式振捣棒振捣，浇筑时要特别注意混凝土的上浮力，浇筑满后将窗口关闭。然后开始浇筑腰部，台车腰部位置每侧开4个窗口，对称浇筑，每层厚度控制在50 cm左右，在台车上附着振捣电机16个，浇筑腰部振捣时只需开启底部8个振捣电机就能满足要求，待腰部浇筑到窗口位置时，将窗口逐个关闭，开始浇筑顶部。台车顶部留有3个混凝土浇筑管，浇筑时将混凝土泵管先连接下游侧台车浇筑管浇筑，将空气排在上游侧，依次连接浇筑，直至混凝土泵达到压力不能浇筑为止。浇筑顶部过程中注意排气，此外台车安装时注意连接管的高度，郭庄水库浇筑混凝土厚度为50 cm，将连接泵管的管子高于混凝土面35cm，便于将台车内部空气排出。

6 钢模台车移位

混凝土浇筑完成后，根据郭庄水库泄洪洞浇筑的经验，一般在10 h之后开始将丝杆卸力，然后将中间针梁部分移位至下一段定位，然后再逐步将液压系统收回，先拆除顶模，然后收回侧模，最后将底模利用针梁的液压系统抬起，通过针梁移动模板至下一工作面。

7 钢模台车的优缺点

郭庄水库泄洪洞衬砌直线段0＋318.1～0＋629.5，针梁式钢模台车于6月15日正式进洞施工，于9月15日退出洞外，历时3个月。

针梁式钢模台车施工机械化程度高，降低人工成本，缩短立模、脱模时间，进度快；针梁控制精准。模板整体性好，全断面一次成型，衬砌混凝土无错台，表面光滑。

针梁式钢模台车一次性投入较大，而且在今后的施工中很难遇到相类似洞径，在本次工程中全部摊销，而且组装较为麻烦，投资较小和洞径较小的不适合使用。