整体移动式模架浇筑电缆沟槽施工工法

PAGEPAGE1整体移动式模架浇筑电缆沟槽施工技术中铁十九局集团有限公司巴福隆孙茂明薛凤伍阴晓炜陈家钦1．前言以往隧道电缆沟槽多数采用木模和组合钢模配合施工，工艺循环多、工序繁杂、循环时间长，加固支撑费时费力，整体性差，作业劳动强度大，施工质量难以保证，且模板成本高，外观质量差，顶面平整度不易控制，接槎处易渗漏水等缺点。为有效推进工程建设施工质量管理，实行样板引路，规范作业，消除质量通病，杜绝质量隐患，中铁十九局在京福铁路客专闽赣Ⅲ标根据现行施工质量标准、要求，结合现场实际情况及以往有关施工经验，自行研究总结、加工电缆槽整体移动式模架结构，采用整体移动式模板支架将原施工工艺中分层、多次、多工序浇筑优化为移动定位调节、清洁涂油和整体浇筑共三道主要工序，极大的提高了施工工效，基本杜绝了结构体质量缺陷。经现场使用、调整，效果显著，受到业主及京福铁路其他单位的好评，为今后电缆槽施工提供了良好的范例，并在京福铁路及沪昆铁路工程中进行推广应用，结构整体效果、经济效益显著。2．工法特点2.1现场中使用沟槽中隔定位器、横向螺杆、竖向螺杆等零部件来固定、调节模板，很大程度降低了测量、尺量等校验工序作业强度，降低了工人施工产生误差的几率，对模板工人技术水平要求不高，操作工艺简单、方便，顶面平整度易于控制，结构尺寸可靠，安全质量可控。2.2模板、定位、支架等作为一个整体系统，极大地减少了以往分层、分工序零散模板和钢模组装及模板转运的工作量，减少了作业人员，通过机械或卷扬设备牵引移至下一施工段落，降低了工人劳动强度，提高了整体施工速度。2.3模架刚性强度高，提高了周转次数，施工作业规范，施工作业区污染小，降低了施工作业区收拾、清理等作业强度，文明施工显著提高。2.4施工效率显著提高，减少了以往施工支撑系统等材料，降低了施工成本。3．适用范围本工法适用于隧道电缆沟槽、路基排水沟等沟槽结构施工。4．工艺原理模架通过悬吊系统把模板悬挂起来，左右调整模板到设计的平面位置；通过竖向螺杆，拧动螺丝帽可上下调节模板高度，使模板与设计标高一致；通过“中隔定位器”固定模板位置；通过横向螺杆和微调螺杆对模板位置进行精调；模板固定后，一次性整体浇筑砼；待沟槽结构成型脱模后，通过机械或卷扬设备牵引模架整体移动到下一循环施工。整体式模架的构造原理：由模板、定位和支架系统组成（如下图所示）。定位系定位系支架系支架系模板系模板系5．施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程施工工艺流程包括：施工准备（含模板打磨、砼面凿毛及清洗）、测量放线（沟槽中线和标高）、模架就位、沟槽模板定位（含安装中隔定位器、粗精调螺杆、螺帽、检查结构尺寸）、预埋管件安装、模架整体加固及封堵模架端头、浇灌混凝土、拆模、模架移至下一施工段落。施工工艺流程见下图模架加工、制作施工准备模架加工、制作施工准备沟槽中线、标高放线及钢筋安装沟槽中线、标高放线及钢筋安装模架就位模架就位竖向螺杆调整竖向螺杆调整横向螺杆粗、精调节预埋管件安装、固定预埋管件安装、固定模架整体加固、封堵模架端头模架整体加固、封堵模架端头一次性浇筑混凝土、养护、拆模一次性浇筑混凝土、养护、拆模进入下一循环进入下一循环工艺流程图工艺流程图5.2操作要点5.2.1模架加工、制作根据现场及施工条件，采用框架式模架，长度宜控制在8～12米，模架框架底部安装行走轮，便于走行。模架墙面板及底模应加工成一体式，即“L型”，以便于安装、拆卸，并有效提高模板的整体刚度。沟槽墙面板利用模架框架采用悬挂方式；沟槽中隔定位器通过其横梁上的卡槽（定位器横梁结合沟槽尺寸做好卡槽）将“L型”模板上边沿定位，其定位器立柱将“L型”模板下边沿定位，方便易安装。沟槽外边模通过模架上的丝杆（顶拉结合）和定位器横梁上的卡槽联合定位，保证其竖直度。5.2.2接触面凿毛、清洗根据模架长度，一次凿毛并清洗1～2个循环长度接触面，确保新鲜混凝土面在75%以上。衬砌与沟槽接触面也要凿毛，确保与衬砌面结合良好，避免沟槽滑动和移位。5.2.3排水盲管引出、定位通过测量定位，将Φ107纵向打孔波纹管和Φ50环向打孔波纹管引出至沟槽内设计位置，端头采用土工布及扎丝绑紧封闭，并安装定位钢筋固定管位5.2.4沟槽钢筋安装按照设计安装沟槽边墙钢筋，注意顶部纵向接地钢筋的焊接质量，确保接地效果；如果该段沟槽位于接地极段，须预先按照接地要求连接接地钢筋至设计位置。5.2.5沟槽模架移动、就位、粗精调沟槽模架在上一循环脱模后，收起模板系统，采用装载机或卷扬机牵引，慢行至下一循环设计位置。移动过程，注意调整模架位置，确保模架外侧距沟槽外边墙距离保持在约40cm（±10cm）处。通过悬吊模板的丝杆将模板横向移动至设计平面位置，再通过拧动丝杆上的螺帽调节模板标高至设计标高；安装中隔定位器，拧紧定位螺栓；通过定位器上微调螺栓精确调整和控制模板位置。5.2.6预埋管件安装及固定调整Φ107纵向打孔波纹管和Φ50环向打孔波纹管位置，使其密贴模板面；通过模板上预留的孔洞安装沟槽身Φ20横向排水管和边墙内Φ100PVC横向排水管；若该段沟槽位于接地极段，按照设计要求安装接地端子。5.2.7模架整体加固及封堵为加强模架在浇筑砼过程中的整体稳定性，可在模架外侧的找平层(填充)混凝土面植入钢筋和安装斜撑加固；安装整体封端钢模，确保边墙纵向钢筋和沟槽端头止水胶条凹槽的预留；涂刷脱模剂，检查、报验等，准备灌注混凝土。5.2.8一次性整体浇筑混凝土由于沟槽断面较小，为避免砼污染模架，不能直接用罐车入模，将薄钢板边沿结合沟槽位置制成“凸凹型”溜槽，便于引导混凝土入模，使各个沟槽内砼灌注均匀、对称，保证模内混凝土面均匀上升；混凝土分层、对称浇筑，一次成型，坍落度宜控制在14～16cm之间；浇筑过程不宜过快，避免模架上浮；采用插入式振捣棒或附着式振动器捣固，不得触及钢筋、排水管、接地端子等预埋管件。5.2.9养护、拆模、进入下一循环施工砼浇筑完成，采用土工布覆盖、洒水保湿养护，养护时间不宜低于12小时；拆模：松开定位螺栓和微调螺栓，拆除定位器；用小锤敲击震动模板，使模板与混凝土脱离；调整悬吊丝杆，使槽内两块模板一上一下后收拢，提升，移除模架；砼表面覆盖土工布，养生时间不少于7天。按照以上步骤，进行下一循环施工。5.3劳动力组织劳动力组织见下表（每套移动模架劳动力配置情况）人员配置及职责分工序号人员(工种)数量（人）工作职责及分工情况备注1技术人员1负责施工技术指导2试验工程师1负责混凝土质量检查（测）3质检工程师1负责施工质量控制4杂工3负责现场施工普工合计66．材料及设备主要设备详见下表主要机械、设备配备表序号设备名称型号规格单位数量备注1整体式模架自制套110m长，约5.5t2电动卷扬机11KW台1拖移模架3装载机ZL40C台1模板拼装时使用4砼搅拌运输车8m3辆1合计47．质量控制7.1工程质量控制标准严格执行国家有关的质量标准和规范。《铁路混凝土工程施工技术指南》TZ210-2005《客运专线铁路工程施工技术指南》TZ214-2005《铁路隧道工程施工技术指南》TZ204-2008《铁路隧道防排水施工技术指南》TZ331-2009《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002《铁路混凝土与砌体工程施工规范》TB10210-2001《高速铁路混凝土工程施工质量验收标准》TB10424-2010《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》TB10752-2010《铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准》TB10424-2003J283-20047.2施工质量控制措施7.2.1整体式模架、模板、中隔定位器、丝杆、螺栓的强度和刚度必须满足设计要求；7.2.2认真落实测量复核制度，保证测量放线准确无误；7.2.3模架（模板等配件）使用前，认真检查中隔定位器等结构尺寸是否符合沟槽设计结构尺寸；7.2.4模架（模板等配件）就位前、后，必须对模板进行清洁和均匀涂抹专用脱模剂；7.2.5严格材料进场制度，保证混凝土原材料质量，同时严格按照施工配合比拌制混凝土，加强施工过程中混凝土捣固和砼分层、对称浇筑厚度的控制；7.2.6模架就位前、定位后及浇筑砼过程，严格落实“自检、互检、交接检”三检制度，保证结构尺寸、预埋管件位置等设置准确无误；7.2.7加强混凝土养护工作，现场制作同条件养护试件，结合试压强度（符合拆模强度值后），确定拆模时间。8．安全措施8.1执行标准严格执行国家有关安全的法律法规，安全生产责任制度、安全教育培训制度、安全防护制度、安全评比制度、机械设备安全管理制度。如《建筑安装工程安全技术规程》、《建筑施工安全标准汇编》（综合卷）和《实用建筑施工安全手册》等安全标准执行。8.2安全保证措施8.2.1模架就位、定位后，在拼装过程中，行走滑轮应制动，避免模架顺坡溜滑失控；8.2.2大型模板等较重材料，宜采用机械调运；多人一起搬动较重材料，应统一指挥，避免发生重物落地等伤人事故；8.2.3丝杆、螺栓（帽）的调整应使用扳手等专用工具，严禁赤手操作，以免伤手；8.2.4整体式模架前3次使用，以及后续施工每使用5次，应对模架结构完整性和刚度进行检查，如有变形、损坏等，应及时维修或更换零部件；8.2.5每次施工前，应对卷扬机等机电设施、地锚进行全面安全检查；8.2.6卷扬机在作业时，绳索附近严禁站人，防止碰伤。9．环保措施9.1执行标准严格遵守环境保护法及相关的法律、法规、规章制度，如《中华人民共和国环境保护法》及地方相关的环保规定。9.2环保措施施工中加强对施工燃油、工程材料、设备、废水、生活和生产垃圾、弃渣的管理和处置，保证现场整洁，同时接受相关单位及部门的监督和检查。10．效益分析10.1经济效益采用整体移动式模架施工的隧道电缆沟槽与常规小钢模相比，施工质量高（整体外观效果好、避免渗漏水、顶面平整度易控制）、作业简便、施工效率高、工费成本低、作业人员水平要求不高等。10.1.1很大程度缩短模板安装时间结合以往使用小模板现场用锚固钢筋支撑和加固，模板安装时间每单侧10延米约需6小时，有的甚至达10小时以上。以京福铁路北武夷山隧道电缆沟槽施工为例，采用整体移动式模架施工，2小时内即可完成模板安装。10.1.2明显降低施工成本以往使用小模板施工沟槽，每单侧10延米需要80kg以上的钢筋来支撑和加固模板，需要6个专业木工6小时以上的工时来完成安装工作，约需要800元左右的费用。而采用整体移动式模架，3个普工在2小时内即可完成安装、加固，约需要90元左右的费用，每单侧10延米沟槽节省安装费用约700元。经济效益计算表项目计算依据效益结果班组人员常规施工6人；采用整体移动式模架需3人节省3人人员劳动强度按常规施工；模架相关材料需人工搬运；采用移动式模架后，实现整体移动，速度更快劳动强度明显降低每循环时间常规需10小时；采用整体移动式模架需8小时节省2小时效益分析每循环节省工时：6人×10小时－3人×8小时=36工时每循环节省费用：36工时×15元/工时=540元节省率：1－（3人×8小时）÷（6人×10小时）×100%=60%节省工时60%10.2环保、文明施工效益10.2.1使用整体移动式模架施工，减少了钢筋、方木用量，避免资源浪费。10.2.2现场施工，有效控制混凝土入模效果，降低了现场施工后，清扫现场的劳动强度；利用卷扬机做为牵引，没有废气排放，没有燃油污染，保证了职工身心健康。10.3社会效益采用整体移动式模架施工，工艺简单实用、作业操作方便、施工效率高、环保无污染和方法易于掌握等优点。提前3个月完成任务，为隧道后续工序施工争取了宝贵的时间，为今后在隧道电缆沟槽工程施工提供了成功的施工经验，具有很好的推广价值。11．应用实例11.1工程概况京福铁路客专闽赣段北武夷山隧道全长14646米，其进口段8170米由中铁十九局承建，起止里程为：DK520+280～DK528+450。该隧道为单洞双线隧道，双侧均设置侧沟、电力槽、电信槽。电缆槽整体宽度为160cm，其侧墙高度为80cm，沟槽隔墙宽度为13cm。该工程于2010年6月开工，2014年10月完工。11.2施工进度情况北武夷山隧道结合洞身开挖（月进度一般为180m）、仰拱及填充（月进度一般为150～180m）、混凝土衬砌（月进度一般为156～180m）等进度，要求各工序相互衔接及附属工程等后续工序同步跟进，该项目电缆沟槽施工以月进度180m（单侧）为标准。该隧道电缆沟槽施工作业队于2012年8月10日进场，自2012年10月15日开始施做，至2013年1月25日期间，共102天，采用整体移动式模架施工，共计完成870延米（DK521+380～DK522+250左线侧），即月进度约256延米/套。11.3应用效果及结果评价11.3.1与以往小模板拼装施工进度（月进度150延米）比较，施工进度快，同时段（2012年10月15日～2013年1月25日）比较，节省2.4个月工期。11.3.2电缆槽顶面标高现场检查（测），顶面标高偏差为2～4mm（以往偏差为8～15mm），有效控制了电缆沟槽顶面标高。11.3.3电缆沟槽纵向线型现场检查（测），中线偏差为3～5mm（以往偏差为5～10mm），很好的控制了电缆沟槽纵向线型。11.3.4电缆沟槽外观质量及平整度检查（测），平整度一般为1～3mm（以往偏差为4～7mm），采用大块整体模板，减少了砼结构接槎、错台数量，保证了电缆沟槽混凝土平整度。11.3.5整体一次性浇筑混凝土，有效减少了接槎渗漏水现象。11.3.6经济和社会效益明显。北武夷山隧道（进口段）采用整体移动式模架与以往模板拼装施工比较，截止2013年1月25日电缆沟槽剩余8170m×2-870m=15470延米，以往模板拼装施工需要工期为：15470m÷150m/月÷10套=10.3个月，采用整体移动式模架施工需要工期为：15470m÷256m/月÷10套=6