平面鋼模板施工掛籃襯砌臺(tái)車(chē)施工升級(jí)技術(shù)探討
一、引言
隨著我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,隧道、橋梁等工程項(xiàng)目的施工技術(shù)也在不斷進(jìn)步。平面鋼模板施工掛籃襯砌臺(tái)車(chē)作為隧道襯砌施工的重要設(shè)備,其性能優(yōu)劣直接影響施工質(zhì)量、進(jìn)度和安全。近年來(lái),隨著新材料、新工藝的不斷涌現(xiàn),對(duì)傳統(tǒng)襯砌臺(tái)車(chē)進(jìn)行技術(shù)升級(jí)已成為行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。本文將從技術(shù)原理、升級(jí)方向、實(shí)施要點(diǎn)等方面,對(duì)平面鋼模板施工掛籃襯砌臺(tái)車(chē)的施工升級(jí)進(jìn)行系統(tǒng)探討。
二、平面鋼模板施工掛籃襯砌臺(tái)車(chē)技術(shù)概述
平面鋼模板施工掛籃襯砌臺(tái)車(chē)是一種集模板支撐、混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)等功能于一體的隧道襯砌施工專(zhuān)用設(shè)備。其核心組成部分包括:
1. 鋼模板系統(tǒng):采用高強(qiáng)度鋼材制作,具有剛度大、變形小、表面平整度高等特點(diǎn),是保證襯砌混凝土成型質(zhì)量的關(guān)鍵部件。
2. 掛籃結(jié)構(gòu):作為模板的支撐和移動(dòng)平臺(tái),通常采用桁架式或框架式結(jié)構(gòu),具有足夠的承載能力和穩(wěn)定性。
3. 行走系統(tǒng):包括軌道、行走輪組和驅(qū)動(dòng)裝置,實(shí)現(xiàn)臺(tái)車(chē)在隧道內(nèi)的移動(dòng)定位。
4. 液壓系統(tǒng):用于模板的收放、定位和調(diào)整,提高施工效率和精度。
5. 輔助系統(tǒng):包括工作平臺(tái)、安全防護(hù)設(shè)施、電氣控制系統(tǒng)等。
傳統(tǒng)襯砌臺(tái)車(chē)在實(shí)際應(yīng)用中存在模板變形控制不足、定位精度不高、施工效率偏低等問(wèn)題,亟需通過(guò)技術(shù)升級(jí)加以改進(jìn)。
三、襯砌臺(tái)車(chē)施工升級(jí)的主要方向
1. 材料與結(jié)構(gòu)優(yōu)化
高強(qiáng)度輕量化材料應(yīng)用:采用高強(qiáng)度合金鋼或特種鋼材替代普通鋼材,在保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的同時(shí)減輕自重。研究表明,合理選用Q690及以上級(jí)別的高強(qiáng)鋼可減輕臺(tái)車(chē)重量15%-20%,降低行走系統(tǒng)負(fù)荷。
模塊化設(shè)計(jì):將臺(tái)車(chē)分解為標(biāo)準(zhǔn)模塊,通過(guò)不同組合適應(yīng)不同斷面尺寸的隧道施工,提高設(shè)備通用性。模塊化設(shè)計(jì)還可簡(jiǎn)化運(yùn)輸和現(xiàn)場(chǎng)組裝,縮短施工準(zhǔn)備周期。
結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì):應(yīng)用有限元分析技術(shù)對(duì)臺(tái)車(chē)結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力分析,優(yōu)化桿件布置和截面尺寸,消除應(yīng)力集中區(qū)域,提高整體剛度和穩(wěn)定性。
2. 智能化控制系統(tǒng)升級(jí)
高精度定位技術(shù):集成全站儀、激光測(cè)距儀等測(cè)量設(shè)備,配合PLC控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)模板位置的自動(dòng)測(cè)量和調(diào)整,定位精度可達(dá)±2mm以?xún)?nèi)。
液壓同步控制系統(tǒng):采用比例閥和位移傳感器組成的閉環(huán)控制系統(tǒng),確保多油缸同步動(dòng)作,避免模板變形和應(yīng)力集中。
遠(yuǎn)程監(jiān)控與故障診斷:通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)傳輸,建立專(zhuān)家診斷系統(tǒng),提前預(yù)警潛在故障。
3. 施工工藝改進(jìn)
快速拆模技術(shù):優(yōu)化模板脫模角度和順序,采用特殊脫模劑,縮短拆模時(shí)間30%以上。試驗(yàn)表明,合理的脫模工藝可減少混凝土表面損傷,提高外觀質(zhì)量。
多功能集成設(shè)計(jì):將混凝土澆筑、振搗、養(yǎng)護(hù)等功能集成到臺(tái)車(chē)上,實(shí)現(xiàn)襯砌施工的一體化作業(yè)。例如,在臺(tái)車(chē)上集成自動(dòng)噴淋養(yǎng)護(hù)系統(tǒng),確?;炷翉?qiáng)度均勻發(fā)展。
施工信息化管理:應(yīng)用BIM技術(shù)建立臺(tái)車(chē)施工數(shù)字模型,實(shí)現(xiàn)施工過(guò)程的可視化管理和進(jìn)度控制,提高施工組織效率。
四、施工升級(jí)實(shí)施要點(diǎn)
1. 前期準(zhǔn)備階段
現(xiàn)場(chǎng)勘察與測(cè)量:精確測(cè)量隧道斷面尺寸和線路走向,為臺(tái)車(chē)設(shè)計(jì)和定位提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。特別要注意隧道超挖和欠挖情況的調(diào)查,確保臺(tái)車(chē)適應(yīng)性。
技術(shù)方案論證:組織專(zhuān)家對(duì)升級(jí)方案進(jìn)行評(píng)審,重點(diǎn)評(píng)估結(jié)構(gòu)安全性、施工可行性和經(jīng)濟(jì)合理性。必要時(shí)進(jìn)行局部試驗(yàn)驗(yàn)證。
人員培訓(xùn):針對(duì)升級(jí)后的設(shè)備操作、維護(hù)要求,對(duì)施工人員進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)培訓(xùn),確保掌握新技術(shù)要點(diǎn)。
2. 施工過(guò)程控制
安裝調(diào)試:嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行臺(tái)車(chē)組裝,重點(diǎn)檢查各連接部位的緊固狀態(tài)和液壓系統(tǒng)密封性。調(diào)試階段應(yīng)逐項(xiàng)驗(yàn)證各功能模塊的運(yùn)行狀態(tài)。
模板定位控制:建立"測(cè)量-調(diào)整-復(fù)核"的閉環(huán)控制流程,采用"先粗調(diào)后精調(diào)"的定位策略,確保模板位置準(zhǔn)確。
混凝土澆筑工藝:優(yōu)化澆筑順序和振搗工藝,避免偏壓導(dǎo)致模板變形。建議采用分層對(duì)稱(chēng)澆筑,控制每層澆筑高度在50cm以?xún)?nèi)。
3. 質(zhì)量控制與驗(yàn)收
過(guò)程檢查:建立日常檢查制度,重點(diǎn)監(jiān)測(cè)模板變形、液壓系統(tǒng)壓力和行走機(jī)構(gòu)狀態(tài)。發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)處理并記錄。
成品驗(yàn)收:襯砌完成后,采用三維激光掃描等技術(shù)對(duì)襯砌斷面進(jìn)行全尺寸檢測(cè),評(píng)估施工精度和質(zhì)量。
數(shù)據(jù)歸檔:完整記錄施工過(guò)程中的各項(xiàng)參數(shù)和質(zhì)量數(shù)據(jù),為后續(xù)工程提供參考。
五、升級(jí)效益分析
1. 質(zhì)量效益:升級(jí)后的臺(tái)車(chē)施工精度顯著提高,襯砌表面平整度可達(dá)3mm/2m,錯(cuò)臺(tái)控制在5mm以?xún)?nèi),大幅減少后期修補(bǔ)工作量。
2. 進(jìn)度效益:施工效率提升約25%-30%,單循環(huán)作業(yè)時(shí)間可縮短至8-12小時(shí),為項(xiàng)目整體進(jìn)度提供保障。
3. 安全效益:智能化監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)時(shí)預(yù)警設(shè)備異常狀態(tài),降低安全事故風(fēng)險(xiǎn)。統(tǒng)計(jì)顯示,升級(jí)后設(shè)備相關(guān)事故率下降40%以上。
4. 經(jīng)濟(jì)效益:雖然初期投資增加約15%-20%,但通過(guò)提高施工效率、減少材料浪費(fèi)和返工,整體成本可降低8%-12%。
5. 環(huán)保效益:輕量化設(shè)計(jì)降低能耗,智能化控制減少材料浪費(fèi),符合綠色施工理念。
六、結(jié)語(yǔ)
平面鋼模板施工掛籃襯砌臺(tái)車(chē)的施工升級(jí)是隧道工程技術(shù)進(jìn)步的重要體現(xiàn)。通過(guò)材料優(yōu)化、智能控制和工藝改進(jìn)等多方面的技術(shù)創(chuàng)新,不僅可以提高施工質(zhì)量和效率,還能降低安全風(fēng)險(xiǎn)和工程成本。未來(lái),隨著數(shù)字孿生、人工智能等新技術(shù)的發(fā)展,襯砌臺(tái)車(chē)將向更加智能化、自動(dòng)化的方向發(fā)展,為隧道工程建設(shè)提供更加強(qiáng)大的技術(shù)支持。施工企業(yè)應(yīng)密切關(guān)注技術(shù)發(fā)展趨勢(shì),結(jié)合實(shí)際工程需求,持續(xù)推進(jìn)設(shè)備升級(jí)和工藝創(chuàng)新,提升核心競(jìng)爭(zhēng)力。