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摘要:综合管廊是将电力、通信、燃气、供热、给排水等各种工程管线集于一体,实施统一规划、统一设计、统一建设和管理,是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。综合管廊的建设对城市发展具有重大意义,综合管廊建设成为城市建设中一项比较关键的任务。由于综合管廊在城区建设时,通常采用明挖法,该施工方法会干扰地面交通及需要拆迁地面建筑物,以及需要加固、悬吊,支托跨越基坑的地下管线,工程难度大,由此借鉴铁路隧道长距离明洞施工经验,结合地下综合管廊断面情况,使用模板台车配合浇筑的施工技术。由于模板台车安拆方便而且可移动,不用往复的安拆模板,致使可加快施工进度,减少对交通的干扰,且钢模板的外模板可对模板位置以上的地下管线起到支撑作用。本文简述模板台车施工技术及主要施工过程,分析了模板台车的优势以及施工中所需要注意的步骤要点,为类似工程提供借鉴经验。
关键词:综合管廊 模板台车 进度
引言
对比国内外施工方式,明挖现浇大部分采用小块模板施工。小块模板施工,安装速度慢,调整精度低,施工起来非常繁琐,需要耗费大量的人力、物力。针对综合管廊的施工特点,现使用模板台车用于明挖现浇的、能够进行综合管廊快速施工的技术。模板台车施工技术通过采用台车配合施工,模板台车采用背驮式,预留内部空间,方便物流倒运;模板台车采用可转动横移模板,可适应矩形、拱形断面、多舱室结构,并一次浇筑成型。模板台车技术设备安装方便、定位准确、拆模迅速,具有良好的施工效果。此施工技术相比较小块模板施工而言,对人力、物力起到了节约作用,且加快施工进度,提高施工质量,保障施工安全的作用。本文以柳州市静兰片区地下综合管廊工程桂柳路段工程为例,简述城市地下综合管廊施工中运用的模板台车施工技术。
1 工程概况
本工程位于广西柳州市静兰区桂柳大道北侧,综合管廊西起学院路,东至三门江大桥。桂柳路干线综合管廊总长约4.5km,双舱结构,分别包括电力舱、综合舱,纳入管线包括110kv电力管线、通信管线、给水管线,其中学院路-纵二路综合管廊断面净空尺寸为:(1.7m+2.7m)*3.5m,纵二路-三门江大桥综合管廊断面净空尺寸为:(2.4m+2.7m)*3.5m。综合管廊标准段上覆土层厚度约为2.5~3.5m,考虑0.15米厚素垫层,管廊两侧各留1.5m工作面宽度,因此,基坑标准段开挖深度约6.85~7.85m,宽9.05m,基坑局部开挖深度约增大到10.5~12.8m,局部宽度约增大到10.05~14.75m,倒虹段局部开挖深度增大到14.70~17.7m,宽度宽6.85~10.85m。
2 模板台车的基本方案及特点
2.1 基本方案
台车系统由三部分组成(具体详见下图1):模车、顶板模板和侧墙模板。模车与模板一次支模调整完成后,模板系统整装整拆;模车整体由下侧的支撑顶起完成支模,支撑千斤顶下降,依靠模车和顶板模板的自重整体下降脱离混凝土,利用人力或牵引设备向前整体牵引,完成折模。
施工工艺流程:地下管廊准备工作(开挖基础、两侧进行防护)→铺设设备走行轨→内模板台车运行到制定位置→将模板升到指定标高→顶部模板通过横移到侧墙内侧位置,加调整节锁定→侧墙模板转动到竖向位置→脚模板转动到竖向位置→侧墙模板和脚模板用底部撑杆锁定,内外模板配合浇筑→内模台车收缩,浇筑下一段。
2.2 模板台车特点
整体性高:台车桁架的整体性较好,且各部件可拆性,部件间采用连接钢板及螺栓进行连接,且在桁架下部装设行走装置,在实际施工时可利用其下部行走装置整体移动。
机动性强:采用钢模板台车在相邻的作业面之间甚至短距离之间的移动都较为方便快捷,省去了大量安装和拆卸时间,对工程成本和工期控制有利。
绿色施工:台车内部用定型钢桁架做支撑系统,前期投入大,但是后期运行过程中,不再要大量的人工和机动设备来搬运钢架管和模板,大量减少传统木模板支撑的材料费和人工费用。
施工效率高:拆装速度快,安装1小时,拆卸30分钟;操作安装人员4人;施工效率及质量高,使用施工模板台车设备比使用小模板拼接的传统工艺在整体施工效率上提高25%以上,每节施工周期内节省立模及拆模时间约20小时,有效的提高施工进度、降低施工成本;采用整体大模板施工减少了浇筑接缝,浇筑后抗渗及抗冻性能较好,有效降低后期运营维护费用,同时增加管廊的感观质量,省去二次人工打磨费用。
3 模板台车施工
3.1 模车的组装
模板台车由模车主梁和门架组成,构成主要的竖向力承受系统。每辆模板台车的总长度为24米,由3米段8段组成,两根模板台车主梁的轴间距为1400mm和1100mm。每段榀门架等间距750mm安装在模车主梁上。门架下横梁设置水平支撑,在支模状态时必须把下支撑安装拧紧,将8段模车连成一个整体。模车在组装过程中必须注意以下几点:
(1)两模板台车主梁必须平行,否则在模板台车牵引过程中不能顺利行走,可以通过对角线进行检测、调整;
(2)门架必须在同一标高上,门架顶面保证水平,否则影响顶板模板的水平。
3.2 模板的安装
模板台车组装调试完毕后,将模板与模车之间用铰接支撑连接,模板之间利用连接螺栓进行组拼。模板安装注意以下几点:
(1)模板就位前,必须在背楞上设置模板就位控制线,模板安装分节、分組进行;
(2)单节模车模板安装完毕后对,对模板的位置和水平进行调整,必要时可以进行局部点焊固定。
3.3 顶板端模的组拼
由于模板台车的总长度为24米,顶板端模与顶板模板之间采用搭设外侧支撑脚手架进行加固,端模在顶板模板上安装,并且用钢管将各部分串成一个整体。 3.4 支模
第一次支模时,将组装好的模板台车牵引到位,调整好前后和左右的距离后,用4台10t螺旋千斤顶将台车整体顶升到标高,此标高比设计标高高出10~15mm,给混凝土浇注竖向荷载施加后台车的整体下沉留出余量,此时台车轮距离底板的距离为80~100mm,此距离为顶板模拆模后脱离混凝土顶板的距离,在模车主梁门架位置用支撑千斤将模车顶紧。利用调节丝杠将模板调整到位,进行固定。
在顶升过程中,应由4人配合操作,每人控制一台千斤顶,步调保持一致,防止倾倒和模车整体滑移。千斤顶使用时应注意以下几点:
(1)检查千斤顶是否正常良好;
(2)千斤顶应该放置平整,为防止侧滑,应在千斤顶下垫支座;
(3)手柄动作方向角度范围内应无障碍物。
3.5 拆模
当顶板混凝土强度达到设计拆模强度后,方可进行顶板拆模。
首先利用可调支撑丝杆将模板收缩8度左右,此时模板挂在模板台车上。其次,慢慢下降螺旋千斤顶,使模车在自重作用下脱离顶板混凝土。此过程不能同时下降8个点的千斤顶,应该采取沿台车的纵向先下降一端,再依次下降的施工顺序,这样能更有效的破坏模板吸附力。一端下降30mm,另一端再下降30mm,使模车保持平衡。依次继续下降,使模车轮下降到槽钢轨道上,完成脱模过程,拆模具体见附图2。
3.6 模板台车载荷计算:
台车长度L=24m,墙厚度为0.4m。
1、浇筑时混凝土温度取 T =20℃,泵送混凝土按 20 m?/h 计算 ,由综合管廊断面图,可计算出每小时浇注速度。
V=20/(9*2*0.3)=1.04m/h
可求出新浇混凝土对模板单位面积的侧压力:
Pmax1=0.22*r*t*β*V?
β—混凝土坍落度影响系数,当坍落度≥ 11cm 时,
取β=1.15;
t—混凝土初凝时间,一般 t=200/(T+15) ,实际混凝土初凝时间在 5 小时左右;
Pmax1=0.22*r*t* β*V?
=0.22*24*5*1.15*1.04?
=31 kN/m 2
2、施工荷载按《模板工程技术规范( GB500113—2005)》中取定(不计算风,雪荷载)。
Ps=2KN/m?
总荷载 Pmax =31+2=33kN/m?
安全系数取 k=1.2,得
P=1.2*33kN/m?=40kN/m?
3.7 模板的强度与挠度验算
3.7.1 面板验算,取模板的最大侧压力 P=40kN/m?
强度验算
面板为10mm厚钢板,肋板间距300,取1mm板条作为计算单元,荷载为:
q=0.072×1=0.04N/mm
面板的截面系数:
满足要求。
3.7.2 挠度验算
跨中的挠度
满足要求。
3.8 门架强度校核:
3.8.1 计算单元:
F=0.5x0.5x2400(模板长)x522(有效受力高度)/5(门架)
=23490kgf 62640
3.8.2 公式:
满足要求。
4 模板台车施工的优势
采用整体模板装接,混凝土表面光滑平整,接缝少且平滑程度高,无错台现象,提高施工质量。小模板施工,拼接速度慢,一个循环采用小模板进行施工,拆装模板至少需要2~3d的时间。模车在相邻段施工时,可整体进行移动,可大量节约相邻段管廊施工时的模板及台车重复拼装。小模板外设置环向拉筋以及辐射状连接筋与内模连接,连接筋要留至主体内部,容易形成漏水点。与传统的塑料模板相比较,取消了对拉螺杆及消除了螺杆孔洞的修补,综合管廊墙体达到了清水混凝土表面的要求,提高了感观质量。施工过程中大量减少模板的损耗及劳动力,降低了投资成本、缩减劳动强度,提高功效,加快施工进度。
尽管模板台车施工相比较小模板施工具有诸多优势,但该施工方法也存在一些不足之处,例如:对施工現场的施工作业面要求较宽,需要吊车进行配合;具备施工条件的里程段较长,模板台车才能进行整体移动,实现连续不间断流水施工;对模具加工的精度较高,否则现场拼装会造成模板拼装不起来的问题;对安装工人的技术水平要求较高,需要进行岗前技术培训等,由于工人流动性大,会导致反复的对工人进行技术培训;对模板台车吊装到位的全过程需要专业技术人员实时盯控,一旦某个环节卡控不严格,将会致使模板台车不能使用。
5 结语
当前,国内相关部门高度重视推进城市地下综合管廊建设,2013年以来先后印发了《国务院关于加强城市基础设施建设的意见》等文件,部署开展城市地下综合管廊建设试点工作。经过施工现场实践总结,该施工技术能够解决在明挖现浇施工中如何快速施工的难题,为工程建设赢得了时间,取得了良好的社会效益和经济价值。
参考文献
[1]城市地下综合管廊建设
[2]我国城市综合管廊建设现状及展望
[3]模板工程技术规范( GB500113—2005)
[4]城市地下综合管廊内外模板台车设计与施工
[5]浅谈城市地下综合管廊的必要性
中铁二十五局集团第四工程有限公司 广西 柳州 545007
关键词:综合管廊 模板台车 进度
引言
对比国内外施工方式,明挖现浇大部分采用小块模板施工。小块模板施工,安装速度慢,调整精度低,施工起来非常繁琐,需要耗费大量的人力、物力。针对综合管廊的施工特点,现使用模板台车用于明挖现浇的、能够进行综合管廊快速施工的技术。模板台车施工技术通过采用台车配合施工,模板台车采用背驮式,预留内部空间,方便物流倒运;模板台车采用可转动横移模板,可适应矩形、拱形断面、多舱室结构,并一次浇筑成型。模板台车技术设备安装方便、定位准确、拆模迅速,具有良好的施工效果。此施工技术相比较小块模板施工而言,对人力、物力起到了节约作用,且加快施工进度,提高施工质量,保障施工安全的作用。本文以柳州市静兰片区地下综合管廊工程桂柳路段工程为例,简述城市地下综合管廊施工中运用的模板台车施工技术。
1 工程概况
本工程位于广西柳州市静兰区桂柳大道北侧,综合管廊西起学院路,东至三门江大桥。桂柳路干线综合管廊总长约4.5km,双舱结构,分别包括电力舱、综合舱,纳入管线包括110kv电力管线、通信管线、给水管线,其中学院路-纵二路综合管廊断面净空尺寸为:(1.7m+2.7m)*3.5m,纵二路-三门江大桥综合管廊断面净空尺寸为:(2.4m+2.7m)*3.5m。综合管廊标准段上覆土层厚度约为2.5~3.5m,考虑0.15米厚素垫层,管廊两侧各留1.5m工作面宽度,因此,基坑标准段开挖深度约6.85~7.85m,宽9.05m,基坑局部开挖深度约增大到10.5~12.8m,局部宽度约增大到10.05~14.75m,倒虹段局部开挖深度增大到14.70~17.7m,宽度宽6.85~10.85m。
2 模板台车的基本方案及特点
2.1 基本方案
台车系统由三部分组成(具体详见下图1):模车、顶板模板和侧墙模板。模车与模板一次支模调整完成后,模板系统整装整拆;模车整体由下侧的支撑顶起完成支模,支撑千斤顶下降,依靠模车和顶板模板的自重整体下降脱离混凝土,利用人力或牵引设备向前整体牵引,完成折模。
施工工艺流程:地下管廊准备工作(开挖基础、两侧进行防护)→铺设设备走行轨→内模板台车运行到制定位置→将模板升到指定标高→顶部模板通过横移到侧墙内侧位置,加调整节锁定→侧墙模板转动到竖向位置→脚模板转动到竖向位置→侧墙模板和脚模板用底部撑杆锁定,内外模板配合浇筑→内模台车收缩,浇筑下一段。
2.2 模板台车特点
整体性高:台车桁架的整体性较好,且各部件可拆性,部件间采用连接钢板及螺栓进行连接,且在桁架下部装设行走装置,在实际施工时可利用其下部行走装置整体移动。
机动性强:采用钢模板台车在相邻的作业面之间甚至短距离之间的移动都较为方便快捷,省去了大量安装和拆卸时间,对工程成本和工期控制有利。
绿色施工:台车内部用定型钢桁架做支撑系统,前期投入大,但是后期运行过程中,不再要大量的人工和机动设备来搬运钢架管和模板,大量减少传统木模板支撑的材料费和人工费用。
施工效率高:拆装速度快,安装1小时,拆卸30分钟;操作安装人员4人;施工效率及质量高,使用施工模板台车设备比使用小模板拼接的传统工艺在整体施工效率上提高25%以上,每节施工周期内节省立模及拆模时间约20小时,有效的提高施工进度、降低施工成本;采用整体大模板施工减少了浇筑接缝,浇筑后抗渗及抗冻性能较好,有效降低后期运营维护费用,同时增加管廊的感观质量,省去二次人工打磨费用。
3 模板台车施工
3.1 模车的组装
模板台车由模车主梁和门架组成,构成主要的竖向力承受系统。每辆模板台车的总长度为24米,由3米段8段组成,两根模板台车主梁的轴间距为1400mm和1100mm。每段榀门架等间距750mm安装在模车主梁上。门架下横梁设置水平支撑,在支模状态时必须把下支撑安装拧紧,将8段模车连成一个整体。模车在组装过程中必须注意以下几点:
(1)两模板台车主梁必须平行,否则在模板台车牵引过程中不能顺利行走,可以通过对角线进行检测、调整;
(2)门架必须在同一标高上,门架顶面保证水平,否则影响顶板模板的水平。
3.2 模板的安装
模板台车组装调试完毕后,将模板与模车之间用铰接支撑连接,模板之间利用连接螺栓进行组拼。模板安装注意以下几点:
(1)模板就位前,必须在背楞上设置模板就位控制线,模板安装分节、分組进行;
(2)单节模车模板安装完毕后对,对模板的位置和水平进行调整,必要时可以进行局部点焊固定。
3.3 顶板端模的组拼
由于模板台车的总长度为24米,顶板端模与顶板模板之间采用搭设外侧支撑脚手架进行加固,端模在顶板模板上安装,并且用钢管将各部分串成一个整体。 3.4 支模
第一次支模时,将组装好的模板台车牵引到位,调整好前后和左右的距离后,用4台10t螺旋千斤顶将台车整体顶升到标高,此标高比设计标高高出10~15mm,给混凝土浇注竖向荷载施加后台车的整体下沉留出余量,此时台车轮距离底板的距离为80~100mm,此距离为顶板模拆模后脱离混凝土顶板的距离,在模车主梁门架位置用支撑千斤将模车顶紧。利用调节丝杠将模板调整到位,进行固定。
在顶升过程中,应由4人配合操作,每人控制一台千斤顶,步调保持一致,防止倾倒和模车整体滑移。千斤顶使用时应注意以下几点:
(1)检查千斤顶是否正常良好;
(2)千斤顶应该放置平整,为防止侧滑,应在千斤顶下垫支座;
(3)手柄动作方向角度范围内应无障碍物。
3.5 拆模
当顶板混凝土强度达到设计拆模强度后,方可进行顶板拆模。
首先利用可调支撑丝杆将模板收缩8度左右,此时模板挂在模板台车上。其次,慢慢下降螺旋千斤顶,使模车在自重作用下脱离顶板混凝土。此过程不能同时下降8个点的千斤顶,应该采取沿台车的纵向先下降一端,再依次下降的施工顺序,这样能更有效的破坏模板吸附力。一端下降30mm,另一端再下降30mm,使模车保持平衡。依次继续下降,使模车轮下降到槽钢轨道上,完成脱模过程,拆模具体见附图2。
3.6 模板台车载荷计算:
台车长度L=24m,墙厚度为0.4m。
1、浇筑时混凝土温度取 T =20℃,泵送混凝土按 20 m?/h 计算 ,由综合管廊断面图,可计算出每小时浇注速度。
V=20/(9*2*0.3)=1.04m/h
可求出新浇混凝土对模板单位面积的侧压力:
Pmax1=0.22*r*t*β*V?
β—混凝土坍落度影响系数,当坍落度≥ 11cm 时,
取β=1.15;
t—混凝土初凝时间,一般 t=200/(T+15) ,实际混凝土初凝时间在 5 小时左右;
Pmax1=0.22*r*t* β*V?
=0.22*24*5*1.15*1.04?
=31 kN/m 2
2、施工荷载按《模板工程技术规范( GB500113—2005)》中取定(不计算风,雪荷载)。
Ps=2KN/m?
总荷载 Pmax =31+2=33kN/m?
安全系数取 k=1.2,得
P=1.2*33kN/m?=40kN/m?
3.7 模板的强度与挠度验算
3.7.1 面板验算,取模板的最大侧压力 P=40kN/m?
强度验算
面板为10mm厚钢板,肋板间距300,取1mm板条作为计算单元,荷载为:
q=0.072×1=0.04N/mm
面板的截面系数:
满足要求。
3.7.2 挠度验算
跨中的挠度
满足要求。
3.8 门架强度校核:
3.8.1 计算单元:
F=0.5x0.5x2400(模板长)x522(有效受力高度)/5(门架)
=23490kgf 62640
3.8.2 公式:
满足要求。
4 模板台车施工的优势
采用整体模板装接,混凝土表面光滑平整,接缝少且平滑程度高,无错台现象,提高施工质量。小模板施工,拼接速度慢,一个循环采用小模板进行施工,拆装模板至少需要2~3d的时间。模车在相邻段施工时,可整体进行移动,可大量节约相邻段管廊施工时的模板及台车重复拼装。小模板外设置环向拉筋以及辐射状连接筋与内模连接,连接筋要留至主体内部,容易形成漏水点。与传统的塑料模板相比较,取消了对拉螺杆及消除了螺杆孔洞的修补,综合管廊墙体达到了清水混凝土表面的要求,提高了感观质量。施工过程中大量减少模板的损耗及劳动力,降低了投资成本、缩减劳动强度,提高功效,加快施工进度。
尽管模板台车施工相比较小模板施工具有诸多优势,但该施工方法也存在一些不足之处,例如:对施工現场的施工作业面要求较宽,需要吊车进行配合;具备施工条件的里程段较长,模板台车才能进行整体移动,实现连续不间断流水施工;对模具加工的精度较高,否则现场拼装会造成模板拼装不起来的问题;对安装工人的技术水平要求较高,需要进行岗前技术培训等,由于工人流动性大,会导致反复的对工人进行技术培训;对模板台车吊装到位的全过程需要专业技术人员实时盯控,一旦某个环节卡控不严格,将会致使模板台车不能使用。
5 结语
当前,国内相关部门高度重视推进城市地下综合管廊建设,2013年以来先后印发了《国务院关于加强城市基础设施建设的意见》等文件,部署开展城市地下综合管廊建设试点工作。经过施工现场实践总结,该施工技术能够解决在明挖现浇施工中如何快速施工的难题,为工程建设赢得了时间,取得了良好的社会效益和经济价值。
参考文献
[1]城市地下综合管廊建设
[2]我国城市综合管廊建设现状及展望
[3]模板工程技术规范( GB500113—2005)
[4]城市地下综合管廊内外模板台车设计与施工
[5]浅谈城市地下综合管廊的必要性
中铁二十五局集团第四工程有限公司 广西 柳州 545007