毛家河水电站引水隧洞全圆针梁式台车的应用

摘要：本文叙述了针梁式台车在毛家河水电站引水隧洞工程中的应用，介绍了全圆针梁钢模台车设计要求、台车组成、台车安装，并叙述了毛家河水电站引水隧洞钢模台车混凝土衬砌施工工艺，对小断面、长距离的类似工程有一定借鉴和参考作用。

关键字：毛家河水电站；针梁式台车；应用；混凝土衬砌施工 一、工程概况

毛家河水电站引水隧洞全长4559.28m圆形断面，衬砌后内径为7.3m，衬砌厚度根据围岩情况分别为50cm（Ⅱ类围岩）、60cm（Ⅲ类围岩）和80cm（Ⅳ、Ⅴ类围岩），1#、2#、3#、5#及1#岔洞分别长为1.09m、181.40m、219.26m、179.71m和125.97m，全断均为城门形断面，衬砌厚度分别为40cm、60cm、40cm、40cm和40cm。混凝土工程施工工作内容包括引水隧洞洞身桩号引

0+000.000m ～引4+559.280m（总长4559.28m）段的混凝土衬砌，1#、2#、3#、5#施工支洞和1#岔洞封堵混凝土浇筑及合同范围内的其它混凝土衬砌。 二、针梁式台车设计

针梁钢模台车是为了电站、水库输水隧洞的整体衬砌而设计。针梁台车衬砌隧洞全圆断面底边、顶一次性成型，立模、拆模用液压油缸执行，定位找正由底座竖向油缸和调平油缸执行。台车为自行式，安装在台车上的卷扬机使钢模和针梁作相对运动，台车便可向前移动。 1.台车技术参数。 钢模直径： Φ7.33m 针梁长度： 30.085m

理论砼衬砌长度： 12.25m 额定电压： 380V

油泵： CBY2016，CBY2010

油泵电机： Y160M-4，Y132M-4 摆线针轮减速器： XWD8-43-11 液压系统工作压力： 16Mpa

全圆针梁液压钢模台车主要由模板总成、针梁总成，梁框总成、水平和垂直对中调整机构、卷扬牵引机构、抗浮装置、液压系统、电气系统组成。钢模台车全长9m或12.25m，总重约100t。钢模台车伸展后直径为7.3m。在底模内侧设有台车行走轨道。

针梁台车示意图如（图一）：

图1 针梁台车示意图 2.模板组成。

每组模板由顶模、左边模、右边模、底模四块组成。各模块与圆心夹角分别为：顶模40°，左边模105°，右边模95°，底模120°。模板面板厚6mm，模板加强筋用63×63×5的等边角钢，其间距为250mm。 3.针梁和梁框组成。

它是钢模的受力支撑平台和台车行走的轨道。中心宽2.4m，高2.6m，为装配式桁架组合结构。针梁主要有槽钢构成，长度为24m；针梁上、下有四条

40×40mm的方钢轨道，焊接在针梁上，为了便于运输和安装方便，分为4节，用

高强螺栓连接。梁框门架是通过各支承千斤和油缸与模板连接，它要承受衬砌层的压力，门架与底模上的横梁构成框架结构，立柱的间距为1.5m；根据浇筑直径和衬砌厚度，为了增强门架的强度和稳定性，门架立柱间设计有连接梁和斜拉杆等，门架立柱和横梁均用工字钢制成。 4.底座。

前、后底座分别安装在针梁的两端，是针梁的受力支点，衬砌时台车的全部重量都落在两个底座上，每个底座上安装两个可承受50t力的液压竖向油缸。 5.端头堵板。

为了解决钢模两端的封堵问题，设计了端头堵板，它是由堵头角铁、钢模拱板及封头木板组成，用螺栓联接。 6.抗浮装置。

由于是一次性浇筑，当浇筑速度过快时，钢模将受到混凝土产生的浮力，为了不使钢模在浮力作用下向上移动，在钢模两端安装四个抗浮千斤顶制约上浮力的作用，在前后抗浮架上安装四个侧向千斤顶，使针梁和钢模不产生侧向位移。抗浮架有2套，分别安装在模板的前后部，并与门架连接，抗浮架下面安装有滚轮,因此，抗浮架随模板在针梁上移动，抗浮架上安装有竖向抗浮千斤和水平抗浮千斤，在浇筑时防止错台。 7.台车通过弯道及衬砌。

台车衬砌隧洞弯段半径为50m。 现台车设计成3.25+6m、12.25m和3.25+9m三种形式，12.25m的台车浇筑隧洞直线段，3.25+6m和3.25+9m台车衬砌转弯段及它们使用情况相同，现就3.25+9m的台车使用作说明。 9m台车通过弯段，用3.25m台车衬砌弯段，转弯段理论衬砌误差为24㎜，实际误差视现场工况及条件会有所偏差。台车通过弯道及衬砌时应注意以下事项：

该台车先按12.25m循环衬砌一部分直线段后到达转弯段，3.25+9m针梁台车将拆分成9m和3.25m前、后两段，拆装前必须在针梁所在位置下面按规范安装好轨道，轨道长度必须延伸到弯道结束后的直段上，其直段上的轨道长度能停放拆分后的 9m针梁台车为准。

模板、行走机构的拆装：模板、行走机构拆分为 3.25m和 9 m两部分，拆后的 9m部分移动放置于前段针梁上，3.25 m部分移动放置于后段针梁上。

针梁的拆装：在前段针梁下面安装好弯道行走组件，针梁从正中间分段处拆分为前后两段；拆掉前段针梁上的限位架装置、前底座、主油缸、平移油缸、导向机构、钢丝绳及配重等，启动弯道行走机构将前段针梁和其上的9m段模板等部件通过弯道移动到直段处放置稳固； 并将前段针梁上拆掉的组件安装在与后段针梁前端安装固定好后的针梁上；

台车通过及衬砌弯段：轨道铺成圆弧线，前面9 m台车通过转弯段后，后面 3.25m台车加针梁加长段后单独衬砌转弯段；衬砌完弯道，3.25 m台车在直线段与 9 m台车组合成 12.25 m针梁台车即可衬砌下一个直线段循环。 三、台车的安装、调试 1.安装。

采取在洞顶打锚杆，焊接吊环，挂设手拉葫芦，利用手拉葫芦吊装的方式进行安装。使用8 t汽车吊在洞内配合，安装时间约15-20 d。

台车安装工作面的长度不小于60 m，洞顶离钢模台车顶模的距离不小于1．5 m。在安装工作面的洞顶打锚杆孔，台车的单件最大重量为5 t，每根锚杆承受的拉力不小于10 t，锚杆孔的孔径为30 mm，锚杆人岩3．5 m，钻孔时超深20

cm(3．7 m)，孔间排距1．5 m，矩形布置。

台车洞内安装的总体顺序是由内到外、由下至上分层安装，安装的具体顺序为：底模--针梁及支腿--梁框--两侧边模及其支撑--顶模及其支撑--其他附件。 2调试。

台车的调试包括合模、脱模、钢模的行走、针梁的行走。调试程序为：合、脱模一钢模行走一合、脱模一针梁行走(往返)一钢模行走复位。对于不符合要求的应进行修整。

四、台车在使用时的控制要点

针梁台车由于是全圆衬砌，在浇注下部时，将产生巨大的浮力及侧压力，因此，在就位好后衬砌施工前，必须做到以下几个重要环节：针梁左右两侧水平方向上共有前、后多处水平定位千斤，浇注时必须撑紧洞壁；针梁下部运行滚轮与针梁轨道间的多个竖向限位千斤，浇注时必须撑紧轨道，且滚轮与轨道之间的间隙必须用钢板等材料垫紧，防止模板与针梁间的间隙；装在梁框前、后端共八个水平限位丝杆必须撑紧针梁，防止模板水平方向上的移位。在施工过程中，要时常检查是否松动；控制好浇注坍落度。下部控制在13cm左右，上部控制在15cm左右，适当增加水泥量，保证更好的流动性，改善表面质量；模板尾部搭接长度最少不得小于5cm。由于模板与洞壁间不可能完全吻合，当模板上部搭接 5cm时，下部也许恰好接触，必须仔细观察，保证最少一边不得少于5cm，否则会造成搭接处砼的损伤；由于台车衬砌直径大，衬砌长度长，要使两端搭接尽量吻合，模板就位时，在第一模可让搭接端保持理论值，让自由端比搭接端适当大3-5mm；在正常衬砌时，搭接端顶紧洞壁，自由端适当大3-5mm；当下部底模浇好后，两侧开始上升时，每侧的上升速度（即浇注速度）必须控制在1.0米/小时内，由此计算每小时所需的砼搅拌供料；顶部用注浆管封顶时，要注意观察，防止浇注过量。严禁用一个注浆管向整个台车供料，防止压力过大，造成顶部局部模板的破坏。

五、混凝土浇筑的先后顺序 1.底模砼浇筑。

砼经底模工作窗入料，进行浇筑，时间 3-4小时。浇筑时为使砼表面光滑、减少气泡缺陷，应在浇筑过程中接通附着式振动器振捣,同时还可借助插入式振捣器振捣。

2.边模砼浇筑。

砼经边模工作窗入料，进行浇筑，时间 5-6小时。为保证台车受力均匀，左右模板砼应间隔浇筑，其砼表面高差应不大于 0.5m，且每浇筑一层砼，即用插入式振捣器振捣。 3.顶模砼浇筑。

砼由顶模注浆口入料，进行浇筑，时间约3 小时。顶模浇筑时应注意观察砼注入情况，发现砼浇筑满时，应立即停止泵送砼，以免顶部模板局部压力过大，选成模板变形。砼浇筑完后，用附着式振器振捣。 六、结语

针梁式台车在全圆隧洞衬砌施工中具有施工速度快、方便快捷的特点，其通过台车模板与针梁的相对运动完成台车的移动，可节约较多的动力设备，因此提前对仓面进行钢筋绑扎，可以大大缩短台车移动时间，方便简捷的完成安装工作，提高工效，在小断面，长距离的圆形隧洞施工中可广泛使用。 参考文献：

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作者简介：朱晓强（1975-），男，贵州省贵阳市人，武汉水利电力大学水利水电工程施工专业，工程师。