水電站隧洞模板技術(shù)

1、第十章 水利水電地下工程模板技術(shù)第一節(jié) 簡(jiǎn)述1.隧洞成形模板的廣泛應(yīng)用 水利水電地下工程結(jié)構(gòu)復(fù)雜，規(guī)模也越來(lái)越大。其混凝土結(jié)構(gòu)型式多樣，構(gòu)造復(fù)雜，需要各種各樣的模板，本章專(zhuān)門(mén)講述地下洞室的模板技術(shù)和隧洞標(biāo)準(zhǔn)洞身段的成形、成套模板技術(shù)。平洞、豎井、斜井都是構(gòu)成地下工程的主要組成部分之一，如導(dǎo)流洞、泄洪洞、放空洞、排砂洞、引水洞、尾水洞、出線井、電梯井、調(diào)壓井、閘門(mén)井等等。這些井、洞功能不同，長(zhǎng)短不一，斷面大小、形態(tài)各異，對(duì)這些井、洞進(jìn)行混凝土襯砌，采用成套、成形模板，具有其他散拼模板，組合模板等傳統(tǒng)模板形式所無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。由于其機(jī)械化操作、液壓技術(shù)的廣泛應(yīng)用，更使混凝土成形質(zhì)量，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，

2、快速施工能力等為建筑業(yè)各界所認(rèn)可。特別是大型長(zhǎng)隧洞、長(zhǎng)斜井、深豎井，離開(kāi)了成形、成套模板技術(shù)，就無(wú)法順利按要求保質(zhì)保量完成工程混凝土施工。 目前，在平洞混凝土襯砌施工中采用鋼模臺(tái)車(chē)已成為最主要的模板形式，在中、大型鋼模臺(tái)車(chē)上，均采用液壓系統(tǒng)為主要操控手段。而在豎井和斜井混凝土施工中，滑模是主要形式。2.隧洞模板的分類(lèi)隧洞模板按其使用的范圍分類(lèi)，常見(jiàn)模板的種類(lèi)見(jiàn)表1011：表1011 隧洞模板分類(lèi)使用范圍分類(lèi)特點(diǎn)平洞全斷面襯砌模板隧洞混凝土澆筑全斷面一次成形分部式襯砌模板底部（或底拱），邊墻，邊頂拱分二、三次澆筑豎井滑模在混凝土澆筑過(guò)程中沿混凝土表面滑動(dòng)的模板滑框倒模主體構(gòu)架整體滑升，但模板不滑

3、，模板不與混凝土產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)混合式滑模部分為滑模，部分為滑框倒模自升式爬模分層澆筑，自行爬升移位斜井全斷面滑模全斷面澆筑滑升一次成形分部式滑模隧洞斷面分二次滑升澆筑成形多功能模板全斷面分段澆筑，既能用于斜井，也能用于平洞3.模板方案選擇3.1模板方案選型因素（1）工作狀況。比如隧洞長(zhǎng)度、斷面尺寸大小、有無(wú)轉(zhuǎn)彎段、轉(zhuǎn)彎半徑大小、施工支洞和通道的布置情況。（2）工期進(jìn)度要求。（3）在進(jìn)行施工組織設(shè)計(jì)時(shí)確定的澆筑方案、方法、程序和其他設(shè)計(jì)及施工的特殊要求。（4）現(xiàn)場(chǎng)安裝、拆除條件和其他施工程序的干擾、影響。（5）對(duì)專(zhuān)用模板操作方式（手動(dòng)、機(jī)械、液壓及行走方式）的要求。（6）對(duì)鋼模臺(tái)車(chē)重量和造價(jià)的要求

4、。 實(shí)際施工中，上述多種因素對(duì)模板的選型方案都會(huì)產(chǎn)生影響，需要進(jìn)行綜合分析、研究，以求找到最適合工程的技術(shù)路線，從而確定隧洞模板的方案選型。3.2優(yōu)先原則 隧道斷面有多種型式，比如城門(mén)洞型、馬蹄型、圓型及這些洞型的修正型，一般情況下，只要底板是平面的，像城門(mén)洞型和馬蹄型，就應(yīng)該毫不猶豫地先澆底板。其好處較多：一來(lái)先澆底板可以穩(wěn)定基礎(chǔ)，減少底部清理次數(shù)；二是方便施工車(chē)輛通行；三是便于布置、安裝邊頂鋼模臺(tái)車(chē)的行走軌道；四是邊、底部混凝土接縫好。澆底板，除兩邊角處有圓弧或倒角，要有局部模板外，一般是不需要模板的，因此，對(duì)此類(lèi)隧洞，基本不考慮全斷面襯砌方案，先澆底板，重點(diǎn)研究邊頂拱襯砌方案和模板技術(shù)。

5、第二節(jié) 平洞鋼模臺(tái)車(chē)水工地下平洞設(shè)計(jì)斷面多為規(guī)則斷面，這就為混凝土施工使用成套鋼模技術(shù)，選用適當(dāng)?shù)匿撃Ｅ_(tái)車(chē)提供了很好的條件，有利于地解決工程質(zhì)量、工期進(jìn)度及交叉作業(yè)等一系列施工問(wèn)題。1.平洞鋼模臺(tái)車(chē)的主要種類(lèi)和特點(diǎn)表1021 平洞鋼模臺(tái)車(chē)主要種類(lèi)和特點(diǎn)類(lèi)型名稱(chēng)結(jié)構(gòu)和使用特點(diǎn)分部式襯砌模板整體式鋼模臺(tái)車(chē)多為邊頂拱襯砌，模板和臺(tái)車(chē)不分離，分段長(zhǎng)度適應(yīng)混凝土性質(zhì)要求，一般915m為宜，操作簡(jiǎn)便，速度快，立模精度好。分離式鋼模臺(tái)車(chē)與整體式鋼模臺(tái)車(chē)功能基本相同，不同的是臺(tái)車(chē)較短，一部臺(tái)車(chē)配多套模板組成一個(gè)澆筑段，一般每套模板長(zhǎng)44.5m，要求模板自身具有較高強(qiáng)度，能獨(dú)立承受混凝土荷載。此類(lèi)模板有穿行式和

6、非穿行式兩種。穿行式是臺(tái)車(chē)載運(yùn)模板時(shí)可以同時(shí)穿行通過(guò)立模段；非穿行式僅臺(tái)車(chē)可穿行立模段，立模時(shí)第一節(jié)模板需從遠(yuǎn)處開(kāi)始就位。底模臺(tái)車(chē)用于隧洞底拱襯砌，有針梁式，也有整體軌道行走式。邊墻鋼模臺(tái)車(chē)大型隧洞有較高邊墻，單獨(dú)澆筑邊墻時(shí)有多種類(lèi)型的鋼模臺(tái)車(chē)，模板可采用拼裝為大面積的整體模，并一起脫模，模板隨臺(tái)車(chē)行走轉(zhuǎn)移。 表1021 平洞鋼模臺(tái)車(chē)主要種類(lèi)和特點(diǎn)（續(xù)）類(lèi)型名稱(chēng)結(jié)構(gòu)和使用特點(diǎn)全斷面襯砌模板針梁鋼模模板和針梁互為依托、交替運(yùn)行，達(dá)到移位目的。特別適宜在中小、長(zhǎng)直隧洞中使用。目前針梁鋼模已發(fā)展有針梁上置式、針梁下置式及穿行式針梁鋼模等多種型式。由于針梁長(zhǎng)度是模板的2倍多，通過(guò)轉(zhuǎn)彎段有一定困難。伸縮

7、式鋼模臺(tái)車(chē)（穿行式鋼模）整套模板自成體系，底模由支腿支承在地面，臺(tái)車(chē)載運(yùn)模板行走于底模上，模板每節(jié)34.5m，一部臺(tái)車(chē)配多節(jié)模板，能較容易通過(guò)轉(zhuǎn)彎段。由于分節(jié)立模、脫模，操作速度較慢。多功能模板是又一種全斷面襯砌模板，需鋪設(shè)軌道，既可使用于平洞，又可使用于斜井，由卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引移動(dòng)。行進(jìn)式隧洞滑模底板和頂拱有固定的模板，通過(guò)絲桿調(diào)節(jié)完成立模和脫模動(dòng)作，而左右兩側(cè)采用滑模的方式進(jìn)行滑升澆筑，施工時(shí)操作和觀測(cè)方便，由于澆筑速度較慢，施工應(yīng)用極少。2.幾種典型的平洞成形模板2.1邊頂拱鋼模臺(tái)車(chē)2.1.1整體式邊頂拱鋼模臺(tái)車(chē)邊頂拱鋼模臺(tái)車(chē)是平洞混凝土襯砌模板中應(yīng)用最廣泛的一種，而其中又以整體式鋼模臺(tái)車(chē)為主

8、，整體式鋼模臺(tái)車(chē)除臺(tái)車(chē)部分重量稍重外，有很多分離式鋼模臺(tái)車(chē)所不具備的優(yōu)勢(shì)：立模、脫模速度快，操作相對(duì)簡(jiǎn)單，立模精度容易控制，整體強(qiáng)度好，故成為邊頂拱襯砌模板的首選，即使在大朝山導(dǎo)流洞、尾水洞、龍灘尾水洞、小灣導(dǎo)流洞、溪洛渡導(dǎo)流洞、糯扎渡導(dǎo)流洞等這些大型、特大型斷面隧洞中都是采用的整體式邊頂拱鋼模臺(tái)車(chē)方案。圖1021是小灣導(dǎo)流洞整體式鋼模臺(tái)車(chē)示意圖。 圖10-2-1 小灣導(dǎo)流洞鋼模臺(tái)車(chē)1.頂模 2.側(cè)模 3.操作平臺(tái) 4.側(cè)向油缸 5.螺旋撐桿 6.臺(tái)車(chē)架 7.頂模油缸 8.模板調(diào)節(jié)支撐 9.托梁 10.液壓泵站 11.主動(dòng)輪機(jī)構(gòu) 12.臺(tái)車(chē)調(diào)節(jié)支撐 13.被動(dòng)輪機(jī)構(gòu) 14.軌道 15.堵頭模板

9、 16.樓梯 17.下邊模隧洞為城門(mén)洞型，16×19m, 臺(tái)車(chē)每澆筑段長(zhǎng)度15m。液壓系統(tǒng)中，頂模油缸4只，側(cè)向油缸每排3只（模板長(zhǎng)度小于12m時(shí)可考慮只用2只），橫向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)2套，各用油缸1只。液壓系統(tǒng)可能發(fā)生的泄漏和其他故障將會(huì)嚴(yán)重影響到模板立模工作狀態(tài)，特別是設(shè)計(jì)大型鋼模臺(tái)車(chē)時(shí)有必要對(duì)此進(jìn)行特別關(guān)注和研究，該型臺(tái)車(chē)是在頂模油缸上加設(shè)螺旋裝置，實(shí)現(xiàn)液壓和機(jī)械共同鎖緊，確保頂模油缸在澆筑時(shí)可靠受力。由于邊墻是一次性同時(shí)襯砌到地面，故邊墻模板分為兩部分，都由液壓缸控制操作，立模時(shí)，下邊墻下面增加了高度為200mm的木模（或小鋼模），這樣才能保證澆完混凝土后下邊模能自由轉(zhuǎn)動(dòng)完成脫模動(dòng)作

10、。頂模托梁和臺(tái)車(chē)下方均設(shè)置了多點(diǎn)可調(diào)節(jié)式螺旋支撐機(jī)構(gòu)，立模后，變簡(jiǎn)支梁為連續(xù)梁多點(diǎn)支撐受力，改善頂模和臺(tái)車(chē)整體受力狀態(tài)。圖10-2-2是龍灘電站尾水洞邊頂拱鋼模臺(tái)車(chē)，該隧洞襯后成洞直徑21m，先用成形小鋼模澆120°范圍內(nèi)底拱，同時(shí)預(yù)埋彎鉤螺栓，為安裝邊頂拱鋼模臺(tái)車(chē)行走軌道作準(zhǔn)備。鋼模臺(tái)車(chē)襯砌長(zhǎng)度10m。圖10-2-3是軌道裝置，包括支座、錐形螺母、軌道梁和軌道。這種設(shè)計(jì)，不影響臺(tái)車(chē)下部空間通行。貴州構(gòu)皮灘電站尾水洞成洞直徑14.2m，邊頂拱鋼模臺(tái)車(chē)由5m長(zhǎng)的兩節(jié)組成，圖10-2-4，這種整體拆分式鋼模臺(tái)車(chē)，主要考慮兼顧直線和轉(zhuǎn)彎段的應(yīng)用，直線段時(shí)連成一體，轉(zhuǎn)彎時(shí)分開(kāi)，拼接轉(zhuǎn)彎段模板

11、。當(dāng)然其操控系統(tǒng)、行走機(jī)構(gòu)都有所增加，造價(jià)也相應(yīng)有所提高。由于隧洞有較大坡度，故臺(tái)車(chē)行走不設(shè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，而由兩臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引，同時(shí)，模板還加設(shè)了導(dǎo)向裝置，防止模板傾斜。圖10-2-2 龍灘電站尾水洞鋼模臺(tái)車(chē)1.頂模 2.側(cè)模 3.垂直油缸 4.橫向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 5.螺旋撐桿 6.樓梯 7.側(cè)向油缸 8.臺(tái)車(chē)架 9.軌道裝置 10.搭接環(huán) 11.操作平臺(tái) 12.托梁 13.驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 14.被動(dòng)輪機(jī)構(gòu) 15.夾軌器 16.液壓控制圖10-2-4 構(gòu)皮灘電站尾水洞鋼模臺(tái)車(chē)1.模板組 2.托架 3.頂模油缸裝置 4.橫向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 5.臺(tái)車(chē)架 6.爬梯 7.螺旋撐桿 8.側(cè)向油缸 9.軌道裝置10.夾軌器 11

12、.行走輪 12.輔助支撐 13.液壓控制臺(tái) 14.頂模支撐 15.導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 16.搭接環(huán) 分離式邊頂拱鋼模臺(tái)車(chē)其特點(diǎn)與應(yīng)用在表10-2-1中有較全面敘述。優(yōu)點(diǎn)是臺(tái)車(chē)和單組模板較短，較容易通過(guò)轉(zhuǎn)彎段，臺(tái)車(chē)重量較輕，但立模、脫模需分幾次進(jìn)行，操作相對(duì)繁瑣，速度比不上整體式，立模精度也受到不利影響，所以對(duì)立模安裝調(diào)整就位操作要求較高。立模時(shí)，模板沒(méi)有臺(tái)車(chē)支撐，依靠自 圖10-2-3 軌道裝置身強(qiáng)度，受力不如整體式臺(tái)車(chē)。 圖10-2-3 軌道裝置2.2平洞滑模平洞混凝土采用滑模施工，也已有實(shí)踐嘗試。確實(shí)，滑模裝置有許多優(yōu)點(diǎn)，首先它沒(méi)有脫模、立模的重復(fù)操作，能實(shí)現(xiàn)混凝土澆筑的連續(xù)作業(yè)，其次模板結(jié)構(gòu)為整體

13、，使?jié)仓尚蔚幕炷两ㄖw形規(guī)整、統(tǒng)一，而且模板結(jié)構(gòu)重量輕。平洞混凝土采用滑模施工，其難點(diǎn)在于模板倉(cāng)面的處理，由于混凝土的流動(dòng)性，一般情況下，混凝土入倉(cāng)后，經(jīng)平倉(cāng)振搗，混凝土自然流淌，幾乎形成水平狀，由于沒(méi)有堵頭模板，頂拱很難灌滿；若加封堵頭模、滑模不便進(jìn)行連續(xù)澆筑；如果連續(xù)澆筑，混凝土沒(méi)有分縫，如何防止開(kāi)裂，如何解決分縫要求；如果頂拱模板太長(zhǎng)，存在混凝土被拉裂的問(wèn)題，頂拱模板太短，混凝土出模時(shí)尚未完全初凝，強(qiáng)度較低，頂拱會(huì)塌落。怎樣解決這些矛盾，是研究的關(guān)鍵。圖10-2-5是一種已經(jīng)應(yīng)用于工程施工的平洞滑模裝置。施工中，頂拱改設(shè)混凝土預(yù)制塊，以避免混凝土因強(qiáng)度不夠而塌落。最快曾達(dá)到6m/d的

14、速度。圖10-2-5 平洞滑模1.模板 2.液壓千斤頂 3.車(chē)架 4.行走輪 5.軌道隧洞不大，城門(mén)洞型，斷面尺寸為3.2×3.2m，隧洞先澆了平面底板，鋪軌道供滑模行走導(dǎo)向；滑動(dòng)動(dòng)力裝置采用6臺(tái)普通用于豎井滑模的QYD-6型液壓千斤頂，橫向放置，沿洞壁安裝于車(chē)架前方；施工時(shí)，混凝土泵布置在滑模前面，并與滑模有機(jī)連接，同步前行，混凝土導(dǎo)管連接到頂拱，混凝土從頂拱入倉(cāng)向兩邊分淌。邊墻模板與底板之間的小空間用小模板支護(hù)對(duì)接，局部用木板封堵。由于這種水平滑模存在諸多矛盾和困難，因此，得到廣泛推廣尚有難度。2.3邊墻鋼模臺(tái)車(chē)大型隧洞，不論城門(mén)洞形或者馬蹄形，都有較高的邊墻，有時(shí)候，由于總體方

15、案和施工措施的要求，需要對(duì)邊墻和頂拱分開(kāi)、分期澆筑，或者只澆邊墻，不澆頂拱，于是，邊墻鋼模臺(tái)車(chē)應(yīng)運(yùn)而生。邊墻鋼模臺(tái)車(chē)也有多種型式，圖10-2-6和10-2-7是有代表性的兩種。圖10-2-6所示意的邊墻鋼模臺(tái)車(chē)在云南漫灣電站導(dǎo)流洞、泄洪洞及其他多項(xiàng)工程中使用。在漫灣工程中先開(kāi)挖了隧洞的上半部，并隨之進(jìn)行了上半部的邊頂拱混凝土襯砌，然后開(kāi)挖下半部，邊墻鋼模臺(tái)車(chē)就由上半部鋼模臺(tái)車(chē)加高、加寬改造而成。使用時(shí)，兩邊墻模板張開(kāi)，猶如一只巨大的蝴蝶，故也叫“蝴蝶鋼模臺(tái)車(chē)”。模板分上下兩部分，均由液壓油缸操控，脫模時(shí)，上部油缸收回，使上部分模板轉(zhuǎn)動(dòng)脫模，然后收回下部油缸，使全部模板完成脫模，操控方便。每節(jié)模

16、板長(zhǎng)6m，一部臺(tái)車(chē)配多節(jié)模板，此種型式屬分離式邊墻鋼模臺(tái)車(chē)，立模時(shí)，模板需要與巖石上的錨桿焊牢拉緊，而后臺(tái)車(chē)脫離，自由穿行。11.5×6m的一對(duì)模板重約12000kg，臺(tái)車(chē)托運(yùn)模板時(shí)，巨大的模板懸于空中，非常平穩(wěn)，因?yàn)殇撃?、油缸、可調(diào)撐桿及臺(tái)車(chē)構(gòu)成了幾何穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，保證了臺(tái)車(chē)運(yùn)送模板安全、高效。實(shí)際施工時(shí)，4節(jié)模板24m長(zhǎng)為一個(gè)澆筑段，一部臺(tái)車(chē)配2套（48m）模板，實(shí)現(xiàn)了混凝土快速施工，確保截流工期要求。該隧洞有部分頂拱不襯，此部分邊墻蝴蝶鋼模高達(dá)15.1m，因此只要對(duì)上部模板重新組合加高，即可達(dá)到要求。圖10-2-7是另一種結(jié)構(gòu)形式的邊墻鋼模臺(tái)車(chē)，在重慶彭水水電站導(dǎo)流洞等工程中有實(shí)際

17、應(yīng)用。隧洞為城門(mén)洞形，下部有倒角，澆注段長(zhǎng)度12m，模板也分上下兩部分，中間有轉(zhuǎn)動(dòng)支鉸相連，脫模時(shí)，下部油缸收回，下邊模轉(zhuǎn)動(dòng)離開(kāi)混凝土面，然后上部油缸收縮，帶動(dòng)所有模板移動(dòng)，完成脫模動(dòng)作。此類(lèi)整體式邊墻鋼模臺(tái)車(chē)結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)定，橫向調(diào)節(jié)和操控更方便，可靠，脫模距離更大，而且臺(tái)車(chē)整體受力，不需要大量的拉筋焊接，速度更快。如果已先澆完頂拱混凝土，再澆邊墻，則特別要注意縱向接縫處的模板技術(shù)處理，多開(kāi)小料口，使混凝土能均勻地灌滿，確保接縫質(zhì)量。 圖10-2-6 蝴蝶鋼模臺(tái)車(chē) 圖10-2-7 邊墻鋼模臺(tái)車(chē)1.上部模板 2.下部模板 3.上部油缸 4.螺旋撐桿 1.臺(tái)車(chē)架 2.橫移油缸 3.橫送裝置 4.上部

18、模板 5.下部模板5.下部油缸 6.臺(tái)車(chē)架 7.行走機(jī)構(gòu) 8.軌道 9.拉筋 6.螺旋撐桿 7.側(cè)向油缸 8.操作平臺(tái) 9.行走輪 10.爬梯2.4全斷面襯砌模板九十年代初，日本大成公司在魯布革電站引水隧洞工程引進(jìn)了全斷面針梁鋼模，此后，隧洞全斷面襯砌模板技術(shù)在水利水電工程等建筑領(lǐng)域全面推廣實(shí)施，并不斷改進(jìn)、創(chuàng)新，使這一經(jīng)典的有代表性的模板技術(shù)又有長(zhǎng)足進(jìn)步和發(fā)展。而且隧洞全斷面襯砌模板，除針梁鋼模外，又涌現(xiàn)出伸縮式鋼模，多功能模板和行進(jìn)式隧洞滑模等多種型式。2.4.1 針梁鋼模 圖10-2-8是典型結(jié)構(gòu)原理圖。模板的動(dòng)作采用手動(dòng)螺旋絲桿支撐調(diào)節(jié)，橫向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)置在針梁兩端的支腿上，也采用絲桿調(diào)

19、節(jié)，因此，橫向調(diào)節(jié)時(shí)，是由針梁通過(guò)門(mén)架帶動(dòng)全部模板整體移動(dòng)。而針梁的升降（也是模板的升降）采用4臺(tái)液壓油缸，油缸布置在支腿上。驅(qū)動(dòng)裝置采用雙向卷筒電動(dòng)機(jī)械卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)，牽引針梁或模板運(yùn)動(dòng)，針梁采用實(shí)腹板結(jié)構(gòu)，呈箱形結(jié)構(gòu)型式，以滿足巨大的荷載要求。正是由于其運(yùn)動(dòng)原理是針梁在模板內(nèi)穿行，或者模板在針梁上移動(dòng)，針梁和模板互為依托，產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，達(dá)到模板移位立模澆筑的目的，運(yùn)動(dòng)形式有“穿針引線”之寓意，故形象地稱(chēng)之為“針梁鋼模”。這樣配置的操作機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)裝置，在一段時(shí)期內(nèi)應(yīng)用較多，后又發(fā)展到模板操作和橫向調(diào)節(jié)也用液壓控制，使立模、脫模和調(diào)節(jié)更方便、快捷、省力；驅(qū)動(dòng)裝置也有采用液壓馬達(dá)方式，長(zhǎng)鏈條傳動(dòng)，真正

20、實(shí)現(xiàn)了全液壓操作，占用的有限空間更少。圖10-2-8 典型針梁鋼模結(jié)構(gòu)圖1.前后支腿 2.針梁 3.支腿油缸 4.支撐小車(chē) 5.堵頭模板 6.爬梯 7.驅(qū)動(dòng)裝置 8.側(cè)向支撐9.橫向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 10.頂模 11.左側(cè)模 12.右側(cè)模 13.底模 14.門(mén)架 15.螺旋支撐上述這種針梁鋼模又被稱(chēng)作為下置式針梁鋼模，即針梁靠隧洞中心以下設(shè)置，與底模接觸。隨著針梁鋼模結(jié)構(gòu)型式的變化與發(fā)展，又衍生出上置式針梁鋼模，其結(jié)構(gòu)形式如圖10-2-9，10-2-10和10-2-11所示。這幾種形式的主要區(qū)別在支腿和模板分塊方面。前兩種多用于中、小斷面隧洞，后者多用于較大斷面隧洞中。圖10-2-9是4m直徑，長(zhǎng)度9

21、m的上置式針梁鋼模，整圈模板分為4部分，分別為頂模、左右側(cè)模和底模。針梁為桁架結(jié)構(gòu)，模板動(dòng)作全液壓操控，支腿油缸上加裝機(jī)械鎖定機(jī)構(gòu)，立模后，針梁中部用可調(diào)輔助支腿加撐，使跨度減小，較小截面的針梁也能滿足強(qiáng)度要求，模板移動(dòng)放棄卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)，而用2臺(tái)5t手拉鏈條葫蘆，使整套鋼模重量不到30t。圖10-2-9 上置式針梁鋼模（1）1.前后支腿 2.5t手拉葫蘆 3.針梁 4.輔助支腿 5.行走輪 6.底模支撐 7.液壓泵站 8.頂模 9.左側(cè)模 10.右側(cè)模 11.底模 12.側(cè)模油缸 13.底模油缸 14.5t螺旋千斤頂 15.可調(diào)連接支撐圖10-2-10所表示的是另一種結(jié)構(gòu)形式的針梁鋼模，模板分塊和

22、動(dòng)作與前面不一樣，側(cè)模和底模之間不用轉(zhuǎn)動(dòng)支鉸連接，脫模時(shí)，先收左右側(cè)模，再向上提底模，針梁兩端的支腿設(shè)計(jì)也是又一種形式。圖10-2-11是小浪底排砂洞針梁鋼模結(jié)構(gòu)示意圖，襯后直徑6.5m，長(zhǎng)度12.05m，該套模板除立模、脫模液壓操作外，針梁和模板行走也是液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，模板分為5部分，模板兩端的腹板為箱形截面，強(qiáng)度特別大，立模后，模板兩端的支撐分別頂住巖石面和已澆混凝土面，依靠模板自身的強(qiáng)度已可以完成混凝土澆筑，針梁主要用于模板的行走，這些是這套針梁鋼模的突出特點(diǎn)圖10-2-10 上置式針梁鋼模 （2）1.橫向調(diào)節(jié)油缸 2.支腿 3.頂模 4.左側(cè)模 5.右側(cè)模 6.針梁 7.側(cè)向油缸 8.螺

23、旋支撐 9.底模油缸 10.底模圖10-2-11 小浪底排砂洞針梁鋼模1.頂模 2.掛架 3.針梁 4.底模油缸 5.側(cè)模油缸 6.左側(cè)模 7.右側(cè)模 8.左底模 9.右底模上置式針梁鋼模的模板自身強(qiáng)度較大，對(duì)針梁的依賴(lài)較小，因此模板與針梁之間的支撐較少，整套模板顯得緊湊、簡(jiǎn)明，由于針梁上置，而且取消了成排密集的門(mén)架，僅以23架掛架代替，使模板內(nèi)部寶貴的空間比較集中，針梁下面便于施工人員活動(dòng)、通行，對(duì)施工操作帶來(lái)極大好處，這是上置式針梁鋼模重要特點(diǎn)之一。針梁可設(shè)計(jì)為桁架式結(jié)構(gòu)，重量減輕，還可以取消復(fù)雜的卷?yè)P(yáng)驅(qū)動(dòng)裝置，代之以手動(dòng)葫蘆或電動(dòng)鏈條葫蘆，進(jìn)一步增大活動(dòng)空間，降低造價(jià)，這在小洞徑應(yīng)用中尤

24、為重要。上置式針梁鋼模的成功實(shí)踐，是隧洞全斷面襯砌模板技術(shù)的重大進(jìn)步，它極大程度取代了傳統(tǒng)的針梁鋼模結(jié)構(gòu)型式。目前，小到直徑3m以下，大到直徑8.5m的上置式針梁鋼模都有成功應(yīng)用實(shí)踐。圖10-2-12是在廣東惠州抽水蓄能電站引水平洞和尾水平洞所使用的上置式針梁鋼模，成洞直徑8.5m，澆筑段長(zhǎng)9m，桁架式針梁，驅(qū)動(dòng)設(shè)備選用兩臺(tái)10t電動(dòng)鏈條葫蘆，橫向調(diào)節(jié)用手動(dòng)螺旋絲桿，其余為液壓系統(tǒng)油缸控制，值得一提的是底模部分構(gòu)造的變化：通常情況下，圓形隧洞腰線以下部位澆筑時(shí)，混凝土表面會(huì)產(chǎn)生許多水氣泡，影響表面質(zhì)量，這是由于混凝土內(nèi)部的水、氣不能很好地排出所致，即使采取在模板面鉆小孔通氣、使用土工布吸水等等

25、其他措施，都不能有效改善這種狀況，因此，在此結(jié)構(gòu)中，取消了底部模板，即在弦長(zhǎng)3m原本是底模的范圍不要模板，設(shè)計(jì)了一個(gè)懸空的框架，以維持模板體系穩(wěn)定和強(qiáng)度要求，底部用人工抹面的方式成形，使這部分混凝土表面完全沒(méi)有水、氣泡缺陷，達(dá)到理想狀態(tài)。圖10-2-12 廣東惠州抽水蓄能電站針梁鋼模1.頂模 2.左側(cè)模 3.右側(cè)模 4.螺旋支撐 5.針梁 6.掛架 7.左側(cè)模油缸 8.底框油缸 9.右側(cè)模油缸10.底框 11.支腿 12.橫向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 13.10t電動(dòng)鏈條葫蘆 14.液壓泵站施工中，混凝土從兩側(cè)向底部中央涌入，要等待混凝土初凝才能控制和抹面，很影響澆筑速度，于是，在底部增加定型小模板，利用懸空

26、框架支撐固定，這樣，澆筑速度不受影響，視底部混凝土初凝情況適時(shí)取出小模板進(jìn)行人工抹面，同樣達(dá)到混凝土表面質(zhì)量要求，而裝、拆小模板并不影響循環(huán)周期時(shí)間。針梁鋼模實(shí)現(xiàn)了隧洞混凝土的全斷面襯砌，而且不架設(shè)軌道，自成體系完成混凝土澆筑，這是其優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，而正是由于不用軌道，長(zhǎng)距離轉(zhuǎn)移較麻煩，需要針梁和模板互相依靠，交替移動(dòng)，每次都要升降支腿，而且模板下面需用方木或木板墊牢，所以轉(zhuǎn)移速度較慢，這也是針梁鋼模的使用特點(diǎn)之一。2.4.2穿行式針梁鋼模針梁鋼模和普通邊頂拱鋼模臺(tái)車(chē)都屬于移置式鋼模臺(tái)車(chē)，即立模一次，澆筑一段，然后拆模，移位，再立模，再澆筑。一套針梁鋼模，8×12m左右的規(guī)格，完成一次圖

27、10-2-13 穿行式針梁鋼模1.針梁 2.支撐小車(chē) 3.支腿 4.外軌 5.輔助立撐 6.模板跑車(chē) 7.底模油缸 8.液壓泵站9.行走驅(qū)動(dòng)輪 10.內(nèi)軌 11.頂模 12.上側(cè)模 13.下側(cè)模 14.底模 15.側(cè)模油缸澆筑循環(huán)的時(shí)間34天左右，這樣的速度為絕大多數(shù)工程所接受，但在某些工期特別緊的工程中，對(duì)混凝土施工有更高的要求，要求進(jìn)一步提高澆筑速度，穿行式針梁鋼模就是為應(yīng)對(duì)這種要求而設(shè)計(jì)的。圖10-2-13是一種穿行式針梁鋼模方案示意圖。從模板配置截面圖看：模板分頂模、左右上側(cè)模、左右下側(cè)模和底模6部分，而模板縱向總長(zhǎng)分為A、B兩大段，各長(zhǎng)9m，脫模和立模都是以每段模板為獨(dú)立單元分別進(jìn)行

28、。對(duì)A段模板進(jìn)行脫模操作時(shí)，先脫下側(cè)模，用手動(dòng)葫蘆提，接著用油缸脫底模（向上提起），隨即向前運(yùn)行，穿過(guò)立模狀態(tài)的B段模板，立模，然后脫左右上側(cè)模，最后脫頂模（同前面所提到的針梁鋼模一樣，頂、側(cè)模的升降也是由針梁帶動(dòng)實(shí)現(xiàn)），頂模和側(cè)模一起穿行通過(guò)B段模板，接著立模，這就是穿行式針梁鋼模的原理和主要工作過(guò)程。模板跑車(chē)相當(dāng)于臺(tái)車(chē)，而針梁是模板運(yùn)行的軌道，同其他針梁鋼模不同的是，針梁運(yùn)行時(shí)并不以模板為依托，而是在前后支腿下鋪設(shè)外軌和內(nèi)軌，穿行式針梁鋼模之所以能快速施工，是因?yàn)锳、B兩段模板相繼交替作業(yè)，極大地減少了模板等待混凝土凝固的時(shí)間，但混凝土實(shí)際保養(yǎng)時(shí)間足夠。其作業(yè)進(jìn)度、循環(huán)時(shí)間分析表述如下:循

29、環(huán)時(shí)間工作區(qū)段B段A段工作內(nèi)容初凝拆堵頭模立模澆混凝土初凝拆堵頭模時(shí)間（h）714671每循環(huán)時(shí)間18h 混凝土實(shí)際保養(yǎng)時(shí)間(26h)其中，針梁的運(yùn)行操作不占用循環(huán)時(shí)間，包括脫模準(zhǔn)備工作均在現(xiàn)澆混凝土初凝這段時(shí)間內(nèi)完成。每段混凝土保養(yǎng)時(shí)間達(dá)到了26小時(shí)，而每段循環(huán)時(shí)間僅18小時(shí)，每月可完成40次循環(huán)，如每段模板長(zhǎng)9m,則每月可澆混凝土360m。2.4.2伸縮式模板伸縮式鋼模臺(tái)車(chē)（也叫穿行式鋼模）是一種頗具特色的全斷面平洞襯砌模板，如圖10-2-14所示。圖10-2-14 伸縮式鋼模1.頂模 2.左側(cè)模 3.右側(cè)模 4.橫向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 5.液壓泵站 6.垂直油缸 7.操作平臺(tái) 8.側(cè)向油缸9.臺(tái)車(chē)

30、架 10.支腿 11.底模 12.底模油缸 13.吊運(yùn)小車(chē) 14.小車(chē)行走梁 15.吊桿 16.驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)整套模板自成體系，包括立模、脫模、行走轉(zhuǎn)移，不需要另外鋪設(shè)軌道，底模由支腿支撐在地面，承受全部荷載，模板由多節(jié)組成，每節(jié)模板4.5m，一部臺(tái)車(chē)配多節(jié)模板，每節(jié)模板就是一個(gè)立模、脫模的操作單元，臺(tái)車(chē)長(zhǎng)度不能超過(guò)單節(jié)模板長(zhǎng)度，臺(tái)車(chē)上方布置一對(duì)縱向軌道梁，其長(zhǎng)度超過(guò)3節(jié)模板長(zhǎng)度，工作時(shí)，臺(tái)車(chē)站立在一節(jié)模板上，從臺(tái)車(chē)后面提升底模，沿軌道運(yùn)送到前端立模，新立好的底模又形成了一段臺(tái)車(chē)行走軌道，臺(tái)車(chē)可以在這段底模上立好邊頂模。由于單節(jié)模板和臺(tái)車(chē)均較短，通過(guò)轉(zhuǎn)彎段不會(huì)有多少障礙，但是需要另外考慮三角體變化部

31、位軌道的設(shè)計(jì)與安裝，甚至需要同時(shí)考慮整個(gè)轉(zhuǎn)彎段模板方案。模板脫模后立模，需要穿行通過(guò)立模模板中間，故設(shè)計(jì)時(shí)模板腹板高度不宜太大，必須兼顧強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)諸方面的要求，模板制作時(shí)也要求有較高的配合精度，達(dá)到每節(jié)模板的互換搭配。伸縮式模板是模板分節(jié)操作，每澆筑段即使由3節(jié)模板組成，也要脫模、立模3次才能完成，與整體式鋼模臺(tái)車(chē)相比較，操作速度相對(duì)較慢。如想提高速度，可采用多配模板的方法，比如，一部臺(tái)車(chē)配6節(jié)模板，象前面提到的穿行式針梁鋼模一樣，分兩個(gè)澆筑段循環(huán)，一段保養(yǎng)，一段立模，可以極大地提高澆筑速度。2.4.3多功能模板多功能模板，顧名思義，其作用是多方面的，設(shè)計(jì)意圖希望能綜合運(yùn)用于平洞段，斜井直線段

32、和豎向轉(zhuǎn)彎段，實(shí)際施工中在廣州抽水蓄能電站引水隧洞和天荒坪抽水蓄能電站尾水斜井中均有所應(yīng)用。作為多功能模板，在單一工況下，它可能不是最好的方案，但是能兼顧其他工況條件，就此點(diǎn)來(lái)說(shuō)，是其獨(dú)有的特點(diǎn)。圖10-2-15是結(jié)構(gòu)示意圖，圓形截面隧洞，模板由頂模、左右側(cè)模和底模4部分組成，模板中間段長(zhǎng)4m，主要用于轉(zhuǎn)彎段，前后可各加長(zhǎng)1.75m，使在平洞段和斜井直線段時(shí)長(zhǎng)度達(dá)到7.5m。模板用液壓控制操作，底模、頂模、側(cè)模各4只油缸，液壓泵站可以調(diào)整角度。結(jié)構(gòu)受力中心是支撐方梁，方梁分為兩段，兩段之間以轉(zhuǎn)動(dòng)鉸和調(diào)節(jié)絲桿連接，調(diào)節(jié)絲桿長(zhǎng)度可以改變方梁中心線的傾角，以適應(yīng)進(jìn)出轉(zhuǎn)彎段時(shí)角度變化的要求。模板和方梁

33、支間有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，以防止在斜井中使用時(shí)模板下墜。多功能模板的行走由外部卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引。 圖10-2-15 多功能模板1.頂模 2.側(cè)模 3.底模 4.底模油缸 5.側(cè)模油缸 6.橫向支撐 7.液壓泵站 8.內(nèi)軌裝置 9.外軌裝置10.上部導(dǎo)向 11.下部導(dǎo)向 12.方梁上段 13.底模油缸 14.前輪支架及千斤頂 15.外軌行走輪組16.調(diào)節(jié)絲桿 17.方梁下段 18.調(diào)節(jié)支腿及千斤頂 19.內(nèi)軌行走輪組2.4.4行進(jìn)式隧洞滑膜主要結(jié)構(gòu)原理見(jiàn)圖10-2-16，底拱和頂拱均有固定的模板，通過(guò)絲桿調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)脫模和立模，而左右兩邊采用滑模的方式進(jìn)行滑升澆筑，混凝土入倉(cāng)布置方便，也方便施工觀察。但由于環(huán)向滑升

34、，達(dá)到混凝土初凝強(qiáng)度需較多時(shí)間，故澆筑速度較慢，實(shí)際應(yīng)用極少，作為隧洞模板的一種類(lèi)型，其思路或許能有給人啟迪之處隧洞混凝土原來(lái)還可以這樣澆筑。2.5底拱模板隧洞底拱，這里指圓弧底拱，根據(jù)前面提到的優(yōu)先原則，平地面底板澆筑一般是不需要模板的。底拱混凝土襯砌，相對(duì)邊頂拱而言，要容易得多，模板高度低，空間大，混凝土泵管的布置，混凝土入倉(cāng)，模板操作，施工觀察，運(yùn)輸安裝等有利條件很多。一般底拱范圍在90°120°之間。用于底拱的成套模板，有針梁式、軌道式、也有伸縮模板式的，其操作方式可以是有較高機(jī)械化程度的液壓系統(tǒng)控制，也可以機(jī)械配合手動(dòng)調(diào)節(jié)，應(yīng)視具體工程要求而定。底拱襯砌，不論是在

35、沒(méi)澆邊頂拱的情況下，還是在已澆邊頂拱的情況下均能應(yīng)用。當(dāng)然，底拱混凝土采用拖模的方案澆筑也是有的，不過(guò)這是多年以前的應(yīng)用了，其特點(diǎn)是可以連續(xù)快速施工，但軌道安裝加固投入較大，對(duì)洞內(nèi)其他施工干擾極大，很難平行作業(yè)，而且混凝土沒(méi)有分縫，滿足不了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，一般情況下不推薦使用。近幾年來(lái)，很多施工單位在底拱混凝土施工時(shí)往往不選擇成套、成形的整體底模臺(tái)車(chē)，有施工措施、施工技術(shù)方面的考慮，也有減少資金投入，節(jié)約造價(jià)方面的原因，而返回到采用定型小鋼模的方式，與傳統(tǒng)做法不同的是：在底拱中間一帶，連小鋼模也不要，直接人工抹面，待混凝土初凝后又脫開(kāi)其余小鋼模，進(jìn)行抹面，完全消除了混凝土表面水氣泡，目前這種施工

36、技術(shù)應(yīng)用也較多，從中小隧洞到大型隧洞均有應(yīng)用，龍灘電站尾水洞成洞直徑21m，應(yīng)用效果也很好。2.5.1針梁式底模圖10-2-17，是一種較簡(jiǎn)易的針梁式底模裝置，提升、前進(jìn)均采用螺旋千斤頂或手動(dòng)葫蘆，可以節(jié)省重量，降低造價(jià)，其工作原理與前面所提到的全斷面針梁鋼模相同，即針梁和模板互為依托，相對(duì)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)模板轉(zhuǎn)移的目的，而且同樣不需要另外架設(shè)軌道，結(jié)構(gòu)上的主要區(qū)別是沒(méi)有邊頂拱模板。在底模中間可以留出一大塊面積不設(shè)模板，用人工抹面的方法輔助成形，而其余部分可以提前脫模，在混凝土沒(méi)有終凝前抹面，使整個(gè)底拱范圍完全消除表面水氣泡。由于整套模板只有底拱部分有模板，混凝土的作用力以浮托力為主，針梁荷載小，可

37、以考慮設(shè)計(jì)為輕型桁架式結(jié)構(gòu)，畢竟是整體式成形模板，故混凝土成形效果很好，便于在襯砌時(shí)預(yù)埋彎鉤螺栓，為下一步邊頂拱鋼模臺(tái)車(chē)的軌道安裝作準(zhǔn)備。2.5.2軌道式底模臺(tái)車(chē)顧名思義，此種模板當(dāng)然是有軌道的了，在先澆邊頂拱再澆底拱的情況下應(yīng)用較多，因?yàn)檐壍腊惭b可以比較方便，在已襯好的邊墻上有預(yù)埋螺桿，安裝支座和軌道，軌道裝置不必太長(zhǎng)，因?yàn)榭梢苑磸?fù)拆裝循環(huán)使用。 圖10-2-17 針梁式底模1.模板 2.桁架式針梁 3.滑動(dòng)滾輪機(jī)構(gòu) 4.前支腿 5.后支腿 6.32t螺旋千斤頂 7.爬梯圖10-2-18是一種先襯邊頂拱再澆底拱的底模臺(tái)車(chē)示意圖。 圖10-2-18 軌道式底模臺(tái)車(chē) 1.模板 2.提升油缸 3.

38、橫梁 4.行走輪機(jī)構(gòu) 5.軌道 6.軌道支座綜合應(yīng)用實(shí)例；魯布革電站長(zhǎng)引水隧洞施工中，使用了底模臺(tái)車(chē)、邊頂拱鋼模臺(tái)車(chē)和全斷面針梁鋼模，是一次多種成形鋼模聯(lián)合應(yīng)用的典型實(shí)例。該隧洞襯后直徑8m，缺少足夠的施工支洞，其中一段長(zhǎng)約9000m，是單頭開(kāi)挖、掘進(jìn)，而且同一端進(jìn)洞澆混凝土，其開(kāi)挖和混凝土施工這樣布置：A.鉆爆法開(kāi)挖不停地向里推進(jìn)，鉆孔用液壓多臂鉆機(jī)，除渣用載重卡車(chē)。汽車(chē)在洞內(nèi)掉頭采用液壓汽車(chē)轉(zhuǎn)向盤(pán)。B.開(kāi)挖進(jìn)一段距離后開(kāi)始混凝土襯砌，采用邊頂拱鋼模臺(tái)車(chē)跟進(jìn)澆筑，臺(tái)車(chē)下部空間可供除渣車(chē)輛和其他施工車(chē)輛通行。C.開(kāi)挖結(jié)束后在隧洞最里端安裝全斷面針梁鋼模，由里向外澆筑，邊頂拱鋼模臺(tái)車(chē)?yán)^續(xù)向里澆。

39、D.針梁鋼模和邊頂鋼模臺(tái)車(chē)會(huì)合后均全部拆除，安裝軌道式底模臺(tái)車(chē)，由里向外澆筑，完成邊頂拱臺(tái)車(chē)襯砌后剩下的底拱空白，至此，完成隧洞全部混凝土施工。第三節(jié) 鋼模臺(tái)車(chē)彎道技術(shù)地下隧洞常有水平轉(zhuǎn)彎段，而彎道混凝土澆筑是隧洞混凝土施工的難點(diǎn)之一，有時(shí)將鋼模臺(tái)車(chē)自由通過(guò)彎段，丟下混凝土不管，另由其他方法立模澆筑，比如拱架、小鋼模、木模、膠合板等等，對(duì)這些傳統(tǒng)全人工操作方法不在此處深入探討，此處希望充分利用鋼模臺(tái)車(chē)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和作用，盡量減少其他投入，減少勞動(dòng)強(qiáng)度，提高轉(zhuǎn)彎段襯砌速度?？傮w來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)彎段模板技術(shù)是以直線代替曲線，但誤差必須控制在相關(guān)規(guī)范允許的范圍內(nèi)。根據(jù)單項(xiàng)工程的不同情況和特點(diǎn)，可以有不同的解決

40、辦法。1.轉(zhuǎn)彎段的分塊為了準(zhǔn)確地進(jìn)行轉(zhuǎn)彎段的混凝土襯砌，必須預(yù)先進(jìn)行設(shè)計(jì)作圖分塊，一般來(lái)說(shuō)，用于轉(zhuǎn)彎段的鋼模臺(tái)車(chē)，其模板中心應(yīng)分別在轉(zhuǎn)彎段兩端直線與圓弧間連接處的切點(diǎn)上，然后在轉(zhuǎn)彎段彎道范圍內(nèi)進(jìn)行均分，直線與曲線外切，圖10-3-1，這樣分塊的好處是分塊均勻，嚴(yán)格按樁號(hào)長(zhǎng)度立模，誤差小。每?jī)蓧K標(biāo)準(zhǔn)塊之間的三角體（俗稱(chēng)“西瓜皮”，實(shí)際投影為梯形）部位尺寸相同，便于設(shè)計(jì)制作專(zhuān)用的轉(zhuǎn)彎段模板，分塊時(shí)，最好使西瓜皮的小頭尺寸盡可能小，減少拼模面積，對(duì)西瓜皮模板的強(qiáng)度也較容易保證。圖10-3-1 轉(zhuǎn)彎段分塊2.彎段拼接法這是常用的轉(zhuǎn)彎段立模方法。事實(shí)上，為了轉(zhuǎn)彎段的襯砌，在策劃確定總體模板方案時(shí)，就應(yīng)該

41、將此狀況考慮進(jìn)去，比如，制作兩部較短的鋼模臺(tái)車(chē)使用，直線段時(shí)并在一起同時(shí)使用，作為一個(gè)澆筑段；轉(zhuǎn)彎段時(shí)分開(kāi)，同時(shí)用兩臺(tái)（或者只用一臺(tái)）配合三角體模板立模，三角體模板可以是定制異形小鋼模，也可以用鋼木混合結(jié)構(gòu)，或者膠合板，現(xiàn)場(chǎng)立模。此種方法常用于中小斷面隧洞，轉(zhuǎn)彎半徑較小，彎道長(zhǎng)度也較短的情況。3.分散組合法模板設(shè)計(jì)制作時(shí)，經(jīng)常是以1.52m為單塊模數(shù)進(jìn)行組合，這也是運(yùn)輸、安裝所需要，在轉(zhuǎn)彎段時(shí)可充分利用這一特點(diǎn)，拆分模板進(jìn)行轉(zhuǎn)彎段組合，圖10-3-2就是一種分散組合方法，為俯視布置圖，模板長(zhǎng)9m，轉(zhuǎn)彎時(shí)分為三段，中間加進(jìn)兩段西瓜皮模板，共同組成轉(zhuǎn)彎澆筑段，此類(lèi)鋼模臺(tái)車(chē)設(shè)計(jì)時(shí)有兩根較大、較長(zhǎng)的托

42、梁，頂模就放在托梁上，此時(shí)，拆開(kāi)單元模板間的連接，拉開(kāi)彼此之間的距離，中間加入制作好的三角體轉(zhuǎn)彎模板，從而分散了原來(lái)直線整體模板，重新組合為轉(zhuǎn)彎段模板。由于拆分后每一段直線模板都較短，比如圖示為3m，所以精度高，誤差小，混凝土成形質(zhì)量很好。要注意的是，模板重新組合后，頂模和邊側(cè)模的連接轉(zhuǎn)動(dòng)支鉸中心不再在同一條直線上，有時(shí)會(huì)影響邊模脫模、立模的整體動(dòng)作，解決辦法是邊模的脫模、立模動(dòng)作分段進(jìn)行，用手動(dòng)葫蘆和螺旋調(diào)節(jié)絲桿等進(jìn)行輔助，可以較好地達(dá)到目的。此方案在轉(zhuǎn)彎半徑太小的場(chǎng)合不適用，因?yàn)榘霃教?，模板變化太急，在托梁上將無(wú)法擺放。同時(shí)，要注意讓兩端頭模板邊通過(guò)半徑方向，以便于立模時(shí)澆筑段之間銜接。

43、圖10-3-2 彎道模板分散組合4.加裝模板法在直線段模板上直接加裝專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)制作的轉(zhuǎn)彎段三角體模板，如果直線段模板太長(zhǎng)，與理論曲線的誤差超出混凝土施工規(guī)范要求，則縮短直線段模板，（待澆完轉(zhuǎn)彎段再裝上，繼續(xù)直線段襯砌）。這種轉(zhuǎn)彎段模板布置方法的特點(diǎn)是：彎段模隨主模板一起動(dòng)作，進(jìn)行脫模、立模操作，并沒(méi)有更多的其他輔助工作，較為簡(jiǎn)便、快捷，只是需要考慮立模后增加對(duì)三角體模板強(qiáng)度支撐的問(wèn)題。轉(zhuǎn)彎三角體的尺寸不宜過(guò)大，此方法用在轉(zhuǎn)彎半徑較大的場(chǎng)合，這樣三角體的大頭尺寸才不致過(guò)大，小灣電站導(dǎo)流洞轉(zhuǎn)彎道的襯砌就是這樣做的，如圖10-3-3所示 圖10-3-3 小灣導(dǎo)流洞轉(zhuǎn)彎段模板布置圖5.澆筑段之間的銜接鋼

44、模臺(tái)車(chē)立模時(shí)，模板與已襯砌段的銜接，是模板技術(shù)不可忽略的一環(huán)，采用搭接環(huán)技術(shù)，是應(yīng)用比較成功的一種方法。眾所周知，成形鋼模澆完混凝土并脫模后，要想再將模板套進(jìn)剛澆的混凝土內(nèi)非常困難，這是因?yàn)榛炷恋氖湛s，模板制造精度等原因引起的。這使得新老混凝土之間銜接效果差，錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象嚴(yán)重，于是鋼模臺(tái)車(chē)開(kāi)始采用搭接環(huán)技術(shù)，早期的搭接環(huán)如圖10-3-4所示，在鋼模的尾部加裝一圈鋼環(huán)，（也叫重疊段），寬度150mm左右，有錐度，可以插入已澆筑段內(nèi)，也解決了一些銜接的問(wèn)題 后來(lái)，實(shí)際施工希望銜接能有更好的效果，于是在前面重疊段技術(shù)的基礎(chǔ)上又進(jìn)行一些改進(jìn)，如圖10-3-5：搭接環(huán)用螺栓連接在模板端部，面板長(zhǎng)20030

45、0mm，根據(jù)隧洞斷面大小而定，斷面大取較大值。立模時(shí)，搭接環(huán)插入已襯混凝土段50100mm，再用木楔打緊，使面板與混凝土緊密貼合。設(shè)計(jì)搭接環(huán)時(shí)，面板厚度不宜超過(guò)6mm，由于面板較薄，而且懸臂伸出，有一定柔性，可以變形緩沖適應(yīng)模板與混凝土之間尺寸的偏差，使模板與混凝土之間平滑過(guò)渡，此時(shí)，搭接環(huán)已成為模板的一部份。這種柔性搭接技術(shù)，較有效地減少了混凝土錯(cuò)臺(tái)缺陷，降低人工修磨工作量。第四節(jié) 豎井模板一般而言，豎井是指在山體巖石中開(kāi)挖而成的豎直隧洞，在水利水電工程中，有些工程，比如有的閘門(mén)井并不是開(kāi)挖形成，而是由混凝土澆筑形成，進(jìn)水塔總體結(jié)構(gòu)也往往不是開(kāi)挖形成，這些工程所應(yīng)用的豎直上升澆筑模板在此也歸

46、納入豎井一類(lèi)，統(tǒng)稱(chēng)豎井模板。豎井包括出線井、電梯井、調(diào)壓井、閘門(mén)井、通風(fēng)井，引水豎井等等，這些豎井，絕大多數(shù)要進(jìn)行混凝土襯砌，其模板技術(shù)方案和模板形式也是多種多樣，應(yīng)該根據(jù)工程具體情況進(jìn)行合理的模板配置。1.豎井模板的主要種類(lèi)和特點(diǎn) （表10-4-1）豎井模板主要種類(lèi)和特點(diǎn) 表10-4-1類(lèi)型名稱(chēng)使用特點(diǎn)自升式模板滑模連續(xù)式施工，適用于豎井結(jié)構(gòu)規(guī)則的場(chǎng)合，特別適用于深豎井，澆筑滑升時(shí)，模板與混凝土之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，有滑框翻模連續(xù)式施工，模板拆下后又下向上翻裝，模板與混凝土之間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)自升式爬模間歇式施工，分層澆筑，屬移置式模板的一種，提升式模板筒形模分層澆筑，需提升設(shè)備，用于較小斷面尺寸豎井

47、2.滑模在有條件的情況下，豎井混凝土已廣泛使用滑模澆筑，特別是在深豎井中，優(yōu)勢(shì)十分明顯：滑模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，總體重量輕，施工速度快是其最大特點(diǎn)。而且技術(shù)較為成熟，應(yīng)用廣泛。2.1典型豎井滑模典型的豎井滑模，有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的園形、矩形內(nèi)壁滑模，如調(diào)壓井、引水豎井、閘門(mén)井等，有結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜，中間增加了隔墻或其他構(gòu)造的電梯井，出線井滑模，也有包括了內(nèi)外模的進(jìn)水塔滑模等。其典型的結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)布置如圖10-4-1，系統(tǒng)布置中，應(yīng)充分考慮鋼筋吊運(yùn)、混凝土輸送、人員通道、升降吊籠、平臺(tái)、井架等配套設(shè)施的設(shè)計(jì)及安全技術(shù)措施要求。圖示為直徑9m的井筒滑模，僅襯內(nèi)壁，結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，圓周均布18臺(tái)QYD-60型液壓千斤頂，在一般

48、中小型井筒滑模中，與提升架相連接的桁架梁大都采用從中心沿半徑向外輻射狀布置，稱(chēng)為輻射梁。較大斷面的井筒滑模，主平臺(tái)布置除輻射式桁架外，還有井字式布置、平行式布置、挑架式布置等多種形式。圖10-4-1 典型井筒滑模2.2懸吊式液壓滑模如前所述，普通滑模千斤頂爬升桿是埋在混凝土里，隨著滑模上升而逐根連接，爬桿受壓，而懸吊式滑模不是這樣，圖10-4-2是云南小灣電站尾閘室滑模示意圖，矩形滑模3.6×12m，在井口布置18臺(tái)QYD-60液壓千斤頂，以48鋼管作爬桿提升模板本體上升，從常規(guī)的壓桿式滑模轉(zhuǎn)變?yōu)槔瓧U式滑模施工。沒(méi)有爬桿和提升架的干擾，鋼筋一次綁扎完成，實(shí)現(xiàn)單一工序作業(yè)，便于施工管理

49、和質(zhì)量控制，爬桿可以回收。2.3傾斜滑模緬甸邦朗電站引水豎井，襯后直徑7.7m，有5°傾角，由于設(shè)計(jì)選用豎井常用的QYD-60型液壓爬升千斤頂為爬升動(dòng)力裝置，故也將其歸于豎井滑模一類(lèi)，其結(jié)構(gòu)布置如圖10-4-3，從圖中看出，主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與典型滑?；鞠嗤?，各層平臺(tái)仍然水平布置，為了保證沿傾斜洞軸線滑升的準(zhǔn)確，設(shè)置了三條導(dǎo)向軌道，根據(jù)重心偏移的特點(diǎn)導(dǎo)向輪高度錯(cuò)開(kāi)，有效防止模板結(jié)構(gòu)體系傾斜。 圖10-4-2 懸吊式液壓滑模1.千斤頂 2.液壓泵站 3.護(hù)欄 4.井口平臺(tái) 5.限位器 6.吊桿 7.分料平臺(tái) 8.溜槽 9.模板 10.抹面平臺(tái) 11.主框架 12.緩降器 13.溜筒圖10-

50、4-3 緬甸邦朗電站滑模1.導(dǎo)軌 2.混凝土溜管 3.旋轉(zhuǎn)分料器 4.導(dǎo)向輪 5.上平臺(tái) 6.溜槽 7.主平臺(tái) 8.爬桿9.千斤頂 10.抹面平臺(tái) 11.提升架 12.輻射梁3.滑框翻模滑框翻模（也叫“滑框倒?！保┡c滑模工作原理的最大區(qū)別在于模板與混凝土之間的運(yùn)動(dòng)形式?；；龝r(shí)，模板和主體結(jié)構(gòu)同時(shí)向上運(yùn)動(dòng)，因此，模板與混凝土之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)；而滑框翻模，總體結(jié)構(gòu)上頗似滑模，但模板與主體結(jié)構(gòu)分離，所以結(jié)構(gòu)本體向上滑升時(shí)模板并不動(dòng)，即模板與混凝土之間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)。模板設(shè)計(jì)為小塊組合式，豎直方向多塊組合，一般模板單塊高300mm，總高度為18002400mm, 人工逐塊脫模，翻到上面安裝立模，故也可

51、實(shí)現(xiàn)混凝土澆筑的連續(xù)作業(yè)。相對(duì)滑模而言，施工操作時(shí)，勞動(dòng)強(qiáng)度稍大，模板投入稍多。圖10-4-4。圖10-4-4 滑框翻模工作原理 滑框翻模對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工管理的要求更高，施工時(shí)，與滑模一樣要對(duì)混凝土輸送、入倉(cāng)振搗，鋼筋輸送、綁扎，混凝土修補(bǔ)、養(yǎng)護(hù)，結(jié)構(gòu)滑升、測(cè)量糾偏等進(jìn)行綜合性動(dòng)態(tài)管理外，還要加上脫模、翻模工作?；蚍Ｊ亲陨截Q井模板的一種，使用時(shí)自成體系，不需要外部其他起升設(shè)備，針對(duì)這一特點(diǎn)，一些工程在使用時(shí)又進(jìn)行了靈活運(yùn)用，變化設(shè)計(jì)，比如，不追求連續(xù)施工，采用分層澆筑方法，使用大面積模板，分上下兩組，向上翻升立模，也不靠結(jié)構(gòu)體系自身抵抗混凝土壓力，模板用拉筋固定，以液壓千斤頂為動(dòng)力組成的框架結(jié)

52、構(gòu)體系主要提供施工人員操作的平臺(tái)，此種方案在一些特別高的橋梁墩柱施工中應(yīng)用較多。4. 混合式滑?；＃话阒贿m用于混凝土結(jié)構(gòu)較規(guī)則的場(chǎng)合，滑模模板要能順利無(wú)阻礙地向上滑升，要求混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)外壁面豎向壁直，但有的水工工程結(jié)構(gòu)不是這樣，比如湖北水布埡電站和重慶彭水水電站的母線井，井壁兩側(cè)每相距3m有牛腿外伸，左右交錯(cuò)布置，如圖10-4-5，顯然，很難用普通滑模進(jìn)行澆筑，混合式滑模綜合利用豎井滑模和滑框翻模技術(shù)于一體，成為豎井混凝土襯砌的又一種模板形式，僅牛腿部分翻模立模，減小了全部翻模的工作量和勞動(dòng)強(qiáng)度。結(jié)構(gòu)示意圖10-4-6。圖10-4-5 混凝土結(jié)構(gòu)圖 圖10-4-6 混合式滑模1.千斤頂

53、2.提升架 3.液壓泵站 4.滑模模板 5.翻模模板 6.抹面平臺(tái) 7.主平臺(tái) 8.分料平臺(tái) 9.溜槽5.自升式爬模自升式爬模采用液壓油缸配以液壓泵站組成的液壓系統(tǒng)為爬升動(dòng)力裝置，混凝土分層澆筑，層高可到34m，在井架中共布置三層平臺(tái)，上平臺(tái)是主要操作平臺(tái)，下兩層平臺(tái)是結(jié)構(gòu)底盤(pán)，兩架底盤(pán)上均設(shè)置伸縮式支腿，就位時(shí)，支腿伸進(jìn)混凝土預(yù)留小空腔，承受全部結(jié)構(gòu)重量和活動(dòng)荷載，爬升時(shí)，下層底盤(pán)支腿受力，油缸推動(dòng)模板井架向上移動(dòng)，到達(dá)上部混凝土預(yù)留空腔時(shí)，中部底盤(pán)支腿伸進(jìn)就位、受力，從而完成一次爬升，油缸收回，下部底盤(pán)上升到位，支腿放好，準(zhǔn)備下次爬升。澆筑層較高時(shí)（3m以上）可分兩次爬升到位。井架放好后，

54、模板的脫模、立模均用井架四周布置的絲桿推動(dòng)模板水平移動(dòng)調(diào)節(jié)，這是一種豎井內(nèi)壁模板，在體積較大的混凝土結(jié)構(gòu)或鋼筋密集、復(fù)雜，不便于滑模連續(xù)澆筑的場(chǎng)合均適用。圖10-4-7是三峽永久船閘輸水系統(tǒng)閥門(mén)井布置圖，每個(gè)閥門(mén)井由工作閥門(mén)井、水泵井及上游檢修井各一個(gè)組成，采用自升式爬模施工，各井模板自成一體，可單獨(dú)爬升，兩個(gè)小井各用2只油缸，共用一套泵站，大井4只油缸，一套泵站，自成體系。圖10-4-8是自升式爬模工作原理圖圖10-4-7 爬模組合布置A.檢修井 B.水泵井 C.工作閥門(mén)井 D.油缸位置 1.角模 2.平面模板 3.井架 4.螺旋撐桿圖10-4-8 自升式爬模工作原理圖1.模板 2.井架 3

55、.預(yù)留孔模板 4.撐桿 5.中層平臺(tái) 6.油缸 7.支腿 8.下層平臺(tái)6.筒形模筒形模（也叫“筒子?！保┙Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，也用于豎井混凝土成形襯砌，模板幾部分之間以轉(zhuǎn)動(dòng)鉸相連，轉(zhuǎn)角處為轉(zhuǎn)動(dòng)鉸模，通過(guò)模板內(nèi)部的兩組撐桿調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)脫模和立模，可以組裝完成后再運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)就位立模。此類(lèi)模板僅適用于斷面較小的豎井，模板高度在3m內(nèi)較為適宜，模板下部底盤(pán)4個(gè)支腿，支撐模板就位，由于是整體式鋼模板，面板清掃方便，混凝土成形表面平整、光潔。模板提升須由外部起重設(shè)備。第五節(jié) 斜井模板斜井混凝土襯砌，是隧洞混凝土施工的難點(diǎn)之一，其難點(diǎn)在于模板技術(shù)，特別是對(duì)大直徑、長(zhǎng)斜井，模板問(wèn)題曾一度制約著工程進(jìn)度和質(zhì)量要求。斜井襯砌模板，以全斷面滑模為最佳，從九十年代初期開(kāi)始，較為全面、值得信賴(lài)的斜井滑模技術(shù)開(kāi)始應(yīng)用于工程施工，經(jīng)過(guò)十幾年來(lái)的不斷探索與創(chuàng)新，斜井滑模技術(shù)逐步成熟，結(jié)構(gòu)方案趨于定型，配套技術(shù)日益完善。1.斜井模板的分類(lèi)和特點(diǎn)斜井模板的分類(lèi)和特點(diǎn) 表10-5-1類(lèi)型名稱(chēng)特點(diǎn)全斷面滑模間歇式滑模