柴昶昶，魏文江

（1.安徽省中興工程監(jiān)理有限公司，安徽 合肥 230011； 2.安徽省交通工程質(zhì)量安全管理服務(wù)中心，安徽 合肥 230051）

1 依托工程概況

引江濟淮東淝河一線船閘改造工程是引江濟淮東淝河樞紐的重要組成部分，與完建的東淝河船閘（280×23×5.2 米）形成雙線船閘。船閘按Ⅱ級建設(shè)，設(shè)計最大船舶噸級為2000t 級，船閘閘室有效尺度280×34×5.6 米（長×寬×門檻水深），年單向過閘貨運量為3031.9 萬噸，完建的東淝河船閘過閘貨運量為2751 萬噸，雙線船閘合計過閘貨運量為5782.9 萬噸。

閘室采用整體式鋼筋砼塢式結(jié)構(gòu)，閘室墻口寬34米，順?biāo)鞣较蜷L290 米，分成15 節(jié)，首尾兩節(jié)非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)長度15 米，底板為消力池+空箱型結(jié)構(gòu)；2～14#節(jié)段為標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段，每節(jié)長度20 米；閘室墻頂高程+27.9 米，頂寬1.2 米，底寬3.8 米。閘室墻高15.66 米，閘室墻兩側(cè)墻面+27.9～+16.0 米布置1 厘米厚的鋼板護(hù)面；閘室墻采用C25 混凝土，其中單側(cè)墻身混凝土量最大為886.54 立方米。

2 模板臺車法一體化施工技術(shù)方案比選

傳統(tǒng)的船閘閘室設(shè)計中，閘室墻多采用混凝土護(hù)面、鋼護(hù)木+混凝土護(hù)面等形式，船閘運營期船舶經(jīng)常性撞擊，使得船閘混凝土表面破損、鋼筋外露等，影響了船閘耐久性，帶來了安全隱患。隨著以往船閘在運營、檢修等暴露出的弊端，全鋼護(hù)面閘室墻已在近年船閘設(shè)計與施工中開始廣泛應(yīng)用。

按照以往船閘施工經(jīng)驗，閘室墻一般采用翻模工藝或懸臂模板澆筑工藝，兩側(cè)同步澆筑，每次澆筑前在本節(jié)混凝土中預(yù)埋爬升錐，每次澆筑高度3～6 米，分多個節(jié)段澆筑完成，澆筑一節(jié)需要5～7 天，每段閘室墻需要25～35 天完成；模板需要重復(fù)安裝及拆除、轉(zhuǎn)運及吊裝等工序，重復(fù)工作量大、設(shè)備依賴性高、高空起重吊裝作業(yè)安全風(fēng)險大，在已完建的安徽省沙潁河船閘、蜀山船閘等及在建裕溪河船閘擴容改造（34米寬全鋼護(hù)面閘室墻）施工中，應(yīng)用翻模工藝分層澆筑，該工藝存在施工功效低、高空作業(yè)安全風(fēng)險系數(shù)高、墻身垂直度與精度難以控制、層間施工縫及鋼護(hù)面板焊接多、鋼護(hù)面分塊分段整體質(zhì)量控制難、接縫處滲水風(fēng)險大等諸多局限性與不足之處，閘室墻身整體性及外觀質(zhì)量有待提高。[1]考慮以上缺點及不足之處，針對東淝河一線船閘34 米斷面尺寸大、安全風(fēng)險系數(shù)大、全鋼護(hù)面安裝精度高、大面平整度控制嚴(yán)等特點，主要借鑒公路工程中隧道二襯模板臺車施工工藝，并結(jié)合全鋼護(hù)面與模板體系整體拼裝工藝，通過施工現(xiàn)場條件核查、空間環(huán)境調(diào)查、裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計等開展方案比選：

1.參考省內(nèi)類似23 米寬船閘采用的單支腿移動模架，因一線船閘相比23 米船閘閘室更寬、更深，單支腿移動模架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及左右側(cè)平衡性差。

2.采用分離式移動臺車。船閘左側(cè)為放坡開挖空間較大，臺車擬采用簡支形式，右側(cè)由于閘室支護(hù)樁限制，只能采用懸臂形式。由于懸臂端過長，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性計算不滿足要求。同時，由于模板分塊數(shù)量多，兩側(cè)液壓千斤頂數(shù)量多，模板調(diào)整時易出現(xiàn)不同步的情況，安裝精度控制難度大。故此方案不適用限制條件下的使用。

3.推選方案。借鑒隧道施工襯砌臺車多液壓控制系統(tǒng)，采用整體式移動臺車，模板采用大塊模板與全面護(hù)面板預(yù)拼裝，減少模板分塊數(shù)量，提高模板定位精度；立柱采用雙支腿，裝配式結(jié)構(gòu)更加安全及穩(wěn)定。

3 模板臺車法一體化施工技術(shù)的應(yīng)用

34 米寬全鋼護(hù)面閘室移動模板臺車主要由門架系統(tǒng)、懸吊系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)等部分組成。模架為電動自行式，行走速度：0～3 米/分鐘，主起重量32t，起升高度17.5 米，總功率165kW。尺寸：長46.75 米，寬18.65 米，高24.221 米。[2]

3.1 門架結(jié)構(gòu)

門架結(jié)構(gòu)主要由主梁、支腿、橫向連接梁、縱向連接梁、拉桿組、斜撐及其他連接桿件組成。

主梁共有3 列，每列3 段，兩個邊段采用方鋼制作成箱型梁結(jié)構(gòu)，中間段采用方鋼制作成花架結(jié)構(gòu)，段與段之間通過螺栓群連接。兩邊段尺寸15.5×0.75×1.5米（長×寬×高），中間段尺寸15.75×0.81×1.65米。兩排主梁之間由方鋼制作的花架結(jié)構(gòu)縱梁連接。主梁之上采用拉桿組用以穩(wěn)定懸臂端，拉桿組共6 組，每根支腿上1 組，每組3 根。

支腿為方鋼焊接成箱型結(jié)構(gòu)，采用四列三排設(shè)計。行車兩側(cè)支腿共計12 條，左右兩側(cè)對稱布置，每條支腿分為3段。單幅兩列支腿之間通過連接桿和斜桿相連，單幅每排支腿之間采用縱向連接梁相連，左右幅支腿之間采用橫向連接梁相連?？v橫向連接梁均為方鋼制作的花架結(jié)構(gòu)。支腿與橫梁、支腿與主梁采用利用斜撐加強，共設(shè)斜撐24 根。

3.2 行走系統(tǒng)

行走系統(tǒng)由移動模架下橫梁及行走輪組組成。架下橫梁及行走輪組保持為雙排輪組，有利于提高設(shè)備整機穩(wěn)定性，選用8 臺BL220 型減速機，使雙排輪同軸度達(dá)到最優(yōu)，配合前后端電機，使設(shè)備首尾都得到驅(qū)動力，可以杜絕在以往的施工中經(jīng)常遇到鋼輪旋轉(zhuǎn)但不行走的打滑現(xiàn)象。[3]

行走系統(tǒng)使用電機8×2.2kW 八驅(qū)動，電動機通過減速器及3 級齒輪減速，行走速度控制在0～3 米/分鐘左右。門架的單側(cè)雙軌道上分別安裝夾軌器，使其在門機不運行時安全固定。在輪組的外側(cè)分別安裝錨定裝置，以便在吊運臺車時減少側(cè)向力引起的誤差。[4]

3.3 懸吊系統(tǒng)

懸吊系統(tǒng)主要包括固定單梁吊、滑動單梁吊、電動葫蘆、型鋼吊具。

臺車頂部橫梁設(shè)有8 個單梁吊，均采用32T，其中外側(cè)4 個為滑動式單梁吊，內(nèi)側(cè)4 個為固定式單梁吊，每個內(nèi)側(cè)單梁吊下方設(shè)型鋼吊具，吊具尺寸5.22×0.43×0.36 米（長×寬×高）。每個內(nèi)側(cè)固定式單梁吊兩側(cè)設(shè)2 個2t 電動葫蘆，共8 個，滿足護(hù)面鋼板吊裝需要。

3.4 液壓系統(tǒng)

液壓系統(tǒng)由8 個液壓泵站、16 個平移千斤頂和16個頂升千斤頂及油路管組成，每個液壓泵站控制4 個液壓千斤頂。如1 號液壓泵站在1 號千斤頂附近，同時控制1 號、2 號、3 號和4 號共4 臺液壓千斤頂同時平移，5 號泵站在1 號千斤頂附近同時控制17 號、18 號、19 號和20 號共4 個液壓千斤頂同時頂升，這樣保證模板運行方向的同步性。

3.5 模板體系施工

3.5.1 模板體系設(shè)計

臺車的模板體系主要包括墻身迎水側(cè)、迎土側(cè)整體鋼模，面板采用厚度δ5 毫米鋼板，橫肋為[10#槽鋼，間距為300 毫米，模板豎向背肋為雙[16b#槽鋼組焊結(jié)構(gòu)，間距為900 毫米。迎水側(cè)模板支撐橫梁為雙[32b#槽鋼組焊結(jié)構(gòu)，間距為6000 毫米。模板穿膛拉桿采用φ20 精軋螺紋鋼（PSB785），縱向間距為1000 毫米，橫向間距為1500 毫米。迎水側(cè)模板可調(diào)支撐采用φ40調(diào)節(jié)絲桿及φ76 無縫鋼管組焊結(jié)構(gòu)，可調(diào)支撐與支撐橫梁之間采用φ25 銷軸鉸接。[5]

3.5.2 模板體系安裝

臺車安裝完成后，采用臺車自身的起重系統(tǒng)進(jìn)行模板體系的安裝。先安裝迎水側(cè)模板體系，再安裝迎土側(cè)模板體系。

迎水側(cè)、迎土側(cè)模板分別放置在擱置平臺和墻后回填土上，并臨時倚靠在鋼筋骨架上。模板拼裝前先將拼裝節(jié)段的閘室墻鋼筋綁扎完成，并將迎土側(cè)進(jìn)行墻后回填，回填高度至無護(hù)面鋼板段側(cè)墻頂以下30 厘米處。迎水側(cè)倒角處安放臨時擱置平臺，擱置平臺采用工28 工字鋼和腳手管焊接而成。臺車移動至對應(yīng)位置，利用自身梁吊分塊吊裝模板，為方便吊裝，梁吊下方安裝型鋼吊具。

3.5.3 護(hù)面鋼板安裝

護(hù)面鋼板按9×2 米分塊加工，豎向共6 層。每層護(hù)面鋼板上緣按間距2000 毫米設(shè)置4 個吊耳，吊耳在兩層鋼板間也起限位作用。最下層護(hù)面鋼板按縱向間距1000 毫米，橫向間距1600 毫米打孔，焊接固定螺帽。其余5 層只在距鋼板上緣500 毫米處按橫向間距1600毫米打孔，焊接固定螺帽。護(hù)面鋼板提前放于擱置平臺上，采用臺車卷揚機與電動葫蘆配合起吊，自下層鋼護(hù)面逐塊安裝至上層。

臺車模板系統(tǒng)底邊焊接移動式限位裝置，底層護(hù)面鋼板吊裝至設(shè)計標(biāo)高，先臨時卡在移動限位裝置上，從臺車模板側(cè)擰入固定螺栓，將護(hù)面鋼板固定在臺車模板系統(tǒng)上；然后再依次吊裝其余5 層護(hù)面鋼板，下緣通過下層吊耳限位，并通過點焊與下層護(hù)面鋼板固定，上部通過固定螺栓與臺車模板系統(tǒng)固定。

臺車模板定位。啟動液壓系統(tǒng)，利用內(nèi)模調(diào)位油缸帶動內(nèi)?？肯蚧炷粒箖?nèi)側(cè)模貼緊混凝土表面，同時利用頂部固定梁吊進(jìn)行內(nèi)側(cè)模高程調(diào)節(jié)，兩側(cè)內(nèi)側(cè)模合模對稱進(jìn)行；利用外模滑動吊梁調(diào)整外?？肯蚧炷?，使外側(cè)模貼緊混凝土表面，同時進(jìn)行外側(cè)模高程調(diào)節(jié)。模板調(diào)整到位后安裝模板對拉桿及角拉桿，進(jìn)行模板系統(tǒng)加固。[6]

3.5.4 模板拆除

主要脫模順序為：端模拆除→移動模機脫模→浮式系船柱模板拆除。在混凝土強度達(dá)到2.5Mpa 時脫模，脫模順序遵循“先支后拆，后支先拆，先非承重后承重、自上而下”的原則，嚴(yán)禁硬砸硬撬。

移動模機脫模時迎水面模板先拆除護(hù)面鋼板與模板體系的固定螺栓，在由下往上分層拆除拉桿，操作模機液壓千斤頂收支撐絲杠，使迎水面模板脫離澆筑好的混凝土墻體。迎土面模板拆除拉桿后，然后操作模機滑動梁吊先向外側(cè)滑動，使迎土面鋼模板上部慢慢脫離混凝土面，再垂直起吊，從而實現(xiàn)脫模。

3.6 移動模機行走

1.行走前檢查確保迎水側(cè)模板是由懸掛系統(tǒng)受力，且迎水側(cè)、迎土側(cè)模板與閘室墻完全脫離，無接觸。行走前軌道提前鋪設(shè)，并保證軌道線型順直，固定牢靠。

2.行走過程中速度控制在0～3 米/分鐘；模機兩側(cè)同步行走，同步控制，嚴(yán)禁出現(xiàn)兩側(cè)不平衡移動；遇到突發(fā)情況，緊急制動，停止行走，待查明原因恢復(fù)正常后，方可繼續(xù)行走。

3.行走到位后，將行走系統(tǒng)進(jìn)行制動鎖死，并在軌道上安裝夾軌器，使模機不行走時安全固定。

3.7 模板臺車安拆

1.現(xiàn)場拼裝。在地面將主梁、支腿、連接梁等部分部件進(jìn)行拼裝，采用汽車吊為主要安裝設(shè)備，將主梁、支腿、連接梁等構(gòu)件吊裝至預(yù)定位置進(jìn)行安裝。

2.試運行。試運行主要分為以下幾步：

（1）空載沿軌道來回走3 次，此時，車輪不應(yīng)有明顯打滑，起動和制動應(yīng)正?？煽?，限位開關(guān)的動作應(yīng)準(zhǔn)確。

（2）開動懸吊系統(tǒng)，使空鉤上升、下降3 次，此時懸吊系統(tǒng)限位開關(guān)的動作應(yīng)準(zhǔn)確可靠。

（3）懸吊系統(tǒng)提升額定起重量作反復(fù)起升和下降制動試車，然后開動模機沿其軌道來回行走3～5 次，并作反復(fù)起動和制動，此時，各機構(gòu)的制動器、限位開關(guān)及電氣控制應(yīng)可靠、準(zhǔn)確和靈活，車輪不打滑；模機的振動正常，機構(gòu)運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，卸載后機構(gòu)無殘余變形。

3.模板臺車拆除。在最后一段閘室側(cè)墻混凝土施工結(jié)束后，模架系統(tǒng)進(jìn)行拆除，拆除順序如下：100T 吊車配合拆除上縱梁→中縱梁→拆除主梁→拆除支腿→吊運到指定地點。

4 結(jié)論

通過34 米寬全鋼護(hù)面閘室墻模板臺車一體化施工技術(shù)的應(yīng)用，包括臺車桁架設(shè)計與安裝、懸吊系統(tǒng)及安拆工藝、大模板拉桿體系、全鋼護(hù)面匹配設(shè)計與安裝等，通過結(jié)構(gòu)、工藝的優(yōu)化創(chuàng)新，大大提高了整體澆筑大模板施工的安全性，解決了超高大閘室墻施工功效、大型船閘高大模板安拆、閘室墻全鋼護(hù)面精細(xì)控制、超深混凝土澆筑等施工難題，取得了良好的工期效益與經(jīng)濟效益，最終形成施工功效高、成本低、安全質(zhì)量風(fēng)險可控并切實可行的一套34 米寬全鋼護(hù)面閘室墻一次成型施工技術(shù)，高效地保證了船閘閘室墻施工的順利進(jìn)行，并為今后類似大型船閘施工的建設(shè)積累經(jīng)驗。