Туннельная опалубка

Опалубку используют для отделки туннелей и коллекторов, бетонирования конструкций жилых и общественных зданий, возводимых закрытым способом.

Туннельная опалубка конструктивно мало отличается от го­ризонтально перемещаемой. Она включает в себя щиты — па­нели, прикрепленные к каркасу, который снабжен фиксирую­щими и распалубочными устройствами и механизмом для горизонтального перемещения опалубки по направляющим.
Туннельная опалубка применима и для возведения зданий, когда целесообразна продольная схема перемещения опалубки (больницы, дома отдыха, гостиницы). В этом случае возведе­ние всех элементов этажа, включая и наружные стены, стано­вится непрерывным. Для внутренних стен при перемещении опалубки оставляют поперечные щели, после установки ин­вентарной крупнощитовой опалубки через эти щели будет осуществлено бетонирование.

При наличии свободных блоков туннельной опалубки воз­можно применение ступенчатого бетонирования. В этом слу­чае особенность технологии работ заключается в том, что од­новременно возводятся ячейки здания на нескольких этажах со смещением фронта работ на одну ячейку относительно со­седнего этажа. Внутренние стены будут возводиться позже, после перемещения опалубки в очередную ячейку с использо­ванием инвентарной мелко- или крупнощитовой опалубки.

При возведении зданий с использованием горизонтально извлекаемых опалубок появляются дополнительные трудозат­раты за счет создания специальных площадок для извлечения и временного размещения до перестановки на новое место опалубочных блоков.

23.3.1. Многоцелевая объемная опалубка фирмы «НОЕ»

Туннельная опалубка фирмы «НОЕ» представляет собой объемную опалубку, которая может быть использована как в комплекте, так и отдельными частями для одновременного возведения стен и перекрытий здания (рис. 23.5). Опалубка, как правило, со стальным покрытием состоит из стандартных элементов длиной 2,5 и 1,25 м и имеет модульную ширину 0,3 м, благодаря чему возможно бетонирование сооружений различных размеров по длине, ширине и высоте. Вследствие высокой точности изготовления элементов опалубки обеспечивается плотное примыкание элементов друг к другу, дости­гается гладкая и ровная поверхность бетона.

Рис. 23.5. Туннельная опалубка фирмы «НОЕ»:
а — общий вид; б — конструктивное решение; 1 — шиты опалубки стен; 2 — шит перекрытия; 3 — соедините­льный элемент Г-образных элементов туннеля; 4 — нижняя опора; 5 — верх­няя опора; 6 — диагональная распор­ка; 7 — потолочная опорная консоль; 8 — опорный уголок; 9 — элемент выверки полутуннеля по высоте; 10 — колесики для передвижения тун­неля; 11 — горизонтальный соедините­льный элемент туннеля; 12 — ходовая часть; 13 — рабочие подмости; 14 — цо­коль для установки опалубки на новом ярусе

Имеющиеся механизмы позволяют качественно устанавли­вать и переставлять опалубку на новое место в короткие сроки. Сокращение сроков выдерживания бетона и досрочное распалубливание может быть обеспечено при дополнительном про­греве бетона.

Наличие широкого спектра доборных элементов для палу­бы перекрытия и стен позволяет использовать опалубку при ширине пролета от 1 до 7 м и по высоте до 7,5 м со вставка­ми по 0,5 м. Имеющиеся откидные заглушки на опалубке пе­рекрытий позволяют подгонять ее без переделки под изменив­шиеся размеры помещения по ширине.

23.3.2. Туннельная опалубка фирмы «УТИНОР»

Туннельная опалубка позволяет одновременно бетонировать стены и перекрытия, что существенно повышает монолит­ность, целостность и надежность конструкции. Опалубка со­стоит из нескольких элементов длиной 2,5 м, называемых сек­циями. Секция имеет прямоугольное сечение и состоит из двух вертикальных щитов высотой, равной высоте бетонируемой стены, и одного горизонтального щита, ширина которого соответствует ширине перекрытия. Каждая секция может быть разъединена на две полусекции с соединительным швом вдоль оси горизонтального щита. Этот туннель называют двухсекци­онным; если туннель изготовлен или используется в собран­ном виде, его называют односекционным.
Двухсекционный туннель создан на базе стандартной щито­вой опалубки «Утинор» (рис. 23.6).

Рис. 23.6. Туннельная опалубка фирмы «Утинор»:
1 — вертикальная панель; 2 — проемообразователи с магнитными защелками; 3 — гори­зонтальная панель; 4 — опалубка для бетонирования цоколя; 5 — торец ограждающей стенки опалубки; 6 — роликовое колесо; 7 — регулировочный домкрат; 8 — центральная опорная стойка; 9 — задняя панель; 10 — подкос

Вертикальные панели имеют ту же конструкцию, что и стеновая опалубка со стальным лис­том толщиной 3 мм. Каждая стандартная панель длиной 1,25 и 2,5 м оснащена двумя винтовыми домкратами для выставления уровня по высоте и двумя роликовыми колесами. Отдельные туннели могут соединяться вместе в один элемент длиной от 3,75 до 12,5 м, при этом распалубливание будет осуществляться уже этими крупными модулями. Вертикальная панель не имеет фермы для восприятия давления бетонной смеси, поэтому в туннеле на трех уровнях с шагом 1,25 м предусмотрено крепле­ние с помощью винтовых стяжек.
В вертикальных панелях соседних туннелей, устанавливае­мых «лицом к лицу», предусмотрено отверстие для стягивания щитов третьей соединительной винтовой стяжкой (кроме двух в верхней и нижней частях щитов). Стандартная высота тун­неля равна 2,43 м, что соответствует по высоте бетонирования стеновому щиту высотой 2,52 м.

Горизонтальная панель, изготовленная из металлического листа толщиной 3 мм, усилена элементами жесткости. Две вертикальные и горизонтальная панели соединены между со­бой путем сочленения в паз и стягивания болтами. Соедини­тельный замок представляет собой штампованную стальную пластину с двумя просверленными рядами отверстий (один имеет боковой разрыв). Пластина, прижатая зацепными болта­ми двух полутуннелей, обеспечивает их соединение в один туннель, гарантируя при этом распалубочный зазор и правиль­ную стыковку обоих элементов туннеля.

Раздвижные подкосы регулируются по высоте с помощью винтовых стяжек с переставными пальцами, что позволяет вы­ставить панели под прямым углом и отрегулировать стрелу выпуклости. Каждая полусекция оборудована костылем с ро­ликовым колесом, который вместе с нижней шарнирной тягой и роликовыми колесами вертикальных щитов образует распалубочную выкатную тележку и одновременно служит стой­кой-подпоркой плиты в момент распалубки первой туннель­ной полусекции (рис. 23.7). В процессе установки опалубки и при бетонировании этот костыль, закрепленный шарнирно, отводят в сторону вертикальной панели опалубки.

Рис. 23.7. Конструктивное решение полутуннеля фирмы «Утинор»: 1 — панель вертикальная; 2 — то же, горизонтальная; 3 — то же, доборная; 4 — то же, выдвижная; 5 — шарнирный подкос; 6 — угловая распорка; 7 — роликовые колеса для перемещения полутуннеля на выносные консоли

Панели, образующие туннель, имеют очень точные разме­ры, что позволяет отливать цоколи стен с высокой точностью их положения. Опалубку цоколей используют вначале на ниж­нем перекрытии, а затем устанавливают с помощью направля­ющих шаблонов на вертикальные панели туннеля таким обра­зом, чтобы цоколь служил продолжением бетонируемой стены. Цоколь бетонируют одновременно с плитой перекрытия, точно задавая размеры стены следующего этажа без дополнитель­ной регулировки.

Пролет туннеля может быть увеличен за счет дополнитель­ной вставки между горизонтальными панелями. Эта вставка оснащается регулируемыми стабилизаторами и остается вмон­тированной в полутуннель.
В особых случаях при бетонировании узких длинных про­летов представляется целесообразным работать с туннельной опалубкой, оставляемой в собранном виде после распалубки. Для этого полусекции туннеля оборудуют шатунами и тягами. Распалубку осуществляют за счет укорачивания (путем ввин­чивания) подкосов и тяг, тем самым подтягивая боковые стен­ки опалубки к центру. Одну полусекцию опускают ниже соседней и заводят внутрь ее на несколько сантиметров. В результате такого сближения вертикальных щитов и опускания горизонтальных с помощью домкратов образуются зазоры по всему периметру туннельной опалубки, достаточные для пере­мещения туннеля вдоль пролета.

Иногда необходимо одновременно забетонировать и внут­ренние поперечные стены, в этом случае в торце туннельной опалубки монтируют заднюю панель. Ее собирают из двух элементов с соединением в паз и закреплением соединитель­ными замками с туннельной опалубкой. Эти панели оборуду­ют домкратами выставления уровня и роликовыми колесами. Соединение с вертикальными панелями туннеля аналогично угловому соединению стеновой опалубки. Так формируется од­на сторона опалубки стены. Вторую сторону собирают из эле­ментов мелкощитовой опалубки; соединение этих двух опалу­бочных панелей выполняют на винтовых стяжках.

Распалубку полусекций осуществляют путем опускания опорных домкратов, при этом горизонтальная панель отрывает­ся от забетонированного перекрытия в результате опускания домкратов подкосов. Туннельную секцию перемещают путем поочередного выкатывания полусекций на распалубочные пло­щадки-подмости (рис. 23.8), при этом, когда одна из полусек­ций демонтирована, перед демонтажом второй полусекции перекрытие подпирают опорными стойками в центре пролета по оси соединения полусекций до набора бетоном необходимой прочности. На распалубочной площадке на опалубочные верти­кальные поверхности наносят смазку, далее полутуннель пере­ставляют на новую захватку. Распалубочные и рабочие площад­ки предназначены для удобства выполнения работ по очистке и смазке опалубки, они обеспечивают безопасность и свободное перемещение рабочих, оснащены защитными сетками.

Для извлечения туннельной опалубки из забетонированной ячейки используют выкатные платформы. Их устанавливают между полом и верхним перекрытием, монтируют и перемонти­руют на новое место с помощью крана по мере продвижения строительных работ. Если туннели извлекают с одной стороны здания, с противоположной стороны монтируют площад­ки-подмости для безопасного перемещения рабочего персонала от одной ячейки к другой. Если используют балансир, аналогичный применяемому при извлечении столовой опалубки, то выкатные подмости не нужны.

Высокая размерная точность туннельной опалубки позво­ляет механизировать отделку забетонированных и распалуб­ленных поверхностей. Для работы с двухсекционной опалуб­кой требуется немного рабочих. Технологический процесс легко осваивается за счет повторяемости одних и тех же опе­раций, причем доля тяжелого ручного труда минимальна.

Односекционная складывающаяся туннельная опалубка. Этот вид туннельной опалубки разработан с целью механизации всех регулировочных операций и дальнейшего сокращения ручного труда. Принцип действия опалубки основан на возможности сближения вертикальных панелей на необходимую для распа­лубки величину за счет эластичной деформации горизонтальной панели.

Вертикальные щиты с покрытием из металлического листа толщиной 3 мм имеют вертикальные и горизонтальные ребра жесткости, жесткую структуру, что позволяет для крепления с соседними щитами ограничиться установкой по высоте только двух винтовых стяжек. На верхнем ребре жесткости щитов за­крепляют горизонтальные полубалки, которые в свою очередь с помощью шарниров соединены между собой и ориентирова­ны вдоль оси туннеля. Горизонтальная панель опалубки, пере­крывающая весь пролет туннеля, опирается на эти полубалки, а не на подкосы.

Горизонтальную панель соединяют с вертикальными панеля­ми в паз и фиксируют болтами. В таком положении она нахо­дится при бетонировании и первичном наборе бетоном прочно­сти. При распалубливании центральный шарнир, соединяющий две горизонтальные полубалки, опускается под растягивающим действием подкосов, в это время происходит синусоидальная деформация горизонтального щита. Вертикальные щиты также соединены между собой тягами на шатунах, оснащены ролико­выми колесами и подъемными роликами для выставления уров­ня и распалубки. Односекционная туннельная опалубка с гид­равлическим приводом автоматически переводится в рабочее положение для выполнения опалубочных операций. Распалубку также выполняют автоматически с помощью одновременно ра­ботающих домкратов, управляемых одним общим электриче­ским насосом. Домкраты приводят в действие жесткий вал, воз­действующий одновременно на шатуны подкосов, на тяги и серьги подъемных роликов.

Для туннеля пролетом 6 и длиной 5 м достаточно двух гидравлических домкратов (по одному с каждой стороны) для приведения в действие всех четырех подкосов с каждой сторо­ны туннеля, двух тяг и четырех подъемных устройств. Соеди­няют секции в единый опалубочный комплект только в распа­лубленном состоянии. Последовательно выполняют следующие операции:

• установку подкосов и тяг нужной длины с помощью вин­товых домкратов;
• выставление опалубки на нужную высоту с помощью дом­кратов;
• растяжку опалубочной поверхности горизонтального щита запорным устройством, расположенным между горизонтальны­ми полубалками.

Туннельная опалубка перемещается на роликовых колесах или специальных рулежных устройствах, устанавливаемых непосредст­венно под нижней обвязочной балкой вертикальных щитов.
Складывающаяся туннельная опалубка может быть оснаще­на задней панелью и верхней добавочной откидной вставкой на шарнире. С помощью стенового щита той же конструкции, что и вертикальная панель туннеля, можно одновременно бе­тонировать наружные стены на торцах здания, фасадах, стенах лифтовых шахт.

Извлекают туннельную опалубку из забетонированной ячей­ки, зацепляя ее стропами или балансиром. Туннельная опалубка может быть оснащена малогабаритными наружными вибратора­ми и инвентарными обогревательными устройствами для всепогодного проведения бетонных работ.
Механический, менее автоматизированный вариант соору­жения туннеля требует больших затрат ручного труда. В этом случае подъем и опускание туннеля при распалубке осуществ­ляют с помощью ручных винтовых домкратов, установленных в основании вертикальных панелей.

Модульная туннельная опалубка. Двухсекционную туннель­ную опалубку этого типа целесообразно применять на строи­тельных площадках, где приходится бетонировать чередующие­ся пролеты разной ширины. Горизонтальные панели опалубки раздвигают с помощью гидравлических устройств и к ним до­бавляют устанавливаемые вручную дополнительные вставки. Устойчивость туннельных полусекций за счет использования наклонных подпорок с роликовыми колесами позволяет обес­печивать достаточную прочность и жесткость при перемещении по опалубке, бетонировании и уплотнении бетонной смеси.
Туннельная опалубка может с успехом применяться круг­лый год в условиях сурового климата и при температуре на­ружного воздуха до —30°С. Закрыв с обоих торцов металличе­ские туннели специальными теплозащитными шторками или изолировав туннель, можно создать в нем микроклимат с устройством тепляка, что позволяет осуществлять прогрев зам­кнутого пространства изнутри с помощью теплогенераторов, учитывая отличную теплопроводность металла опалубки. Ис­пользование солярки для прогрева бетона в зимнее время и интенсификации его твердения летом значительно сокращает расход электроэнергии и улучшает структуру бетона.

Важным направлением исследований фирмы «Утинор» яв­ляется разработка технологии и организации работ с четко определенным суточным ритмом и специально рассчитанным температурным режимом бетонирования и выдерживания бе­тона, позволяющим поддерживать темп производства работ 4...6 дней на этаж в зависимости от его площади, конструк­тивного решения здания, наличия секций туннельной опалуб­ки и разбивки в связи с этим здания на захватки. Суточный цикл работ состоит из следующей последовательности опера­ций: распалубка конструкций, забетонированных накануне; перестановка туннельной опалубки на следующей захватке (рабочем участке); установка арматуры, закладных элементов, прокладка сетей; бетонирование; интенсификация твердения бетона (в том числе и в ночное время) для набора распалубочной площади к утру следующего дня. Технология преду­сматривает установку временных промежуточных опор-стоек при распалубливании конструкций.

Применение технологии фирмы «Утинор» с использовани­ем туннельной опалубки позволяет снизить стоимость строи­тельства по сравнению с крупнопанельным домостроением до 30% и также на треть сократить сроки строительства. При этом возрастает монолитность и надежность конструкции кар­каса. Металлическая палуба обладает высоким качеством фор­мующей поверхности, получаемые бетонные конструкции практически не требуют дополнительной доработки, исключа­ется необходимость устройства цементной стяжки, значитель­но сокращается весь объем отделочных работ. Достигается вы­сокая размерная точность всех элементов забетонированной конструкции. Использование оконных, дверных и прочих проемообразователей, крепящихся с помощью магнитных фикса­торов прямо на металлических щитах, дает возможность быст­ро и качественно устанавливать оконные и дверные рамы.

Пример 1. Туннельная складывающаяся опалубка с гидрав­лическим управлением:
Площадь, м2:
горизонтальной поверхности опалубки................................. 266,6
вертикальной поверхности (стен).......................................... 107,0
Общая площадь, м2....................................................................... 373,6
Объем укладываемого бетона, м3................................................ 35
Численность персонала:
бригадир.................................................................................... 1
рабочие...................................................................................... 8
Грузоподъемность подъемного крана на вылете 20 м, т......... 7,5
Производительность труда, м2/ч.................................................. 0,22
Примечание. Выкатывание туннелей осуществляют с помощью балансира, распалубочные подмости не применяют.

Пример 2. Двухсекционная туннельная опалубка:
Площадь, м2:
горизонтальной поверхности опалубки................................. 336
вертикальной поверхности (стен).......................................... 56
Общая площадь, м!..................................................................... 392
Объем укладываемого бетона, м5.............................................. 31
Численность персонала:
бригадир.................................................................................... 1
рабочие...................................................................................... 10
Грузоподъемность подъемного крана на вылете 30 м, т....... 4
Производительность труда, м2/ч................................................ 0,25
Примечание. Выкатывание туннелей осуществляют с помощью треугольной траверсы на распалубочные подмости.