隧道中心水沟移动模架的设计和应用

摘要：本文通过对自行设计和加工的隧道中心水沟移动模架在梧山隧道施工中使用的实例分析，该方法优化了隧道中心水沟施工工艺，实现了中心水沟一次性整体浇筑完成，从中心水沟移动模架在施工进度、成本和施工质量控制方面所发挥的作用进行了总结，为类似工程的标准化施工提供参考。

关键词：中心水沟；移动模架；设计；应用

Abstract: this paper designed and processing of tunnel center ditch mobile formwork in the mountain tunnel construction in the use of case analysis, the method to optimize the tunnel center ditch construction process, realize the center ditch one-time whole pouring completed, from the center ditch mobile formwork in construction progress, cost and construction quality control play a role is summarized, and the standardization of construction for the similar engineering to provide the reference.

Keywords: center drain; Mobile formwork; Design; application

中图分类号：U455 文献标识码：A 文章编号：2095-2104(2013)

一、引言

传统的中心水沟施工由于无统一工法规定，施工方法多种多样，主要采用木模和组合钢模施工。工艺循环多为模板组装、加固、浇注、拆卸、转场、清洁涂油等，工序繁杂，循环时间长，加固支撑费时费力，整体性差，作业劳动强度大，文明施工难以保证，且模板成本高，外观质量差。

为解决上述弊端，提高质量和工效，通过技术研发与工地现场实践相结合，成功研发出了隧道整体移动式沟槽模板支架。通过整体式模板支架将原施工工艺中分层、多次、多工序浇筑方式优化为移动定位、整体浇注和清洁涂油共三道工序，极大的提高了施工工效；同时由于其整体结构的优越性，操作便利刚性好等特点，基本杜绝了结构整体质量缺陷，使用效果良好。

二、工程设计概况

京福铁路客专梧山隧道全长8432.68m，隧道进出口里程分别为：DK768+149.32、DK776+582。该隧道为双线隧道，隧道围岩以Ⅱ级为主，少量Ⅲ级、Ⅳ级、Ⅴ级围岩；洞身地质以J3n侏罗纪南园组熔结凝灰岩为主，青灰色，凝灰结构，块状构造，节理、裂隙不发育，岩质坚硬，岩体较完整。本隧道为单洞双线隧道，设计行车速度为350km/h，为全线重点隧道工程之一，工程量大、工期紧，是本标段的控制性重点工程。

三、结构及特点

1、结构

中心水沟移动模架每套施工长度12m，主要由支架系、模板系和定位系三部分组成。其中支架系包括：主纵梁、主横梁、行走轮等；模板系包括：主模板、挡头模板；定位系包括：横向螺杆、竖向螺杆、微调螺杆等，如下图：

中心水沟移动模架示意图

2、特点

采用大块定型钢模，减少组装模板的工作量；使用了调节螺杆等固定模板，极大的消除了模板工人技能不熟悉对结构尺寸及外观质量的不良影响(一般杂工即可)，既保证结构外观质量，又便于施工组织；通过模架把大块模板和定位系统组成一个整体，代替传统小钢模、方木撑零散拼装施工，并通过机械牵引将移动模架整体移动至下一组，劳动强度低、速度快；模架制作费用低，操作简单，施工作业面整洁、文明，施工效率高；减少了传统方法中的临时支撑等材料，使用成本低。

四、工艺原理及流程

1、工艺原理

为确保中心水沟模架整体稳定性和刚度，并结合横向排水管设置间距，确定模架总长为12m；通过悬吊系统把模板悬挂起来，左右调整模板到设计的平面位置；拧动螺丝帽可上下调整模板高度，使模板与设计标高一致；在模板调整到设计位置后，通过横向螺杆固定模板与模板之间的相对位置和模板与模架的相对位置；通过微调螺杆可以对模板位置进行精调；模板固定后，一次性整体浇筑砼；待沟槽结构成型脱模后，通过机械牵引使模架整体移动到下一模混凝土浇筑的位置。

中心水沟移动模架施工图

2、工艺流程及操作要点

(1)引排水

因中心水沟水流量比较大，施工之前需对其引排，首先在前面堆码沙袋堵截，采用14米长φ500PVC管引排至后面。

(2) 接触面凿毛、清洗

根据模架长度，一次凿毛并清洗1～2个循环长度接触面，确保见新面在75%以上。

(3)沟槽边墙钢筋安装

按照设计安装沟槽钢筋，严格控制钢筋的间距、排距间距，钢筋的净保护层厚度不小于35mm。

中心水沟移动模架施工工艺流程图

(4)沟槽模架移动、就位、调整

①沟槽模架在上一循环脱模后，收起模板系统，采用装载机或卷扬机牵引，慢行至下一循环设计位置；

②调整模架位置，通过制动固定模架系统；

③通过悬吊模板的丝杆将模板横向移动至设计平面位置，再通过拧动丝杆上的螺帽调节模板标高至设计标高；

④调节横向螺杆固定模板系统；通过微调螺栓精确调整和控制模板位置。

(5)预埋管道安装、固定

①引出路面预留的φ100横向PVC管、φ50横向PVC管及φ50横向打孔波纹管，并调整其位置，使其密贴模板面；

②排水管端头采用土工布封闭，并安装定位钢筋固定管位。

(6)模架整体加固、封端

①为加强模架在浇筑砼过程中的整体稳定性，可在模架外侧的底板路面混凝土上植入钢筋和安装斜撑加固；

②安装整体封端钢模，确保沟槽纵向钢筋的预留搭接长度；涂刷脱模剂，检查、报验等，准备灌注砼。

(7)一次性整体浇注砼

①因沟槽断面小，不能直接用罐车入模，需要用薄钢板制成分料槽，便于引导混凝土入模，使模内混凝土面均匀上升；

②混凝土均匀分层浇注，一次成型，坍落度宜控制在14～16cm之间；采用振动棒插入式捣固，不得触及钢筋、预埋件等。

(8)养护、拆模、下循环施工

①养护：砼浇注完成，采用土工膜覆盖、洒水保湿养护，养护时间不宜低于12小时；

②拆模：松开定位螺栓和微调螺栓；用小锤敲击震动模板，使模板与混凝土脱离；调整悬吊丝杆，使槽内两块模板一上一下后收拢，提升；

③按照以上步骤，准备下一循环施工。

3、施工注意事项

(1)为保证沟槽混凝土保护层厚度及外观质量，钢筋安装时必须校正并加混凝土垫块，确保尺寸、位置准确，防止出现沟槽支架关模困难及成型混凝土露筋现象发生;

(2)关模时必须保证模板锁死稳固、调节到位，丝杆支撑到位，模板板缝错台不得超过0.5mm，端头处封堵严实，避免漏浆；

(3)混凝土浇筑时，必须按设计及规范要求拌制合格混凝土，同时注意布料、振捣顺序及振捣质量，确保混凝土外观质量；灌注时尤其注意控制好灌注速度，不得过快，避免出现模架跑模、上浮情况；同时防止将混凝土洒在丝杆及调节部位，影响机构正常工作；

(4)高程和中线是整体移动式沟槽模架施工质量的关键，施工前布设的高程点及中线点允许误差应满足测量规范要求，模架调整到位后应严格按测量布设的点位挂线认真检查，检查合格后方可浇注砼。

五、劳动力组织和设备配置

1、劳动力组织

中心水沟整体式移动模架具有机械化高、操作简单、劳动力需求少等特点，其每套模架的劳动力组织如下：

人员配置及职责分工

2、设备配置

主要机械、设备配置如下：

表3 主要机械设备配备表

六、质量保证措施

1、移动模架和模板的刚度必须满足设计要求，防止结构变形；

2、严格落实测量复核制，确保测量放线准确无误；

3、每次使用，必须对模板进行清洁和均匀涂抹专用脱模剂；

4、浇筑结构前，严格落实“自检、互检、交检”三检制度，确保结构尺寸、预埋件设置等准确无误；

5、保证混凝土原材料质量，同时严格按照施工配合比拌制混凝土，加强施工过程中混凝土的捣固和分层浇筑的厚度控制；

6、加强混凝土养护工作，制作同条件养护试件，试压强度符合拆模强度值后，确定拆模时间。

七、安全保证措施

施工中，严格遵照隧道或地下工程相关规范、规程关于安全方面的规定，确保施工安全。同时，重点注意以下几点：

1、模架拼装过程中，应将行走滑轮制动，防止模架自然溜滑失控；

2、重型材料如大型模板等，尽量采用机械调运，避免使用人工搬运；凡多人一起搬动大件材料，必须统一指挥，防止重物落地砸伤人员事故；

3、丝杆、螺帽的调整应使用扳手等专用工具，严禁赤手操作，以免伤手；

4、单套模架前3次使用，以及后续每使用10次，均需对模架结构完整性和刚度进行检查，若有变形、损坏应及时修理或替换。

八、环保措施

施工中严格遵守国家和地方政府下发的有关环境保护的法律、法规和规章制度，加强对施工燃油、工程材料、设备、废水、生活和生产垃圾、弃渣的管理和治理，接受相关单位及部门的监督和检查。

九、经济效益分析

采用移动式模架施工隧道中心水沟与常规小钢模相比，施工质量好、作业简便、效率高、工费成本低。以梧山隧道出口中心水沟施工为例，一套移动模架配置3个杂工8小时能完成1组（12米长），与传统方法相比较可节约工时60%。采用该模架，有效提高了结构的外观质量，减轻了人员劳动强度，减少了成本支出，取得了较好的经济效益。

经济效益计算表

十、结束语

京福铁路客专（闽赣）Ⅷ标管段内中心水沟移动模架目前在梧山隧道出口试点应用，通过现场施工效果良好。按照12m/天进度指标，正常情况下每套模架可达到336m/月以上施工进度，一般隧道投入两套模架可满足进度需要，长大隧道每作业面需投入三套。沟槽模架的大量引用和投入，解决了长期以来隧道沟槽施工存在的线形扭曲、外观质量差、结构通缝多、预埋管道遗漏多等质量通病，为高速铁路隧道工程的规范化、标准化和机械化作业开创了有利局面。