溪洛渡水電站右岸泄洪洞龍落尾段頂拱混凝土施工

祝 細 根，　朱 毓 杰

(1.中國人民武裝警察部隊 水電第七支隊，湖北 武漢　430200；2.中國人民武裝警察部隊 水電第三總隊，四川 成都　611130)

溪洛渡水電站右岸泄洪洞龍落尾段頂拱混凝土施工

祝 細 根1，朱 毓 杰2

(1.中國人民武裝警察部隊 水電第七支隊，湖北 武漢430200；2.中國人民武裝警察部隊 水電第三總隊，四川 成都611130)

摘要：溪洛渡水電站右岸泄洪洞龍落尾形體復雜，分為上游緩坡段、奧奇曲線段、斜坡段、反弧段及下游緩坡段，且在其中間設置了3道摻氣坎，底板最大坡度為22.457°，鋼模臺車不能靠電機驅(qū)動行走，需采用卷揚機牽引行走，施工難度大。介紹了溪洛渡水電站右岸泄洪洞龍落尾段頂拱混凝土施工技術，對類似工程具有一定的參考價值。

關鍵詞：泄洪洞；龍落尾段；頂拱混凝土施工；溪洛渡水電站

1工程概述

金沙江溪洛渡水電站位于四川省雷波縣和云南省永善縣境內(nèi)，是一座以發(fā)電為主，兼有攔沙、防洪和改善下游航道條件等綜合利用效益的特大型水利水電樞紐。水庫正常蓄水位高程600 m，相應庫容115.70億m3，總裝機容量13 860 MW。

右岸泄洪洞建筑物由3#、4#泄洪洞組成，均為有壓接無壓，洞內(nèi)龍落尾型式。泄洪洞龍落尾段由上游緩坡段、奧奇曲線段、斜坡段、反弧段、下游緩坡段組成，底板最大坡度為22.457°，斷面形式為圓拱直墻型，斷面尺寸為14 m×19 m(寬×高)，頂拱襯砌厚度為1～1.5 m，強 度 等 級 為C9025混凝土。

2施工規(guī)劃

(1)澆筑分層。

按照設計分縫線要求將龍落尾段分為邊墻(從底板巖石面至起拱線下2 m)、頂拱、底板三層澆筑。

(2)澆筑分塊。

按照設計圖紙要求，在摻氣坎和圍巖變化處需設置環(huán)向伸縮縫，澆筑段長一般為9 m。因此，將各摻氣坎段單獨設成兩段，在摻氣坎上下分界處設置環(huán)向伸縮縫，在各摻氣坎伸縮縫間按9 m分段(如按9 m分段后末端有一段不足9 m，但不小于6 m時，則自行成一段；如按9 m分段后末端有一段小于6 m，則以最后三段均分進行處理)，確保分段長度大于6 m。

(3)混凝土澆筑規(guī)劃。

頂拱混凝土采用6 m3混凝土罐車運輸，混凝土拖泵泵送二級配混凝土入倉。對于龍落尾泄-5支洞以下洞段，將混凝土泵車布置在下游緩坡段，從下游緩坡段泵送入倉；對于龍落尾泄-5支洞以上洞段，將混凝土泵車布置在泄-5支洞洞內(nèi)，由泄-5支洞泵送入倉，同時選用高壓泵并保證泵送壓力。由于該部位供料點受限且泵送分段最長距離為150 m，為確保供料連續(xù)、避免澆筑過程中出現(xiàn)堵管現(xiàn)象，備用一套輸送管線并使用增塑劑以提高泵送性能(圖1)。

3鋼模臺車和鋼筋臺車設計

3.1鋼模臺車設計

(1)設計的邊界條件。

泄洪洞龍落尾段襯砌斷面形式為圓拱直墻型，襯砌后斷面尺寸為14 m×19 m(寬×高)，頂拱弧長為17.05 m，半徑為8 m，圓心角度為122.09°。根據(jù)澆筑分塊規(guī)劃，頂拱及起拱線往下2 m邊墻襯砌混凝土為頂拱臺車澆筑范圍，頂拱襯砌設計厚度為1～1.5 m，加上施工超挖，頂部模板承受的載荷按最大開挖2 m時的混凝土自重計算。

(2)頂拱鋼模臺車各部件組成。

頂拱鋼模臺車由模板總成、托架總成、平移機構、門架總成、側(cè)向液壓油缸、側(cè)向支承千斤、托架支承千斤、門架支承千斤及防止滑移裝置等組成(圖2)。

(3)頂拱鋼模臺車之液、電系統(tǒng)。

臺車液壓系統(tǒng)采用三位四通手動換向閥進行換向以實現(xiàn)油缸的伸縮。左右側(cè)向油缸各采用三個換向閥控制兩側(cè)水平油缸的動作；四個豎向油缸各用一個換向閥控制其動作；兩個平移油缸各用一個換向閥操作；利用雙向液控單向閥對四個豎向油缸進行鎖閉，保證模板不致下降。

圖1　泄洪洞龍落尾段頂拱混凝土澆筑圖

圖2　龍落尾段頂拱鋼模臺車斷面圖(單位：cm)

電氣系統(tǒng)主要對油泵電機的起停及行走電機的正反向運行進行控制，行走電機設有正反轉(zhuǎn)控制及過載保護。

3.2鋼模臺車牽引系統(tǒng)的設計

(1)卷揚機布置。

頂拱臺車采用20 t卷揚機加六倍率滑輪組牽引行走，將20 t卷揚機布置在龍落尾上游緩坡段，在頂拱臺車前方最遠時不超過100 m處設置定滑輪牽引點，當臺車行走至牽引點附近時，定滑輪上移至下一固定點就位。在反弧段、斜坡段及奧奇段共布置了四個固定牽引點, 臺車在牽引行走過程中采用布置在臺車底部大梁上的防墜器及尾端的液壓夾軌器作為保險措施，防止臺車在牽引失效后下滑。臺車在固定狀態(tài)下采用布置在臺車底部及前部4根保險絲桿作為保險措施，以確保施工安全(圖3)。

圖3　頂拱鋼模臺車牽引系統(tǒng)縱剖面圖

(2)JMM20卷揚機的結構設計。

JMM20卷揚機的額定速度Ve=5 m/min,采用YZP系列6極，電機轉(zhuǎn)速為983 r/min，卷筒基準層周長為812 mm，則卷筒轉(zhuǎn)速為15.7 r/min。若需總傳動比為523.49，則需要減速機速度比為48.57，選ZQ系列減速機48.57速度比，齒輪傳動比11.86(兩級)，即可滿足要求。減速機與卷筒采用齒輪傳動。制動器采用常閉式液壓制動器。

(3)錨桿強度校核。

由于卷揚機主要承受水平方向的拉力，故鋼絲繩拉力方向與底架水平面高低差可忽略不計，因此，可只考慮描桿的剪切應力，而無需考慮傾覆力的影響。錨桿材料為Q235，σs=235MPa，螺紋采用M30，由機械設計手冊中表5-1-51 得出M16～M30的安全系數(shù)n=1.5。錨桿強度滿足要求。

(4)鋼絲繩安全系數(shù)校核。

由于卷揚機工作級別確定為M5，根據(jù)GB/T1955-2008標準規(guī)定卷揚機鋼絲繩的安全系數(shù)[Ks]=4.5，鋼絲繩直徑d=30mm，最小破斷拉力為732kN。查GB/T20118-2006，最小鋼絲破斷拉力總和Sp = 1.336×732=978(kN)，Ks = Sp/Fe = 978/200 = 4.89≥[Ks]，故卷揚機所選鋼絲繩的安全系數(shù)符合規(guī)范要求。

3.3鋼筋臺車的設計

為避免臺車牽引干擾，鋼筋臺車不采用地面軌道卷揚機牽引，僅設計頂拱部分，采用型鋼桁架結構，單側(cè)設置前后兩組滾輪，液壓油缸依托軌道牽引。

臺車軌道用壓板固定在水平支撐系統(tǒng)上。水平支撐系統(tǒng)由I22工字鋼、預埋錨筋及頂面鋼板支座組成，澆筑邊墻時，φ32錨筋在邊墻混凝土上口部位預埋，錨筋埋深1m，邊墻澆筑完成后，在其頂面間距1m橫向放置I22工字鋼，單根工字鋼長1.2m，外端挑出邊墻20cm，內(nèi)端抵巖石面，在內(nèi)端采用預埋錨筋與工字鋼焊接連接。在挑出部分工字鋼頂面焊接20cm×20cm、厚2cm鋼板，四角開螺栓孔，以便與軌道連接。

4施工方法

4.1底板軌道插筋的施工

(1)底板軌道錨筋布置。

頂拱鋼模臺車軌道距兩側(cè)邊墻2m，軌距10m。采用φ32插筋加壓板固定，插筋間距1m，對稱布置，入巖1.5m，M30砂漿錨固。

頂拱鋼模臺車防墜器固定端插筋采用φ32鋼筋，L=3m，入巖2.5m，M30砂漿錨固。臺車就位后于臺車上游端18m及27m處布置。由于龍落尾基本上按9m分縫，因此，臺車防墜器固定端插筋均布置在每倉分縫線處，每排布置4根。

(2)錨筋造孔施工。

錨筋采用手風鉆造孔。在鉆孔施工中，控制鉆孔孔位偏差、孔向偏差、孔深偏差均必須符合軌道安裝要求。造孔作業(yè)中必須保護好孔口；造孔完成后，用編織袋或棉紗堵塞孔口進行保護，防止石渣掉入孔內(nèi)。

(3)錨筋注漿施工。

注漿前，使用風槍進行洗孔；對檢查不合格的孔進行全孔注漿封堵并重新變位造孔；注漿時，在注漿泵前端設篩網(wǎng)對砂漿過篩，防止注漿管堵塞；出現(xiàn)注漿不連續(xù)等現(xiàn)象時應及時進行處理；注漿管必須是經(jīng)注漿壓力緩緩退出，不得人為拔管；插桿插送過程要緩慢勻速、適當旋轉(zhuǎn)，避免敲擊安插，插送過程中孔口應有漿液溢出。

4.2臺車安裝施工

龍落尾頂拱鋼模臺車在出口明渠段采用汽車吊進行吊裝。

(1)安裝順序。

臺車架→平移裝置→門架→模板系統(tǒng)頂?！脚_、爬梯、欄桿等構件→液壓和電氣系統(tǒng)。

(2)鋼模臺車主要構件安裝方法及要求。

①安裝門架：根據(jù)安裝圖紙，每榀門架(橫梁，中橫梁，下橫梁，立柱，拉桿，斜撐)在地上穿好部分螺栓，帶上螺母，按榀吊裝至下縱梁上安裝。安裝時應注意：為防止重量偏向一端和安裝累計誤差偏向一端，必須從位于下縱梁中間的位置開始向兩頭對稱安裝，每安裝一榀均要檢查立柱垂直度，橫梁水平。門架所有構件安裝好后進行總體尺寸檢查，門架軌距兩端誤差不能大于±4mm。門架立柱中心線構成的對角線誤差(兩端)不能大于5mm，門架橫向軌距誤差不能超過±4mm，調(diào)試滿足上述要求后，補齊所有螺栓，擰緊所有螺栓，門架安裝基本完成。

②安裝上部臺架，與安裝門架類似。根據(jù)安裝圖紙尺寸，在門架兩端和中部橫梁上安裝好平移機構、油缸支座，將升降油缸穩(wěn)定安裝至油缸支座上后，將上縱梁起吊并安裝至升降油缸上，安裝好豎向千斤，檢查并調(diào)整兩梁之間的對角線相等，視情況增加臨時穩(wěn)定設施，使上縱梁穩(wěn)定。上部臺架橫梁、立柱安裝好后，根據(jù)圖紙?zhí)峁┑某叽邕M行調(diào)整，(對齊架體中心線)上部臺架兩邊橫梁構成的對角線誤差不能大于4mm，每榀橫梁間距的誤差不能大于4mm，兩端頭第一根與最后一根的端頭直線度不能大于4mm，每排臺架立柱的直線度識差不能大于3mm，安裝調(diào)試到位后，擰緊所有連接螺栓。

③上部臺架安裝好后，開始吊裝頂模。在地上把頂模用螺栓連接好，用25t汽車吊起頂模待其超過臺架高度后，緩慢放下頂模，與臺架連接。吊裝時必須從臺車長度方向的正中間往兩端對稱吊裝，否則所有的安裝誤差會累積到一端，以至難以調(diào)試。安裝時，所有模板的連接螺栓不能一次擰死，要等所有頂模與上部臺架吊裝好后開始調(diào)頂模，頂模與頂模連接的直線縫和環(huán)向縫的錯臺不能大于1.5mm，調(diào)試達到要求后，擰緊所有頂模上的連接螺栓。

④完成上述安裝步驟后，安裝調(diào)試液壓系統(tǒng)。先注入液壓油，調(diào)整油泵的正轉(zhuǎn)方向，利用油缸將模板撐開至襯砌狀態(tài)并自行檢測外形輪廊尺寸是否滿足圖紙要求，請電工接上行走電器控制線路，調(diào)試其行走是否正常，檢查液壓系統(tǒng)是否漏油，各運動機構是否靈活，有無卡阻現(xiàn)象。

⑤完成上述安裝內(nèi)容、自檢無問題后并認真填寫安裝驗收合格證，完成安裝。

4.3混凝土澆筑施工

頂拱混凝土采用6m3混凝土罐車運輸，混凝土拖泵泵送二級配混凝土入倉，頂拱混凝土澆筑時兩側(cè)同步對稱下料，并由下游向上游采用退管法澆筑。坯層厚度為40cm，采用φ50、φ70軟軸振搗棒振搗，待混凝土上升到臺車拱板最高點時，自里向外邊澆邊撤出泵管，在龍落尾上、下游緩坡段，封拱時采用自密實混凝土，其他部位由于縱坡坡度較大，可直接采用二級配混凝土封拱。

5安全措施

(1)鋼筋臺車行走、就位采取的安全措施。

①在移動臺車前，安全部門組織對軌道安裝情況進行檢查。其重點檢查內(nèi)容：軌道平整度、工字鋼間距、焊接連接情況等。

②鋼筋臺車需要移動時由專人操作，禁止隨意交由其它無關人員實施。

③臺車在斜坡上行走時，其上禁止堆放材料，確實有個別設備需要放置在上面時，應在移動前捆綁固定牢固。

④移動鋼筋臺車時，臺車下方墜物范圍內(nèi)不得站人。

⑤臺車在就位后掛好上游端鋼絲繩葫蘆，旋出基腳千斤撐緊鋼軌，裝好臺車橫縱梁底部及尾部馬鞍座，保證臺車的穩(wěn)定性。

(2)頂拱鋼模臺車行走采取的安全措施。

①頂拱鋼模臺車在移動前，由現(xiàn)場施工負責人、物資設備部門、安全部門共同對軌道安裝情況、卷揚機運轉(zhuǎn)情況及鋼模臺車結構進行檢查，報請項目部分管安全的副主任同意并填寫《鋼模臺車移動前檢查審批表》后組織實施。

②鋼模臺車的移動、行走必須由專業(yè)人員指揮、操作，嚴禁違規(guī)作業(yè)、野蠻操作。

③鋼模臺車下部設警戒區(qū)，應有明顯的警戒標識，由專人監(jiān)護、指揮，作業(yè)人員個體防護到位。

6結語

溪洛渡水電站龍落尾段混凝土澆筑采用上述施工方法后，有效地解決了洞室大坡度段襯砌混凝土鋼模臺車的行走問題、混凝土澆筑期間臺車的安全問題。混凝土施工質(zhì)量滿足設計要求，其施工工藝可供類似工程參考。

祝細根(1969-)，男，江西積水人，高級工程師，學士，從事水利水電工程施工技術與管理工作；

朱毓杰(1986-)，男，吉林榆樹人，工程師，學士，從事水電工程建設技術與管理工作.

(責任編輯：李燕輝)

成都院赴全省21個地市州開展水力資源復查工作

為推進四川省水力資源復查和中小河流水能規(guī)劃工作，由四川省地方電力局、四川省水利水電勘測設計研究院和成都院專家組成“指導工作組”，歷時3個月赴全省21個地市州開展相關工作。四川省水力資源復查工作由省發(fā)改委、省能源局領導，省地方電力局牽頭，成都院作為技術負責單位組織實施，省水利院配合協(xié)作。成都院負責制定工作大綱，復查金沙江、雅礱江、大渡河、岷江、嘉陵江、川江及其他水系干支流水力資源；省水利院負責制定中小河流水電規(guī)劃工作大綱，復查青衣江、都江堰人工灌渠、沱江、涪江、渠江等河流水系及安寧河、南廣河等河流水力資源。成都院在省內(nèi)開展河流規(guī)劃、電站設計工作多年，掌握了大部分河流規(guī)劃及電站勘測設計成果資料。本次復查，以成都院掌握資料為基礎，通過各地市州上報水力資源統(tǒng)計數(shù)據(jù)進一步補充完善成果。為提高各部門上報數(shù)據(jù)質(zhì)量，確保復查工作順利開展，工作組赴各地市州宣傳相關政策法規(guī)、解惑答疑，為各地工作人員填報水力資源復查表等提供指導。成都院設計人員在工作開展過程中克服重重困難，與省地電局、省咨詢院、各市州設計院、地方政府多方溝通協(xié)商、收集資料。目前正全力開展四川省水力資源復查工作，并同步研發(fā)四川省水力資源可視化信息管理系統(tǒng)。復查成果是摸清四川省水電布局、開發(fā)現(xiàn)狀的重要依據(jù)，對于科學發(fā)展四川省水電具有重要意義。

收稿日期:2015-07-10

文章編號:1001-2184(2015)04-0037-04

文獻標識碼:B

中圖分類號:TV7;TV544;TV52

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