新型液压自行式岩壁吊车梁混凝土浇筑台车研究与应用

新型液压自行式岩壁吊车梁混凝土浇筑台车研究与应用成果报告二○二一年一月1目录一、课题研究背景及意义…………3二、课题研究思路与技术路线……3三、主要研究内容与技术指标……41、台车浇筑岩锚梁可行性研究………42、台车设计方案研究…………………93、台车施工工艺工法…………………29………………38……42…………………44………45…………………46…………………462新型液压自行式岩壁吊车梁混凝土浇筑台车研究与应用一、课题研究背景及意义岩锚梁因其结构型式可以减少厂房跨度，有利于围岩稳定，吊车可提早投入运行，为后期施工安装提供方便等优点，在国内外大型地下厂房中被广泛使用。岩锚梁作为地下厂房主桥机承载结构，其施工质量的优劣对后期桥机运行安全的影响至关重要，通过新设备、新工艺提高岩壁吊车梁施工质量值得研究。目前国内岩壁梁混凝土浇筑通常采用承重排架配定型钢模版或维萨模板进行施工，此工艺需搭设大量脚手架，并且模板需要汽车吊进行吊装，存在施工工序多、效率低、人工耗费大、安全隐患多、文明施工条件较差等问题。在此情况下，本课题研究采用新型自动化液压台车进行岩锚梁混凝土施工，旨在利用钢模台车模板整体性好、自行机动性强等特点，避免岩锚梁混凝土施工过程中搭设高排架、减少吊装作业，提高岩锚梁混凝土浇筑质量、降低施工安全风险、改善文明施工环境，并实现流水作业提高施工效率。针对岩锚梁混凝土浇筑传统工艺存在的弊端，研制出一种适用于岩锚梁混凝土浇筑的新型自动化施工台车并应用于本工程施工，通过制定合理相配套的施工工艺工法，安全、优质、高效地完成本工程岩锚梁混凝土浇筑。本课题研究成功后，将为岩锚梁混凝土施工提供一套全新的施工设备、技术和方法，提高岩锚梁混凝土浇筑施工机械化水平，其成果可广泛推广于水电工程地下厂房岩锚梁混凝土浇筑施工。二、课题研究思路与技术路线2.1、研究思路安全隐患，实现岩壁吊车梁混凝土快速、安全、优质、高效浇筑。单侧式和对称式钢筋台车：由门架、操作平台、支撑系统和走行机构组成，3主要作为岩壁吊车梁结构钢筋运输和安装的平台。土。2.2、技术路线三、主要研究内容与技术指标3.1、台车浇筑岩锚梁可行性研究3.1.1研究问题（1）岩锚梁采用台车浇筑技术可行性（2）岩锚梁采用台车浇筑能否满足技术经济指标3.1.2研究内容（1）技术方案可行性研究1）台车结构形式钢模台车进行混凝土浇筑已经是一项成熟技术，岩壁梁混凝土钢模台车自4身机构简单，主要由模板系统、支撑门架及行走系统等组成。如下图所示：图3-1尾闸室岩锚梁台车结构示意图3-2厂房岩锚梁台车结构示意岩锚梁混凝土结构简单，只需在外侧直立面和斜面布置模板即可，模板易于布置，功能容易实现。限制台车侧向位移。2）钢筋超前安装稳定性由于采用钢模台车浇筑，因此钢筋需提前采用钢筋台车进行安装。图3-3传统工艺钢筋安装示意图图3-4钢筋提前安装状态示意图5传统工艺施工时，钢筋安装在底模安装完成后进行施工，钢筋可通过底模承重，安装后呈稳定状态，如图3-3所示。采用台车进行施工时，钢筋提前安装，安装后外侧呈悬空状态，如图3-4所示，存在倾覆垮塌风险。为解决该问题，钢筋骨架利用架立筋及拉筋固定在岩壁梁系统锚杆及新增设的插筋上，以防止钢筋骨架向下滑动，另增设两排拉杆与外侧钢筋相连固定在系统锚杆和增加的插筋上，防止钢筋骨架向外侧倾翻。通过上述措施可保证钢筋骨架外侧悬空状态下稳定。3）附壁墙段异形结构适应性构稳定，设计在岩锚梁下部增设了附壁墙结构。如下图所示：图3-5附壁墙段岩锚梁台车结构示意图将下斜面模板替换为图3-5中所示拐角模板即可满足附壁墙段岩锚梁混凝土结构要求。4）尾闸室与厂房岩梁台车通用性经分析，为满足工程进度要求，尾闸室及厂房需配置10台钢模台车，6台钢筋台车，按此配置施工成本较高。为此，结合尾闸室与厂房岩锚梁结构特点，66台钢模台车和4台钢筋台车即可，使施工成本大大降低。门设计。移至厂房时进行局部改造可满足厂房岩锚梁浇筑需求。具体如下图所示：图3-6尾闸室与厂房岩锚梁浇筑台车共用功能设计示意图锚梁均不一致（如图3-7、图3-83-7中红色阴影所示部分更换为图3-8图3-7尾闸室岩锚梁结构尺寸示意图图3-8厂房岩锚梁结构尺寸示意图7此外，厂房岩锚梁混凝土顶部高程与开挖底板之间高度为9.7m，尾闸室岩锚梁混凝土顶部高程与开挖底板之间高度位筑高度一致即可。（2）台车施工在质量、安全、进度上可行性1）台车浇筑质量安全保障措施；能够有效保障；障施工人员作业安全；③、采用台车施工可避免大量脚手架搭设及模板吊装作业，减小安全风险。同时可形成流水作业，现场施工有序，便于文明施工打造。④、台车采用整体定型模板，能有效保证砼浇筑外观质量；⑤、台车结构牢靠，可防止浇筑过程中模板变形或移位，保证浇筑质量；⑥、台车施工平台宽敞，方便工人作业，更利于质量控制。2）进度保障3.5浇筑工期6个月；程砼需达到7d龄期）方能拆模，等强时间加上台车就位、合模、验仓浇筑等工序，单仓施工直线工期10d，即单台台车月强度3仓/月。钢筋利用钢筋台车超前安装，单仓钢筋安装工期5d，2台钢模台车配1台钢筋台车即可；总体进度分析：尾闸室岩锚梁共计24段，布置4台钢模台车、2台钢筋台车可满足进度要求。厂房岩锚梁上、下游各28仓，台车逐步投入使用，布置6台钢模台车、4台钢筋台车可满足进度要求。3.1.3研究成果8锚梁台车共用，节约工程施工成本，技术和经济上均可行。3.2、台车设计方案研究3.2.1研究问题（1）解决岩锚梁砼施工各工序功能需求（2）台车承载能力计算，保证台车结构稳定3.2.2研究内容尾水管检修闸门室洞室跨度较小，北侧跨度12m，南侧跨度9.1m构采用对称式——台车门架布置在中间、模板或钢筋安装平台对称布置于台车两侧与台车门架连接即可。厂房洞室跨度大，岩锚梁以下跨度31m，台车结构采用单侧式——上、下游岩锚梁各布置一台台车，台车门架布置在外侧，模板或钢筋安装平台布置在台车门架靠内侧与台车门架连接。由于尾水管检修闸门室岩锚梁与厂房岩锚梁结构类似，且根据本工程总体施工进度安排，尾水管检修闸门室岩锚梁先于厂房岩锚梁浇筑，为节约工程施工成本，考虑尾水管检修闸门室岩锚梁台车与厂房岩锚梁台车共用，即先制作尾水管检修闸门室岩锚梁台车，待尾水管检修闸门室岩锚梁施工完成后将其台车倒运至厂房继续使用。因此，在台车设计上需考虑两者能够通过简易改装后实现共用。3.2.2.1尾闸室对称式钢筋台车设计钢筋台车是以电动机驱动行走机构带动钢筋台车行走，利用侧面可伸缩平台、悬臂卷扬提升机构等，起吊、堆放、绑扎钢筋的设备。本钢筋台车施工一个循环的工作长度为15.5米。尾水管检修闸门室岩锚梁南侧钢筋台车设计长度17.736m，最大外形尺寸17.736m×9.1m×13.409m15.6m，最大外形尺寸为15.6m×12.0m×12.5m面可伸缩平台、顶部平台、悬臂卷扬提升机构、主从行走机构等组成。南侧钢筋台车单台重量约40t，其中操作平台的防护及台车周边防护重约。北侧钢筋台车单台总重量约67t，其中操作平台的防护及台车周边防护重9约22t。图3-9：尾水管检修闸门室北侧钢筋台车断面示意图（单位：mm）图3-10：尾水管检修闸门室南侧钢筋台车断面示意图（单位：mm）3.2.2.2尾闸室对称式钢模台车设计（1）钢模台车设计尾水管检修闸门室岩锚梁钢模台车是以电机驱动行走机构带动台车行走，利用液压油缸和螺旋千斤调整模板到位及收模，能使衬砌表面光洁度提高，衬砌速度加快的设备。它具有成本较低、结构可靠、操作方便、衬砌速度快、隧道成型面好等优点。本钢模台车施工一个循环的工作长度为15.5m。10尾水管检修闸门室岩锚梁南侧钢模台车设计长度20.157m，最大外形尺寸20.157m×9.1m×12.63m（长×宽×高）。北侧钢模台车设计长度为15.6m，最大外形尺寸为15.6m×12.0m×14.3m面可伸缩平台、顶部平台、悬臂卷扬提升机构、主从行走机构等组成。南侧钢模台车单台重量约80t,北侧钢模台车单台总重量约105t。图3-11：尾水管检修闸门室北侧钢模台车断面示意图（单位：mm）图3-12：尾水管检修闸门室南侧钢模台车断面示意图（单位：mm）及液压油缸等部分组成。1）模板总成：台车模板分左侧模板与右侧模板，分别设置在台车两侧构成1.5接与固定而成。2）横移机构：横移机构预设6套，分别设置在门架上横梁的两侧分别与伸上的横移油缸用来调整模板的水平位置。3）门架总成：门架是整个台车的主要承载构件，由横梁、立柱、纵梁、斜门架由钢板或型钢组焊而成。整个门架保证有足够的强度、刚度和稳定性。4）走行机构：台车为两驱或四驱，共设置两个或四个主动走行机构，铰接轮行走。5）支撑系统及液压油缸：a要对模板起到脱模、支撑的作用。b上，定。c证台车工作时整体的稳定。6）机械系统台车行走采用两套或四套机械传动装置，通过减速器和链条减速后进行驱电机可正反转运行。7）液压系统台车液压系统采用三位六通手动换向阀进行换向，实现油缸的伸缩。台车液压泵站采用多路换向阀。缸每排各一个换向阀控制。12阀块简化了系统管路。8）电器系统（2）侧向压力计算1）浇筑速度：V≤0.8m/h2）温度T:20℃混凝土最大侧压力Pmax：①主要荷载：=0.22×24.5×8×1.0×1.0×0.81/2=38.57KPa；或=1×24.5×（1.53+3.8×0.8÷20）=41.2KPa；式中:Pmax—新浇筑混凝土对模板的最大侧压力；γ—为混凝土的质量密度；t0—为新浇混凝土的初凝时间，可按实际确定，取8小时；V—为混凝土的浇灌速度，取0.8m/h；K—为外加剂影响修正系数，不加时K=1，掺缓凝外加剂时K=1.2；H—混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度；（当时，H=0.22+24.9；当时，H=1.53+3.8）β1加剂时取1.2；取1.0；β2—为混凝土坍落度影响修正系数，当坍落度小于3cm时取度为5~9cm时取1.0：当坍落度为11~15cm时取1.15；取1.0。b：振捣混凝土时产生的载荷取4kN/m2。c：倾倒混凝土时产生的载荷取2kN/m2。综合以上分析，最大侧压力Pmax=0.0386+0.006=0.0426MPa。13（3）模板受力计算较小，因此对其强度分析时只考虑斜面模板。台车模板沿同轴方向看是一个由多个1.5230mm有一根∠80×40×8230mm的梁单元来考虑，面板宽度取两相邻加强筋间距的30%，即230×0.3=69mm。所以梁的截面如下图：图3-13：梁的截面图通过计算其截面特征为Ix=173.77cm4，W=27.6cm3。根据载荷计算模板所受的面载荷230mm长的面板上所受的载荷为42.6×0.23×1.5=14.7kN将此载荷作用在1.5m其线载荷q为14.7/1.5=9.8kN简支梁受到均布载荷作用下的最大弯矩位于跨中，其值为：梁的最大弯曲应力:对A3钢，[σ]=170Pa。所以梁的强度满足要求。模板模面宽度内模板的变形量，即模板的最大变形：14为分布载荷，L为受力简支梁距离，E为弹性模量常数2060000Pa，I为截面的轴惯性距。将值代入公式：通过以上计算，模板的强度和刚度均满足要求。（4）门架结构受力计算1）侧向千斤强度计算台车左右边模对称，结构及受力完全相同，计算时只考虑单边的强度校核。台车衬砌长度为15.5m，边模板高度约为3.3m，边墙侧压力取4.26t/m2，则边模板水平载荷为：W=15.5×3.3×4.26=218吨630个支撑点）传力于门架立柱上，单边的6组侧向千斤（共30根）承担侧压力引起的水平载荷。假设上述载荷由30个侧向支承千斤承担，而中间4组千斤承受的力是两边4218/5为侧向千斤采用梯形螺纹T66×6，螺母高度H=66mm，螺距P=6mm，则螺杆的弯曲及剪切强度为：式中：F为轴向载荷，F=8.72×104N,h为螺纹的工作高度，梯形螺纹h=0.5P=3mm，15d1为外螺纹小径，d1=60mmz为旋合圈数，z=H/P，P为螺距6mm，H为螺母高度70mm，则z=10，b为螺纹牙底宽度，梯形螺纹b=0.65P=3.9mm。代入式中：因此侧向千斤螺杆强度满足要求。2）结构强度计算边模侧压力：218t；单个支承点受力8.72t。门架自重：自动加载。图3-14：受力模型图16图3-15：位移图由计算云图可知最大应力138.583104MPa。最小位移0mm，最大位移2.617mm。3.2.2.3厂房岩锚梁单侧式钢筋台车设计钢筋台车是以电动机驱动行走机构带动钢筋台车行走，利用侧面可伸缩平台、悬臂卷扬提升机构等，起吊、堆放、绑扎钢筋的设备。本钢筋台车施工一个循环的工作长度为15.5米。厂房岩锚梁上游侧钢筋台车设计长度17.736m，最大外形尺寸17.736m×15.6m，最大外形尺寸为15.6m×11.7m×9.9m（长×宽×高）。钢筋台车由门架总成、侧面可伸缩平台、顶部平台、悬臂卷扬提升机构、主从行走机构等组成。17上游侧钢筋台车单台重量约35t。下游钢筋台车单台总重量约58t。从尾水管检修闸门室改制到厂房的钢筋台车需增加部分改造构件，单台台车增加重量1t。图3-16：厂房上游侧钢筋台车断面示意图（单位：mm）图3-17：厂房下游岩锚梁钢筋台车断面示意图一（单位：mm）18图3-18：厂房下游岩锚梁钢筋台车断面示意图二（单位：mm）（注：该台车从尾水管检修闸门室台车改装）3.2.2.4厂房钢模台车设计（1）钢模台车设计车施工一个循环的工作长度为15.5m。厂房上游侧钢模台车设计长度17.567m，最大外形尺寸20.157m×8.43m×11.9m（长×宽×高）。厂房下游钢模台车设计长度为16.5m，最大外形尺寸为16.5m×11.25m×11.0m（长×宽×高）。钢模台车由门架总成、侧面可伸缩平台、顶部平台、悬臂卷扬提升机构、主从行走机构等组成。厂房上游侧钢模台车单台重量约49t,下游侧钢模台车单台总重量约65t。尾水管检修闸门室台车改制到厂房需增加模板和部分构件，单台台车增加重量6t。19图3-19：厂房上游侧岩锚梁钢模台车断面示意图（单位：mm）图3-20：厂房下游侧岩锚梁钢模台车断面示意图一（单位：mm）（注：该台车从尾水管检修闸门室台车改装）20图3-21：厂房下游侧岩锚梁钢模台车断面示意图二（单位：mm）及液压油缸等部分组成。1）模板总成：台车模板分左侧模板与右侧模板，分别设置在台车两侧构成1.5接与固定而成。2）横移机构：横移机构预设6套，分别设置在门架上横梁的两侧分别与伸上的横移油缸用来调整模板的水平位置。3）门架总成：门架是整个台车的主要承载构件，由横梁、立柱、纵梁、斜门架由钢板或型钢组焊而成。整个门架保证有足够的强度、刚度和稳定性。4）走行机构：台车为两驱或四驱，共设置两个或四个主动走行机构，铰接轮行走。5）支撑系统及液压油缸：a21要对模板起到脱模、支撑的作用。bc证台车工作时整体的稳定。6）机械系统台车行走采用两套或四套机械传动装置，通过减速器和链条减速后进行驱电机可正反转运行。7）液压系统台车液压系统采用三位六通手动换向阀进行换向，实现油缸的伸缩。台车液压泵站采用多路换向阀。缸每排各一个换向阀控制。阀块简化了系统管路。8）电器系统（2）受力计算1）边模侧压力计算:台车在浇注边墙时，门架主要承受边模引起的侧压力,新浇混凝土对钢模板的最大侧压力F，按以下公式(见《施工结构计算方法与设计手册》)计算：F=0.22rt0β1β2V1/2式中F—混凝土侧压力；r—混凝土的比重，2.45t/m3；22t05小时；β1—外加剂影响系数，不加外加剂时取1.0；掺具有缓凝作用用的外加剂时取1.2；β23cm时取落度为5-9cm时取1.0；当坍落度为11-15cm时取1.15；1.0m/h；将上述各值代入，F＝0.22×2.45×5×1.2×1.15×1.01/2＝3.72（t/m2边墙的侧压力实际取为4.7t/m2，该值参考日本歧阜工业公司液压台车的计计算大些，偏于安全。由于边模板为直墙模板，水平载荷的计算只考虑侧压力，已知台车衬砌长度为15.5米，边模板衬砌高度为2.8米，则边模板水平载荷为：W204t2）模板的弯曲应力由于模板的内表面每隔250mm每隔250mm250mm的模板所受到的载荷折算成梁上线间距的30%（参考[2]中97250×0.3=75mm，偏于安全。根据上述模板所受的面载荷为4.7t/m2，那么在250mm宽，1500mm长的面积上所受到的载荷为4.7×0.25×1.5=1.76(t)，将此载荷作用在1.5米长的梁上，则其线载荷q为1.76/1.5=1.17(t/m)。23图3-22梁单元的横截面行分析，简化后的梁单元力学模型按简支梁处理，其受力简图如图所示,这是因为两边有250mm高的拱板及立柱支承。梁的横截面如图3。75×6的角钢及150×8的组合截面，根据图示坐标系，计算组合截面形心O0的坐标。根据[3]中附1-4组合截面形心公式计算形心的X、Y坐标。x=Aixi/Ai,y=Aiyi/Ai查表可知角钢75×6的横截面积A=879.7mm2，惯性矩Ix=469500mm4。将各值代入，则x＝(150×8×75+879.7×95.7)/(1200+879.7)=83.76mmy＝(150×8×79+879.7×20.7)/(1200+879.7)=54.34mm根据组合截面的平行移轴公式计算组合截面的惯性矩：Ix=150×83/12+8×150×24.662+469500+879.7×33.642＝2201150.87mm4。抗弯截面模数W1=Ix/（83-54.34）=76802mm3。抗弯截面模数W2=Ix/54.34=40507mm3。简支梁受到均布载荷作用下的最大弯矩位于跨中，其值为：24Ｍmax=ql2/8=1.17×104×1.52/8=3.3×103梁的最大弯曲应力σ＝Ｍmax／W2＝3.3×103/4.0507×10-5=81.5[Mpa]。对A3钢，[6s]＝160Mpa，所以，梁的强度通过。3）模板的最大位移梁单元的最大变形量，即模板的最大位移。根据公式[4]1-114中对应的受均布载荷简支梁的位移公式:fmax=5ql4/384EI式中，E-弹性模量，E=2.1×105Mpa;I-截面的惯性矩,I=2.2×10-6m4;q-梁受到的均布载荷,q=1.17×104N;l－梁的长度，l＝1.5m;将各值代入上式:fmax=5×1.17×104×1.54/(384×2.1×1011×2.2×10-6)=0.0017m=1.7mm。即模板的最大变形为1.7mm。通过上述的分析计算可知，整个模板的强度及刚度是足够的。4）门架结构受力计算①侧向千斤强度计算台车仅有左边模，主要为左边模板受力，计算时只考虑左边的强度校核。台车衬砌长度为15.5m3.3m4.26t/m2板水平载荷为：W=15.5×3.3×4.26=218（t）630个支撑点）传力于门架立柱上，单边的6组侧向千斤（共30根）承担侧压力引起的水平载荷。假设上述载荷由30个侧向支承千斤承担，而中间4组千斤承受的力是两边254218/（6-1）=43.6（t5个千斤平均承担，则每个千斤的轴向载荷为43.6/5=8.72（t侧向千斤采用梯形螺纹T66×6H=66mmP=6mm的弯曲及剪切强度为：式中：F为轴向载荷，F=8.72×104,h为螺纹的工作高度，梯形螺纹h=0.5P=3mm，d1为外螺纹小径，1=60mmz为旋合圈数，z=H/P，P为螺距6mm，H为螺母高度70mm，则z=10，b为螺纹牙底宽度，梯形螺纹b=0.65P=3.9mm。代入式中：因此侧向千斤螺杆强度满足要求。5）结构强度计算边模侧压力：218t；单个支承点受力8.72t。台车自重：自动加载。26图3-23受力模型图图3-24等效应力图27图3-25位移图由计算云图可知最大应力163.37MPa最小位移0mm，最大位移2.79mm根据以上计算，台车门架结构及各千斤的强度是满足设计要求的，但在实际使用过程中，由于工况及操作的变化，台车局部地方可能引起变形，所以在理论的设计基础上需做加强制作。需特别注意的是，因衬砌厚度较大，浇筑混凝土时必须控制浇筑速度，不可过快。据此情况，操作者必须及时掌握和控制浇筑情况。3.2.2.4台车改装通用性设计（1）可拆卸门架系统设计进行了专门设计。281）立柱，使台车剩余高度与厂房台车一致即可。2）尾水管检修闸门室岩锚梁下拐角角度与厂房岩锚梁不一致，在进行尾水改装至厂房时，将拐角模板拆卸，替换上厂房岩锚梁新加工的拐角模板即可。3）筑，在尾水管检修闸门室台车改装至厂房时，另一侧模板系统拆除。具体如下图示意：图3-26：尾水管检修闸门室台车改装至厂房示意图（2）有附壁墙部位岩锚梁台车面板设计岩锚梁台车钢模面板分为3块组装，包括下斜面及直立面各一块直面模板，以及一块拐角模板，面板之间采用螺栓连接。有附壁墙的部位另加工一个拐角模板，保证拐角模板下直面与附壁墙壁面，上斜面与岩锚梁混凝土下斜面紧贴，并与岩锚梁下拐角模板之间无缝对接即可。29图3-27：岩锚梁与附壁墙拐角模板设计示意图3.2.2.4防止台车位移加固设计（1）单侧式钢模台车加固设计对于地下厂房等大跨度洞室，上、下游岩壁吊车梁分别采用单侧式钢模台车进行施工，为防止台车在浇筑过程中发生侧向位移，需利用岩壁吊车梁上部和下部边墙上布置的系统锚杆或增设插筋对钢模台车进行侧向约束及加固。加32mm杆（如图3-28）一端的套筒与边墙锚杆或插筋外露丝扣连结，另一端通过套筒和螺栓固定在钢模台车设置的加固支座上。为保证拉杆连结可靠，套筒旋入丝扣长度不小于套筒长度的一半。可拆卸拉杆与系统锚杆及台车连接方式见图3-28。万向可调式拉杆实现了拉杆的长度、角度可调节，解决了拉杆与台车加固支座不对应的问题，同时实现拉杆可拆卸重复利用的功能。图3-28可拆卸拉杆与系统锚杆及台车连接方式示意图（2）对称式钢模台车加固对于如尾水管检修闸门室等跨度较小洞室的岩壁吊车梁，采用对称式钢模台车施工。钢模台车就位并调节好模板后，将布置在门架上的对称支撑千斤顶30旋出顶靠在洞室两侧边墙上，以此防止岩梁混凝土浇筑时台车整体侧向位移。对称式钢模台车加固方式见图3-29。图3-29对称式钢模台车加固方式示意图3.2.3研究成果施工工艺工法，成功运用于本工程岩锚梁混凝土浇筑。现场文明施工形象。整齐划一。本工程施工过程中，圆满完成安全零事故的安全管理目标。凝土浇筑施工。3.3、台车施工工艺工法3.3.1研究问题（1）研制出适用于岩锚梁混凝土浇筑的新型自动化施工台车并应用于本工31程施工，需制定合理相配套的施工工艺工法，确保安全、优质、高效地完成本工程岩锚梁混凝土浇筑。（2）采用钢模台车浇筑岩锚梁钢筋超前安装的稳定性。3.3.2研究内容3.3.2.1岩锚梁浇筑台车施工工艺工法（1）施工工艺流程至相应仓位即可。车模板定位及加固，完成后进行剩余预埋件、端头模板安装等施工。备仓完成后，组织质检人员及监理进行仓面验收，验收合格后浇筑混凝土。图3-30新型自动化液压台车浇筑岩锚梁施工工艺流程图（2）钢筋台车安装32钢筋台车安装工序流程：下门架安装→上部门架安装→顶部提升机构安装→检查、紧固所有螺栓→机电系统安装、调试。（3）钢模台车安装钢模台车安装工序流程：下门架安装→上部门架安装→边模安装→调整→支承千斤安装→检查、紧固所有螺栓→液压系统安装、调试。（4）钢筋安装钢筋与开挖结构面之间采用架立筋来满足保护层要求，架立筋采用插筋固定，需要安装的钢筋通过人工抬运至钢筋台车下部，再利用钢筋台车上安装的卷扬机吊运至钢筋平台上，再由人工安装绑扎。钢筋在现场安装前，先测量放出岩壁吊车梁混凝土结构边线，再在系统锚杆和增设的插筋（28），控制好钢筋保护层厚度，再严格按照岩壁吊车梁钢筋布置图安装钢筋。岩壁吊车梁钢筋安装顺序：插筋（25）施工→架立筋（28）安装→水平箍筋（20）内侧部位安装→环向主筋（32）安装→水平分布筋（28、25）→水平箍筋（20）外侧部位安装→钢筋加固。就位之前进行，钢筋安装完成后外侧处于悬空状态，为防止钢筋倾覆，需对已安装完成的钢筋进行加固。加固方式采取在边墙系统锚杆及新增的插筋上焊接架立筋作为靠岩壁一侧的加固件，再利用拉杆与外侧主筋相连。33图3-31岩壁吊车梁钢筋加固示意图(5)钢模台车行走和就位、模板定位及校正1)钢模台车行走和就位①台车安装完毕后，检测各部位结构应到位，螺栓连接应牢固，各连接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，各基本尺寸达到要求。②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。③准备工作完成后，启动液压系统。④操作多路换向阀手柄，让侧向油缸收回，使模板总成回缩。⑤收回横移油缸，使模板总成左右横移，在油缸动作前，要缩回相应的支撑千斤。⑥为方便脱模，要在模板外侧涂抹脱模剂。⑦旋回门架支撑千斤，使其离开轨面，收回夹轨器装置。⑧操作台车行走按钮，使台车在电机牵引下行走到工作位置。⑨台车就位后，采用夹轨器锁定行走轮，旋出门架千斤撑紧钢轨，防止台车移动。2)模板定位、校正34合上台车的电源开关，按下油泵电机启动按钮，让液压站工作，配合测量人员，操作多路换向阀手柄，通过调整，使模板外形达到施工位置要求。操作多路换向阀手柄，让横移油缸工作，左右调节，使模板轮廓与岩壁吊车梁左右位置轮廓重合。操作多路换向阀手柄，让顶升油缸工作，升降调节，使模板轮廓与岩壁吊车梁上下位置轮廓重合。台车模板外形达到混凝土施工要求后，应将托架千斤撑紧托架纵梁，把侧向千斤旋出，撑紧千斤纵连撑管，此时，上下模板总成应紧密贴合。最后关好台车前后周边封端板。(6)端头模板安装施工缝端头模板采用免拆模板网，免拆模板网内外两侧均采用钢筋焊接固定在边墙锚杆上，其中，横向钢筋为C16螺纹钢，间距10cm，竖向钢筋采用C18螺纹钢，间距25cm。(7)预埋件安装预埋件安装包括桥机轨道及滑线架预埋钢板凳、电缆埋管、水煤气管及其它预埋件安装。(8)清仓验收在混凝土浇筑前清理仓内的杂物，并冲洗干净，排除积水，检查钢筋、埋件是否符合设计和规范要求，施工缝缝面及键槽槽面在混凝土浇筑时应凿毛处理并用水冲洗干净，自检合格后申请验收，经现场监理工程师验收合格后进行混凝土入仓准备。(9)混凝土拌制和运输岩壁吊车梁混凝土由商品混凝土拌和系统拌制，拌和人员根据混凝土浇筑许可证和试验室开具的混凝土配料单拌制混凝土。混凝土水平运输采用9.0m3或12m3混凝土搅拌运输车运输至工作面。垂直运输采用TB110G布料机或HBT60混凝土泵送料入仓。(10)混凝土入仓、平仓振捣35TB110G布料机或HBT60混凝土泵送料入仓，浇筑过程中控制混凝土铺料分层厚度30cm～40cm之间、混凝土上升速度不超过50cm/h。混凝土浇筑必须保持连续性，对已开仓段必须一次性浇筑完成，不许出现冷缝。2）人工平仓后采用插入式振捣器振捣，振捣标准以不显著下沉、不泛浆、周围无气泡冒出为止。两台振捣器一前一后交叉两次梅花形插入振捣，快插慢拔，振捣器插入混凝土的间距按不超过振捣器有效半径的1.5倍，距模板的距离不小于振捣器有效半径的1/2倍，尽量避免触动钢筋和预埋件，必要时辅以人工捣固密实。振捣宜按顺序垂直插入混凝土，如略有倾斜，倾斜方向应保持一致，以免漏振。单个位置的振捣时间以15s～30s为宜，以混凝土不再下沉，不出现气泡，并开始泛浆为止，严禁过振、欠振。(11)收仓抹面整光滑、高程准确，并注意预埋件应露出混凝土面。(12)脱模及混凝土养护1）脱模岩壁吊车梁混凝土脱模时间需在混凝土强度达到设计强度的75%后进行。待混凝土达到所规定的强度后，即可脱模。先撤除台车前后周边有关的模板，然后启动液压站工作。收回侧向千斤，操作换向阀手柄，缩回侧向油缸，收回模板总成，使其离开混凝土。收回横移油缸，操作换向阀手柄，控制横移油缸，使台车侧模板离开衬砌面。注意油缸收缩时，必须分次收缩，切忌一次性强行脱模。停止油泵电机。清洗台车，除掉模板表面上粘贴的混凝土。以上为台车的一个工作循环，继续向前衬砌，则重复上面的步骤。反复循环立模、浇筑、脱模、行走这四个工作过程，就完成了模板台车的整个作业。362）混凝土养护浇筑收仓后12h～18h及时进行人工洒水养护，使其保持湿润状态，养护时间不少于14d。岩壁吊车梁顶部、侧面及下斜面均采用覆盖保水土工布进行养护。3.3.3研究成果国家质量监督总站等单位领导和专家的高度评价。（2）结构钢筋通过架立钢筋、拉筋与系统锚杆连接，有效防止下滑、倾覆。（3）钢筋利用钢筋台车超前进行安装，不占用岩锚梁混凝土浇筑直线工期。有利于工人作业，提高工效。施工进度可控性更高。本项目依托工程采用新型液压台车进行岩锚梁混凝土施工，施工工期满足总进度计划目标要求。（5）岩锚梁采用液压自动化台车施工，各工序施工质量全面受控、工序质错台、漏浆、砂线等质量缺陷。混凝土浇筑单元工程合格率100%，混凝土浇筑单元工程优良率100%。（6）与传统施工工艺相比，本项目采用自动化钢筋台车、钢模台车进行岩境的安全性，贯彻了以人为本的安全管理理念。现场形成规范有序的流水作业，文明施工整齐划一。本工程施工过程中，圆满完成安全零事故的安全管理目标。3.4台车施工工艺与传统工艺对比研究3.4.1研究问题（1）工艺流程对比（2）资源配置对比37（3）经济效益对比3.4.2研究内容3.4.2.1工艺对比分析（1）新型液压台车浇筑岩锚梁施工工艺：成后，后续施工只需进行行走就位即可，轨道安装超前进行，不占用直线工期。现场后，利用钢筋台车上配置的1t卷扬机将钢筋吊运至台车顶部平台上堆存，位施工，钢模台车行走至本仓就位。后，进行仓面验收。混凝土浇筑完成后，需待混凝土强度达到设计强度模。脱模后，钢模台车行走至下一仓位进行施工。人在宽敞的施工平台上操作，施工效率大大提高。（2）承重排架配定型钢模板浇筑岩锚梁施工工艺：采用承重排架配定型钢模板进行岩锚梁混凝土施工时，先进行承重排架施10cm厚C25碾压混凝土，碾压混凝土采用16t设，承重排架利用φ48mm钢管搭设而成。I12重量较重，采用25t汽车吊进行吊装。3m，单块重量1.7t，采用25t汽车吊吊装就位。38由施工人员选择好相应型号的钢筋，通过电动葫芦吊至仓面进行安装。待钢筋安装完成，进行侧面定型钢模板吊装，侧模单块长度3m，单块重量25t行加固。12h度达到设计强度75%后方能进行拆除。（3）工艺对比新型液压钢模台车浇筑岩锚梁工艺与传统的承重排架配定型钢模板浇筑岩但台车施工工作面宽敞，钢筋可放置于钢筋台车顶部平台上可供工人直接取用，相同，不同点有：1）台车工艺有轨道敷设安装工序，而传统工艺有承重排架基础碾压混凝土2）安全防护，能够保障施工人员作业安全。3）传统工艺由承重排架及型钢三脚架等托撑进行支撑，台车工艺模板承重体系由台车门架进行支承，较传统工艺具有更好的稳定性及安全性。4）传统工艺承重架需要每仓进行搭拆，钢筋、钢模台车只需进行一次安装水作业，现场施工有序，便于文明施工打造。3.4.2.2、经济效益对比分析（1）传统承重排架配定型模板浇筑岩锚梁工艺施工成本分析39需采购定型侧模3090283.5t，主副厂房岩锚梁砼浇筑需采购定型侧模3070261t。厂房岩锚梁定型钢模共计8500元/t22185008500元/t值2409750元。厂房岩锚梁承重排架搭拆及租赁费用355029元，定型钢板板安装1778234元；尾水管检修闸门室岩锚梁承重排架搭拆及租赁费用368933元，定型钢板板安装125826334567购的材料应扣除残值-1000元/t，共计-544500元。原施工阶段岩锚梁砼浇筑及模板费用共计6971555措施费33471014168954（2）新型液压台车浇筑岩锚梁混凝土工艺施工成本分析工艺相比较，其施工成本分析如下：重量为101.70t，钢筋台车67.40t，轨道重量18.83t；尾闸室钢模台车362t，钢筋台车89.3t，台车轨道16.3t。主要分析购置和安拆费用，钢模台车购置费64842945.6665002945.66元/t；轨道需要另行购买不包含在台车费用中，购置单价6086.51元/t（4560合同基价×1.2712费率×1.05300元/对m。岩锚梁砼浇筑及措施费共计5122812元（主厂房岩锚梁砼浇筑措施费2711075元；尾水管检修闸门室岩锚梁砼浇筑措施费3556707元；扣除残值-1145600了劳动力的使用，有利于工期和安全文明施工，同时节约成本：6971555元40-5122812=1849373元。具体见下表：表3-1左岸地下厂房岩壁梁砼浇筑措施经济对比分析序号项目名称成本费用(元）备注一传统方案6971555承重排架配定型模板1主厂房岩壁梁砼浇筑费用33471012尾闸室岩壁梁砼浇筑费用41689543残值扣除-544500二新型台车方案51221821主厂房岩壁梁砼浇筑费用27110752尾闸室岩壁梁砼浇筑费用35567073剩余价值-1145600对比结果1849373说明：具体费用计算见附表。3.4.3研究成果（1）岩锚梁浇筑台车的使用一方面规避了大量高排架搭设和大型模板吊装消耗，提高施