浅谈地下洞室衬砌高度渐变下简易钢模台车设计及应用

摘 要 针对地下洞室衬砌高度渐变情况下砼衬砌施工技术，在新疆国投科克塔斯水库导流洞工程改建段砼施工过程中，对其常规砼衬砌简易钢模台车进行了大胆改造、提出了采用简易钢模台车洞内分段加高支撑体系满足渐变段衬砌施工的新方法，确保了导流洞改建段砼衬砌成功实施，对以后类似工程施工有一定的借鉴作用。

关键词 地下洞室 渐变 衬砌 刚模台车 设计 应用

一、概述

新疆国投科克塔斯水库位于伊宁市北部的匹里青河出山口水文站上游0.5km处，水库距伊宁市约30km，距国投伊犁电厂3.2km，水库是以工业和城镇生活供水、灌溉兼顾防洪和发电等综合利用的水利枢纽工程。枢纽主要建筑物由砼面板堆石坝、溢洪道、引水发电洞、灌溉洞及电站厂房等建筑物组成。

为了满足国投科克塔斯水库主体工程需要，原右岸导流洞导0+337.00～导0+518.00段改建成泄洪排沙洞。导流洞改建段长度181m，衬砌后断面尺寸由出口导0+518.00桩号3.5*5.35（宽*高）渐变至导0+337.00桩号3.5*6.16（宽*高），渐变高度0.81m，平均衬砌厚度为50cm。

原导流洞衬砌后断面尺寸为3.5*4.5（宽*高），衬砌长度518m，配置了两套简易钢模台车。改建段施工时，为了节约成本，满足施工进度要求，对用于原导流洞衬砌的一台钢模台车进行了改造，采用支撑体系分段加高的方法来满足改建段砼衬砌高度变化要求，确保了改建段砼衬砌成功实施。

二、方法特点

节约施工成本投入，增加经济效益，更重要的是加快了施工进度。避免了普通液压钢模台车液压系统在0.81m渐变范围最大处稳定性降低的风险。可在洞内分阶段加高，操作便利，缩短支撑体系拼接时间。

三、适用范围

适用于衬砌断面小、采用液压钢模台车难以满足或者不经济的洞室砼衬砌施工。

四、工艺原理

为满足改建段洞衬要求，在原简易台车改造的基础上设计。改建段划分为15段，前14段段长为12.1m，最后1段段长为11.88m。由于改建段断面尺寸渐变高于原导流洞衬砌断面，加高部分采用钢管架满足。前7段钢管采用统一规格，共分为8排（和原支撑排架一致），钢管间距为50cm，钢管采用φ48*3.5，8排钢管长度分别为186、185、184、183、183、182、181、180cm（长度自上游至下游依次减少），剪刀撑隔排布设。后8段钢管采用统一规格，共分为8排（和原支撑排架一致），钢管间距为50cm，钢管采用φ48*3.5，8排钢管长度分别为146、145、144、143、143、142、141、140cm（长度自上游至下游依次减少）。钢管安装前需要32T千斤顶（利用枕木）顶升模板到位后进行。

五、台车设计及操作要点

（一）改建段断面及台车设计图

（二）操作要点

（1）改造要求。所用板材、型材及焊接质量均要满足现行技术及验收规范要求。改造前须进行原料矫正，使之平直，以免影响制作精度。除锈等级要符合规范及现场使用要求。

（2）使用要求。改建段断面尺寸渐变高于原导流洞衬砌断面，加高部分采用钢管架满足。前7段钢管采用统一规格，后8段钢管采用统一规格，每段钢管长度自上游至下游依次减少。钢管安装前需要32T千斤顶（利用枕木）顶升模板到位后进行。砼的振捣采用附着式电动振捣器，将振捣器安装在模板内部的纵向支撑梁上，依靠振捣模板来达到振捣砼的目的。另配两支50软轴振捣器在侧面观察口中辅助振捣。轨道选用轻型30轨，每根长度6米～12米。根据每仓砼方量计算，每仓浇筑至即将结束，应严格控制砼输送泵最高压力，加强观察，防止模板打爆变形。

六、资源配置

第一，机械设备配置见表2。

第二，劳动力配置见表3。

七、质量控制及保证措施

严格按设计图纸、设计修改通知及相关技术规范进行施工。每个浇筑单元在开仓浇筑前严格进行仓面设计。实行砼浇筑盯仓制度，每仓从开仓到浇筑完成，设有专人盯仓，对浇筑过程进行质量监督，并对浇筑情况进行记录。实行“专业班组”制，加强对模板、钢筋、止水、砼浇筑管理工作；实行“上岗证制度”，对施工人员进行专业培训，提高施工人员的技术水平和操作能力；浇筑时，砼入仓强度应满足仓面设计要求，台车两侧要对称下料、控制小时浇筑上升速度，封拱时要控制砼泵输送压力，台车脱模要满足砼脱模强度要求。对全部施工过程，进行严格的全面质量管理，质检部门随时对洞内的施工质量进行检查，杜绝质量事故的发生。

八、安全管理及保证措施

工地设备及设施要加强现场防火。做好安全用电，防止漏电伤人。做好洞内通风和排水工作。在砼仓面设置安全防护装置如钢护栏等，工作台、踏板、脚手架的承重量，不得超过设计要求，并在现场挂牌标明。在振捣过程中，经常观察模板、支撑、拉筋是否变形，如发现变形，立即停止作业，并及时报告有关指挥人员。湿手不得接触振捣器电源开关，振捣器的电缆不得破皮漏电。

九、结束语

采用简易钢模台车在洞内分段加高来满足衬砌高度渐变的方法，避免了普通液压钢模台车液压系统在0.81m渐变范围最大处稳定性降低的风险，同时降低洞室砼浇筑难度，加快了施工进度，节约施工成本投入，增加经济效益。地下洞室衬砌简易钢模台车，在水利水电工程施工方面应用较广，但在小断面导流洞改建，洞内衬砌高度渐变范围在0.81m左右的案例并不多见，尤其对目前国内水电站改建、扩建、增容的情况下，地下洞室小断面衬砌施工具有一定的借鉴意义。

（作者单位为中国水利水电第三工程局有限公司）