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本文作者：鄧生榮袁國棟作者單位：中國人民武裝警察部隊水電第三總隊十一支隊

1概述

石門河渠道倒虹吸工程位于河南省輝縣市趙固鄉大砂窩村西北約1．5km。兩段渠道長374m(其中進口渠道段長99．4m，出口渠道段長274．6m)，倒虹吸管身段水平投影長1015m，進口漸變段、閘室段長68m，出口漸變段、閘室段長93m，共計1550m。渠道倒虹吸工程與石門河呈正交，倒虹吸型式為箱式，三孔一聯，單孔管寬6．9m，管高6．9m。倒虹吸管身段由進口斜管段、水平管段、出口斜管段三部分組成。進口斜管段坡度為1∶4，出口斜段坡度為1∶4。倒虹吸進口底板高程91．4m，水平管段管底高程84．3m，出口底板高程84．1m。管身由三孔一聯(單孔管寬6．9m，管高6．9m)的鋼筋混凝土箱涵構成，頂板厚1．3m，底板厚1．3m，邊墻厚1．2m，中墻厚1．1m。倒虹吸管身段混凝土標號均采用C30W6F150。

2混凝土澆筑方案

倒虹吸管采用分段現澆，相鄰兩段之間設伸縮沉降縫，縫內設止水以適應建筑物因溫度變化引起的變形和地基不均勻沉陷的影響。管身段根據不同的接縫結構和所處位置等分69段，每段整段施工。施工時先施工平管段，再同時分別向進出口依次澆筑斜管段，澆筑分2層。平管段分底板、邊墻和頂板，底板轉角以上20cm邊墻用轉角模板隨底板澆筑，其余邊墻部分隨頂板澆筑，模板選用組合模板配合邊墻頂板鋼模臺車。斜管段分底板、邊墻和頂板，全部采用組合鋼模板，頂板采用滿堂腳手架支撐，溜槽、倉面吊進行混凝土垂直運輸;進出口胸墻弧線段采用異型木模，木模表面進行拋光處理并均勻涂抹脫模劑，以確保混凝土外觀質量。

3鋼模板制作方案

綜合考慮石門河渠道倒虹吸工程的結構特點及本項目對混凝土工程的表觀質量和施工強度要求，并根據管身段混凝土已確定的澆筑程序進行安排，模板分為底板鋼模和側墻、頂板鋼模兩部分進行具體設計。

(1)底板鋼模按外側鋼模、內側異型倒角鋼模、端部鋼模制作。外側鋼模長7．5m、高2m;內側異型倒角鋼模長7．5m、寬0．8m、高0．7m，倒角500mm×500mm;端部鋼模按安裝止水帶的要求分塊制作。模板安裝時相臨模板用螺栓連接。為防止漏漿，內嵌雙面膠。支撐由支架和地腳螺栓組成，其中支架采用角鋼和槽鋼制作。支架下端橫向設置地腳螺栓，用以調整模板的垂直度并保持模板豎向穩定，操作平臺設置在支架上端。根據專業鋼結構力學分析軟件的驗算結果，底板鋼模面板采用厚度4mm制作即可。根據施工經驗，結合本工程高標準要求，決定采用8mm厚鋼板。橫肋按50cm、縱肋130cm設置，肋板采用厚度5mm扁鋼制作。

(2)側墻、頂板鋼模按外側鋼模、內側鋼模臺車制作。外側鋼模采用4mm厚、2．5m×7．52m鋼板，兩側共加工12塊。考慮到混凝土澆筑模板變形，外側采用［10每30cm縱向加固。模板安裝時相臨模板用螺栓連接，為防止漏漿，內嵌雙面膠。為便于安全有效的組合安裝大塊模板，特別設置了組合，組合由［14和［12．6組合焊接成一個整體鋼構件，起支撐大塊鋼模板的作用，便于安裝固定。根據專業鋼結構力學分析軟件的驗算結果，鋼模臺車面板分成三大塊，側墻模板兩邊各一塊，頂板一塊。其中頂板鋼模由8mm厚、5398mm×1500mm鋼板拼接，側墻模板由8mm厚、6210mm×1500mm異形倒角鋼板拼接，上部倒角為500mm×500mm，拼接工藝采用焊接，最后將各個焊縫打磨光滑，形成一個平面。考慮到混凝土澆筑模板的變形，外側采用［10每30cm橫向加固，每根橫肋用兩根［10對焊。鋼模臺車結構詳見圖1、2。

4鋼模臺車的工作原理

鋼模臺車由三部分組成。第一部分:模板及支撐系統。這部分全部由鋼結構及相關配件組成，用來支撐臺車所承受的各個方向所應有的荷載，包括模板及鋼筋混凝土重量和施工動載等，鋼結構受力分析采用3D3S鋼結構設計軟件反復驗算，符合施工要求;第二部分:液壓升降、收縮及平行移動系統。控制臺車整體升降及脫模，左右偏移，起到使臺車按要求定位平整及脫模的作用，液壓系統在每次拆模后都要檢查維護，確保其不出故障。根據以往同類產品應用中無故障出現，故不會對工程造成不利影響;第三部分:電機行走系統。控制臺車整體前進及后退。第一部分由模板廠家按設計選材并加工，第二部分及第三部分委托相關專業廠家定制。臺車經過加工調試運行后運至現場組裝及二次調試。

澆筑混凝土前，臺車安裝調試好后通過電機行走系統行走至立模位置，測量放樣后，通過升降液壓系統將臺車初步調整至設計要求高度，并通過液壓平移機構將臺車調整至垂直狀態，側向液壓千斤頂將側模初步調整至準確位置并進行定位復測，結合雙絲千斤頂裝置微調直至調整到準確位置為止，最后通過雙絲千斤頂裝置將模板和臺車主體門架受力結構緊密聯系在一起，保證臺車整體剛度，防止模板局部變形。臺車撐開就位后檢查臺車各節點連接是否牢固，有無錯動移位情況。采用五點定位法檢查模板是否翹曲或扭動，位置是否準確，保證襯砌凈空，同時也易于克服襯砌環接縫處的錯臺。

當混凝土強度達到要求需要拆模時，工作人員通過臺車爬梯到操作平臺作業，首先松開雙絲千斤頂裝置，去除側模和門架連接的受力鋼拉桿，然后通過側向液壓系統將兩邊側墻鋼模板向內收縮，再通過升降液壓系統將臺車頂部模板向下沉降，從而達到拆除模板的作用。模板拆除后，再收起底部螺旋支腿，通過電機行走系統將臺車移出，檢修，打磨模板，清除銹斑，涂油防銹，為下一循環做準備工作。

5對關鍵部位的處理

(1)底板倒角處懸空模板的固定。由于倒角模板在澆筑混凝土過程中承受混凝土對倒角的揚壓力和左右兩側的側壓力，模板容易向上、左右兩側移位，因此，在兩相鄰孔倒角模板之間用對拉片相互拉緊，每孔之間、模板之間用鋼管橫向頂緊，鋼管之間間距60cm，在倒角模板兩端用縱向鋼管與橫向鋼管連接，形成網狀支撐結構，同時，在兩相鄰孔倒角模板上面設計固定架夾緊模板，對模板有一個下壓力，起到抵消揚壓力的作用。對于與外模相鄰的倒角模板，通過對拉片和外鋼模相連，使整個模板形成一個穩定、相互聯系的整體結構。通過以上措施，可以將倒角模板固定牢固、穩定。同時，由于底板倒角模板缺少下部支撐并盡可能減少水平模板寬度，增設臨時模板寬度為50cm。

(2)臺車側模底部與外模的固定。在倒角以上的20cm高度第一次澆筑的混凝土中預留對拉孔，固定底端模板。

(3)臺車模板加長20cm。考慮與老混凝土的搭接，兩邊各預留10cm左右。

(4)為了防止模板拼接漏漿，在接縫處與混凝土接觸面貼雙面膠，能起到很好的止漿效果。

(5)為了脫模和混凝土表觀質量的需要，模板出倉前，必須打磨刷油，防止銹蝕。

(6)模板變形計算采用行業專業計算軟件，保證變形不超過有關規程、規范對混凝土外觀質量要求的規定。

(7)外側模板由大塊組合鋼模組成，采用兩架龍門吊吊裝移動，龍門吊和布料機共用軌道，軌道設置在管身底部兩側預留空位上，場地滿足要求。

(8)臺車堵頭模板的設計安裝。堵頭模板(擋頭板)選用5cm厚松木板制作，采用角鋼U形卡和短方木固定，以適應端模尺寸的不規則性，并在擋頭板上釘木板條，以便在混凝土端面預留出安裝止水條的凹槽。

6利用鋼模臺車對本工程施工的意義

(1)質量方面。管身過流斷面常年為高速水流區，混凝土表面如果不平整和密實，容易引起空蝕現象，從而破壞混凝土的整體結構和受力結構，給后期運營質量安全帶來不利影響。施工中要求混凝土表面平整光滑，混凝土澆筑必須密實、平整，混凝土的澆筑質量尤其重要。為保證混凝土內、外觀質量及各種混凝土達到設計的功能要求，關鍵在于對混凝土原材料的質量控制。采用先進的施工工藝，加強混凝土的質量控制。選擇鋼模臺車作為倒虹吸管身澆筑時的內模，在現階段的水利工程施工中屬于一種先進的施工工藝，能夠很好的消除以往采用組合模板容易形成的錯臺、搭接不平順、漏漿、氣泡和蜂窩等混凝土澆筑常見的質量通病，能夠很好的滿足對混凝土的高標準要求。

(2)安全方面。本工程如采用常規的組合鋼模板施工方法，組合鋼模板安裝量大，勞動強度大，施工干擾大，給安全施工帶來很多不確定因素。采用鋼模臺車將有效消除這些不利因素，給安全施工起到一個保障作用。

(3)工期方面。根據本工程主要施工內容的要求和特點，結合現場水文、氣象條件，混凝土工程主要集中于主河床內的倒虹吸管身段，加之本工程從總體布置上屬于線形工程，橋梁、渠道、管身段等主體施工工作在施工期內相互制約較小，便于分段獨立作業。考慮到汛期主河床行洪度汛要求，混凝土工程施工主要集中在2009下半年～2010上半年和2010年下半年～2011年上半年兩個枯水期內進行。在第一個枯水期內(2009年9月30日～2010年6月30日)務必完成左岸倒虹吸管身段全部施工內容(29～69管節)及出口閘室一期混凝土施工;在第二個枯水期內(2010年9月30日～2011年6月30日)務必完成右岸倒虹吸管身段全部施工內容(1～28管節)及進口閘室一期混凝土施工。主要安排在管身段施工不受影響且資源條件允許的情況下盡量提前施工，但上述施工內容必須于2011年6月30日前全部完成。

在以上前提條件下，工期緊、任務重、壓力大，采用鋼模臺車相比傳統的組合鋼模板施工，前者具有裝模快，拆模快，一次成型等優點，極大的縮短了澆筑一節管身所需要的循環時間，對保證整體工期具有重要的意義。