周鹏1 何志佳2 张青良3
1 中铁二局第五工程有限公司 四川 成都 610000
3 中铁七局武汉工程有限公司 湖北 武汉 430000
摘要:本文以滇中引水工程“三管一联”混凝土结构倒虹吸内外模台车为研究对象，对内外模台车施工工艺进行研究，通过对台车安拆、铜片止水带固定措施施工优化等施工质量卡控措施的技术研究，提高了倒虹吸施工的效率，缩短每期模板循环时间，同时降低了质量问题的出现,有利于倒虹吸高效快速的施工，为以后同类工程施工提供参考。
关键词：引水工程“三管一联”混凝土结构倒虹吸、内外模台车、铜片止水带固定措施施工优化
1.工程概况
滇中引水工程是国务院确定的172项节水供水重大水利工程中的标志性工程，也是中国西南地区规模最大、投资最多的水资源配置工程。下庄倒虹吸进水池水位高程为1966.039m，出水池水位高程为1962.496m，管道最低点（穿中河附近）高程为1936.978m，最大水头 26.6m，管顶埋深约2～9.3m。倒虹吸进口部位设置1座分、退水闸，向祥云祥城分水，分水流量为Q=5m3/s，向中河退水，退水流量为Q=115m3/s。
下庄倒虹吸管身段选用 3 根管径 D=4.9m 的现浇钢筋混凝土管,三管一联布置，总长 4353.923m（投影长），采用15米为一个分段，每个分段断面面积57.94㎡，设计方量869.1m3，是全国首个“三管一联”混凝土结构倒虹吸。倒虹吸分两期浇筑，其中第二期顶板施工，钢筋制安量大、混凝土方量大、成型流水面质量要求高、特对其施工质量卡控措施进行研究。
2.内外模台车组成
下庄倒虹吸台车的工作长度为15.1米，由3个内模台车、外模台车两部分组成。台车由模板总成、托架总成、平移油缸、门架总成、行走机构、侧向液压油缸、侧向支承千斤、托架支承千斤、门架支承千斤等组成。模板由一块顶模、两块边模构成横断面，顶模为一个整体，边模与顶模通过铰耳轴联接。每节模板1.5米宽，纵向由10节组合成15米结构长度，模板之间皆由螺栓联接。模板上开有呈品字型排列的工作窗，顶部安装有与输送泵接口的注浆装置。模板板厚为10mm，各加强筋间距250mm。为保证模板的强度及局部不致变形，在顶模板中部增加了加强弧形拱板。具体如下图所示:
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（1）内模台车
内模台车由模板总成、托架总成、平移机构、门架总成、行走机构、侧向液压油缸、侧向支承千斤、托架支承千斤、门架支承千斤等组成。
（2）外模台车
本外模台车由模板总成、托架总成、平移机构、行走机构、侧向液压油缸、侧向支承千斤等组成。
3.机械设备配置选型
台车的搭设及拆除主要依靠大型机械设备，选用50T吊车作为主要吊装设备，根据台车设计图：台车最大吊重为吊装重量约4.15T。
经现场测量，吊装最大高度15m，作业半径15m，查50t汽车吊车性能参数表可知吊臂长32.75m、作业半径16m时起吊能力为4.7t>4.15t，所以50t汽车吊车可满足要求。
4.台车安拆场地布置
下庄倒虹吸边坡开挖、基底垫层施工后，基底宽24m,具备倒虹吸内外模台车安装的作业空间。
5.模板台车安装
台车的安装通过汽车机起吊部件，将台车安装好后，起动行走机构将台车开进洞内。
安装前，应穿戴整齐，做好安全防护措施，在保证安全的前提下，遵循以下安装步骤：
（1）测量方向：放出现场台车安装的基准：按总图（总图尺寸为台车工作状态的尺寸）要求，检查地面是否平整，是否达到设计安装的基准要求；
（2）铺设轨道：轨道选用P43Kg/m型钢轨，高度为140mm，支承在定型钢枕或枕木上。轨道必须固定，钢枕强度应满足承载要求，其铺设间距为600mm-750mm。
（3）门架的安装：安装门架时，横梁与立柱、立柱与门架纵梁及各联接梁和斜拉杆的联接必须牢固，各固定螺栓必须拧紧，行走轮中心应与轨道中心重合。
（4）平移小车到位：两套平移小车支承在门架两根边横梁上，调节油缸应调节在行程中位。
（5）安装托架总成：先安装托架纵梁，两根纵梁支承在平移小车上的液压油缸上，然后，依次安装边横梁、中横梁、边立柱、中立柱及各支承螺旋千斤，注意纵梁中心线应与门架中心线平行。
（6）安装模板总成：模板的安装应先顶模，将全部顶模安装到位后，再挂左、右边模，接着安装千斤联接梁及各侧向支承千斤。
（7）安装液压站及液压管道，配接电气线路。
（8）台车安装完毕后，检测各部结构是否到位，检查各部位螺栓联结是否牢固，各联结销必须可靠且转动灵活，然后进行初步调试。要求各螺旋千斤动作可靠，各基本尺寸达到设计要求。
（8）确定台车工作位置的轨面标高正确后，保证轨道相对隧道中心线对称，轨面平整。
（9）准备工作完成后，台车即可就位，就位前让液压系统工作。
6.堵头模板优化
（1）传统堵头模板
传统堵头模板采用木模板，铜片止水以下木模采用60cm长方木作肋条，间距按30cm控制；加固采用2根直径28直螺纹钢筋紧贴肋条，并用Φ12圆钢连接Φ14丝头作为拉杆连接螺纹钢及倒虹吸管体水平钢筋加固，对拉杆及一个蝴蝶卡使用。堵头模板铜片止水以上采用铜片止水上部木模采用长方木作肋条，竖向间距按30cm控制；加固采用Φ48钢管紧贴肋条（横向放置）间距60cm，并用Φ12圆钢连接Φ14丝头作为拉杆连接螺纹钢及倒虹吸管体水平钢筋及顶板主筋上加固，对拉杆及一个蝴蝶卡使用。
弧形模板采用钢制定型模板，模板尺寸为弧长3.54m，宽1.5m模板之间通过φ24螺栓连接；弧形模板安装采用φ12U字型圆钢进行支撑模板；U型圆钢长为5cm,间距为1.5m布置。
模板安装过程中，应通过吊垂线的方式控制模板的竖直度，垂线底部为模板测量点。
模板安装完毕应接缝应密贴，如模板安装完成后存在缝隙无法严丝合缝，那么就必须采取泡沫胶将缝隙封死，防止混凝土浇筑过程中漏浆。
模板在安装过程中应设置足够的临时固定设施，以防变形和倾覆。
（2）堵头钢模板
堵头钢模板上设有连接杆件，杆件与内、外模的骨架用大螺栓连接，端模边则采用模板螺栓连接到内外模的侧边上，保证端模与内外台车能紧密连接。端头模板安装次序根据其悬挂于内模架或外模架而异：当端头模板采用悬挂于外模架型式时，则在内、外模板台车完成后安装；当端头模板采用与内模架一起移位方式时，则在内模移位前拆除端头模板与外模架的连接螺栓而保留与内模架的连接，内模移位时再带动端头模板移位。端模安装完成后，即可浇筑管节混凝土，完成一个15米内外模板台车的使用循环。
7.传统堵头模板与台车堵头模板对比分析
（1）传统堵头模板缺点：
①材料方面：周转材料损耗率高。
②施工进度方面：木模板拼装速度缓慢，需大量人力进行拼装。
③质量方面：木模板拼装交接位置众多，导致接缝位置易出现错台；浇筑过程中有漏浆现象；多次使用后，模板容易变形。
（2）台车堵头模板优点：
①材料方面：周转材料损耗率低。
②施工进度方面：钢模板拼装时需时间少，加快施工进度。
③质量方面：钢模板表面平整；模板不易变形；浇筑过程中无跑模、漏浆等现象。
8.铜片止水带安装
铜片止水带为圆形，与结构流水面垂直距离为20cm ,铜片止水带鼻子凹向对着水压力打的方向（迎水面）。
铜片止水带的接头焊接宜采用搭接或对接在进行双面进行，搭接长度应大于2cm,双面焊接实施困难时，应采用单面焊接两遍进行。焊接应采用黄铜焊条。
铜片止水带采用Φ12光圆钢筋定位，利用台车堵头模板固定。铜片止水短期裸露时采取土工布包裹保护，长期裸露时采取圆弧模型彩钢板保护。
9.结语
以滇中引水工程“三管一联”混凝土结构倒虹吸为研究对象，对“三管一联”混凝土结构倒虹吸内外模施工工艺进行研究，通过对“三管一联”混凝土结构倒虹吸内外模安拆、、施工缝铜片止水带固定技术等施工质量卡控措施的技术研究，提高了“三管一联”混凝土结构倒虹吸施工的效率，缩短每期模板循环时间，同时降低了质量问题的出现,有利于倒虹吸高效快速的施工，为以后同类“三管一联”混凝土结构倒虹吸施工提供参考。
参考文献:
【1】杨立新.涵洞施工中整体式衬砌钢模台车施工技术【J】河南水利与南水北调，2008（07）
【2】邓生荣、袁国栋． 浅谈石门河渠道倒虹吸管身段模板施工技术．四川水力发电，2012，03．
作者简介：
周鹏（1984—）男，汉族，森林工程本科，工程师，主要从事施工技术管理工作。