導(dǎo)流洞進(jìn)口閘室喇叭口頂拱混凝土襯砌模架施工技術(shù)

方延洪　季梅

摘 要：金沙江白鶴灘水電站右岸布置4#、5#兩條導(dǎo)流洞，其中4#導(dǎo)流洞進(jìn)口設(shè)置岸塔式閘門井，閘室進(jìn)水口為喇叭口狀，進(jìn)口頂拱為橢圓形漸變頂拱，施工斷面尺寸大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，混凝土澆筑體型要求高。通過采用模架施工技術(shù)，大大的減少了承重支撐系統(tǒng)的投入，節(jié)約了成本，縮短了施工工期，保證了導(dǎo)流洞過流節(jié)點(diǎn)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：喇叭口頂拱；混凝土；模架；施工技術(shù)

引言

白鶴灘水電站樞紐工程由攔河壩、泄洪消能建筑物和引水發(fā)電系統(tǒng)及導(dǎo)流建筑物組成，施工期壩址兩岸共布置5條導(dǎo)流洞，其中右岸為4#～5#導(dǎo)流洞。導(dǎo)流洞平面上呈雙彎、平行布置，洞身斷面為城門洞型，襯砌后斷面尺寸均為17.5×22m。

白鶴灘水電站右岸4#導(dǎo)流洞進(jìn)口設(shè)置岸塔式閘門井，閘門井段長20.0m，閘室進(jìn)水口為喇叭口狀，閘孔頂拱為=1的橢圓形，最大凈空為33.5×28m（寬×高）。由于喇叭口頂拱的存在，無法采用標(biāo)準(zhǔn)斷面襯砌臺車進(jìn)行襯砌，大大增加了混凝土襯砌施工難度，且進(jìn)口閘室屬于高速水流沖刷區(qū)，對混凝土襯砌質(zhì)量要求高，此外進(jìn)口閘室混凝土澆筑工程處于導(dǎo)流洞的關(guān)鍵線路上，直接影響導(dǎo)流洞能否按期過流。因此，需要對進(jìn)口閘室喇叭口頂拱混凝土襯砌施工技術(shù)進(jìn)行研究。

1 澆筑方案的選擇

根據(jù)以往喇叭口頂拱混凝土的襯砌經(jīng)驗(yàn)，喇叭口頂拱混凝土襯砌通常采用以下幾種方式進(jìn)行襯砌：第一種，搭設(shè)“滿堂紅”鋼管腳手架+散裝鋼模板；第二種，采取底部型鋼柱+上部鋼管腳手架（或木桁架）+散裝鋼模板（或木模板）；第三種，底部襯砌鋼模臺車+上部鋼管腳手架+散裝鋼模板。

為加快進(jìn)口閘室喇叭口頂拱混凝土的襯砌速度，提高混凝土的澆筑質(zhì)量，對喇叭口頂拱混凝土采取鋼桁架支撐+異形積塊式鋼模板的方式，即模架方式。

2 頂拱襯砌模架技術(shù)

2.1 模架的構(gòu)成

頂拱模架主要由面板、支撐軸桿、主桁架、附墻支架和錨固等部件組成。中墩及邊墩混凝土施工到一定高程時，在鋼桁架安裝部位預(yù)埋鋼牛腿作為鋼桁架受力支撐點(diǎn)。模架吊裝前由主桁架、支撐軸桿、面板組成拼裝組件。

鋼桁架由邊墩和中墩預(yù)埋鋼牛腿支撐，頂拱鋼模板由鋼桁架上可調(diào)節(jié)螺桿支撐，鋼桁架縱向布設(shè)間距為1.0m。鋼桁架縱向采用∠90×56×5角鋼連接，以保證縱向整體穩(wěn)定性。鋼桁架主要采用HM200×150、[12和回100×6方管組成，尺寸為1200×7038mm（為投影長度），單重約1370kg。

頂拱模板采用異形積塊式鋼模板，模板在縱向按2.0m分塊，環(huán)向按0.75m分塊，模板單塊重約100kg，帶邊墻的單塊重約100kg。模板面板采用5mm鋼板，總厚度80mm。拱形邊框采用6mm鋼板，寬度75mm，間距約1000mm；縱向筋板采用75/50/5角鋼制作，間距約250mm；縱向邊框采用6mm鋼板，寬度75mm；筋板及邊框按斷面圓的法線布置。

貼靠邊墩的模板設(shè)計(jì)制作有一個30cm側(cè)墻模板，貼靠中墩的模板設(shè)計(jì)制作有50cm的側(cè)墻模板，實(shí)現(xiàn)和先期澆筑的側(cè)墻壓接。側(cè)墻上每塊開設(shè)有3個拉條孔，拉緊模板壓緊先期混凝土。

模板通過可調(diào)節(jié)螺桿與桁架相聯(lián)，模板間采用螺栓聯(lián)接。當(dāng)可調(diào)節(jié)螺桿收縮時，模板在可調(diào)節(jié)螺桿的作用下與澆筑面脫開，完成頂模和左右側(cè)模板的收縮和脫模。

2.2 模架安裝技術(shù)

頂拱模架運(yùn)輸至現(xiàn)場時為散裝件，需在現(xiàn)場分門別類、按編號擺放整齊，并進(jìn)行預(yù)拼裝，根據(jù)模板的分塊布置情況及起重設(shè)備的吊裝能力，將3～4榀桁架拼裝為一個整體，采取整體吊裝。

模架拼裝先進(jìn)行主桁架的拼裝，再進(jìn)行頂拱模板的拼裝。拼裝前，根據(jù)模板斷面圖及布置圖進(jìn)行測量放線，由于首塊模板的安裝精確度直接關(guān)系到后續(xù)模板的安裝精確度，因此注重首塊模板的安裝精確度，首塊模板安裝完成后進(jìn)行復(fù)核測量，確保其安裝的精確度。面板每環(huán)環(huán)向分成了三大塊，每環(huán)拼裝時按從低到高的順序依次拼裝，先安裝邊墩模板，最后安裝中隔墩模板。為保持模板拼縫之間良好的結(jié)合性，在拼裝時在邊框口貼上一層雙面膠，能更好的保證搭接縫的緊密性。模架按要求預(yù)拼裝完成后，采用起重設(shè)備將模架整體吊裝至邊墩和中隔墩已預(yù)埋鋼牛腿上，待全部模架吊裝完成后，采用縱向支撐進(jìn)行再次連接、固定。模架固定前須經(jīng)復(fù)核測量，確保無誤后方可固定。

2.3 模架拆除技術(shù)

混凝土澆筑完成后須進(jìn)行模架的拆除，模架拆除從外向里依次拆除，模架拆除先進(jìn)行頂拱模板的拆除，再進(jìn)行桁架拆除。模板拆除首先松開邊墻上定位螺栓和部分可調(diào)節(jié)螺桿，預(yù)留4～8個可調(diào)節(jié)螺桿進(jìn)行支撐，再松開前后兩環(huán)模板之間的連接螺栓，然后調(diào)整支撐軸桿使模板脫模下落，同時用鋼絲繩拴住模板邊緣，啟動吊車掛上鋼絲繩，穩(wěn)住模板，防止模板突然滑落，最后使模板和可調(diào)節(jié)螺桿完全脫開，使用吊車將模板緩慢落下至地面或運(yùn)輸車上拉走。頂拱模板拆除后，進(jìn)行桁架拆除，首先人工把脫開的可調(diào)節(jié)螺桿全部拆除，采用吊車鋼絲繩帶住需拆除的一榀鋼桁架，再將縱向連接支撐依依拆除，并松開桁架底部與鋼牛腿的連接螺栓。最后采用吊車將鋼桁架吊走。

3 施工技術(shù)創(chuàng)新

白鶴灘水電站右岸導(dǎo)流洞進(jìn)口閘室喇叭口頂拱混凝土襯砌采用模架施工技術(shù)。模板支撐采用大跨度桁架支撐，大大減少了底部承重支撐系統(tǒng)投入，降低了施工成本，加快了施工進(jìn)度。頂拱模板根據(jù)頂拱實(shí)際形體設(shè)計(jì)，采用剛性大模板施工，剛度大，變形小，混凝土澆筑成型效果好，完全滿足設(shè)計(jì)體型高標(biāo)準(zhǔn)要求。且鋼模板采取積塊式拼裝，拼接的縫面較少，縫面結(jié)合好，減少漏漿，大大減少了后期縫面修補(bǔ)，混凝土外觀質(zhì)量得到進(jìn)一步保障。鋼桁架與模板間采用可調(diào)節(jié)螺桿連接，模板可調(diào)節(jié)性強(qiáng)，操作簡單方便。模架可在施工現(xiàn)場提前進(jìn)行拼裝組合，形成整體式大塊模架，模架吊裝只需幾次就能完成，大大的加快了模架的安裝速度；且模架拆除簡單、快捷、方便節(jié)約了吊裝成本，大大的縮短了混凝土襯砌施工工期，保證了導(dǎo)流洞過流節(jié)點(diǎn)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

4 結(jié)束語

白鶴灘水電站右岸導(dǎo)流洞進(jìn)口閘室喇叭口頂拱混凝土采用模架施工技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了閘室喇叭口頂拱混凝土的快速施工，混凝土成型效果良好，減少了承重支撐系統(tǒng)的投入，大大降低了施工成本，縮短了施工工期，經(jīng)濟(jì)效益顯著，具有一定的借鑒和推廣價值。