高陡溢流面混凝土成型設(shè)備研制及應(yīng)用

成毅峰 丁 瓊

(中國(guó)水利水電第四工程局第四分局永定橋工程項(xiàng)目部， 四川 漢源 625399)

高陡溢流面混凝土成型設(shè)備研制及應(yīng)用

成毅峰 丁 瓊

(中國(guó)水利水電第四工程局第四分局永定橋工程項(xiàng)目部， 四川 漢源 625399)

永定橋水利工程碾壓混凝土重力壩溢流面總寬30m，斜面坡比1∶0.75，坡長(zhǎng)90m，面板厚2m，坡度陡，跨度大。采用高陡溢流面混凝土成型設(shè)備進(jìn)行施工，有效保證了面板混凝土質(zhì)量，加快了施工進(jìn)度，節(jié)省了工程投資。本文通過(guò)對(duì)高陡溢流面混凝土成型設(shè)備研究，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)際情況，總結(jié)了高陡溢流面混凝土施工成型設(shè)備的應(yīng)用情況，對(duì)同類型工程施工具有推廣作用。

高陡溢流面； 成型設(shè)備； 研制

1 工程概況

永定橋水利工程為瀑布溝水電站移民安置配套工程，由首部樞紐工程及輸水渠系工程兩大部分組成。首部樞紐主要建筑物為碾壓混凝土重力壩，分別由擋水壩段、溢流壩段、中孔壩段和引水壩段等6個(gè)壩段組成，大壩高123m，壩頂寬7m，壩頂長(zhǎng)161m。溢流面總寬30m，斜面坡比1∶0.75，坡長(zhǎng)90m，面板厚2m，邊墻高3m。溢流面坡度陡，跨度大，對(duì)應(yīng)的混凝土側(cè)壓力大，是面板成型設(shè)備設(shè)計(jì)(以下簡(jiǎn)稱“成型設(shè)備”)的難題。

設(shè)備重量較輕，混凝土浮托力會(huì)造成模板上?。慌渲靥螅到y(tǒng)及支撐系統(tǒng)投入增大，并且對(duì)應(yīng)的安全性難以保障。如何設(shè)計(jì)出合理、可行、經(jīng)濟(jì)、適合高陡邊坡混凝土施工的成型設(shè)備是急需攻克的難題。

2 成型設(shè)備設(shè)計(jì)方案確定

永定橋水庫(kù)大壩結(jié)構(gòu)為碾壓混凝土重力壩，一期壩體碾壓混凝土壩后呈底寬67.50cm、高90cm的臺(tái)階狀，坡度53.13°，垂直高程72.00m。并且兩邊墻均有鋼筋錨固于底板，底板也有鋼筋過(guò)縫至邊墻。根據(jù)相關(guān)技術(shù)規(guī)范及設(shè)計(jì)要求，該部位混凝土須進(jìn)行二期澆筑，并且從底至頂連續(xù)施工，以提高面板混凝土的整體性[1]。所以，成型設(shè)備的選擇除要滿足結(jié)構(gòu)體型外，還要考慮技術(shù)可行性、安全可靠性及經(jīng)濟(jì)合理性。

2.1 方案分析

2.1.1 翻升模板用于溢流面面板混凝土施工

根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)，坡度較緩、長(zhǎng)度小的面板多采用翻升模板施工，但翻升模板施工完成后要進(jìn)行拉桿割除、拉桿孔封堵，并且模板之間易出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)，需進(jìn)行打磨等二次處理，混凝土施工質(zhì)量難以保證，費(fèi)時(shí)、費(fèi)力。另一方面，隨著混凝土澆筑高度的升高，翻升模板安裝時(shí)缺少安裝平臺(tái)，拆除時(shí)晃動(dòng)較大，存在很大安全隱患。該工程坡度陡、高度大，所以不適用。

2.1.2 使用輪軌式滑模

使用輪軌式滑模，滑?？繚L輪和軌道限位，卷?yè)P(yáng)機(jī)或手拉葫蘆拉升。該設(shè)備對(duì)軌道的安裝精度要求高，要時(shí)刻保持滾輪、軌道清潔，否則會(huì)造成卡輪等情況，影響施工。在以往工程應(yīng)用中遇到過(guò)類似問(wèn)題，而影響施工[2-3]。

2.1.3 液壓結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)爬升式滑模

采用液壓滑升設(shè)備對(duì)運(yùn)行環(huán)境要求更高，爬升軌道強(qiáng)度、精度也高。尤其澆筑混凝土?xí)r漿液易飛濺，污染液壓系統(tǒng)，影響運(yùn)行，并且該系統(tǒng)的運(yùn)行、維護(hù)費(fèi)用較高。

2.2 方案選擇

考慮上述問(wèn)題，結(jié)合工程實(shí)際，多次優(yōu)化，最終確定了滑軌式整體模板作為成型設(shè)備。該設(shè)備由面板、模板桁架、水箱、操作平臺(tái)、抹面平臺(tái)、防護(hù)欄桿組成的模體及手拉葫蘆、鋼絲繩、型鋼軌道組成的拉升系統(tǒng)兩部分組成。整體性鋼結(jié)構(gòu)模板有效保證了混凝土表面平整度，不間斷拉升系統(tǒng)確保了混凝土澆筑從低至頂連續(xù)施工，面板與軌道剛性接觸、滑動(dòng)，解決了軌道及滾輪工作環(huán)境復(fù)雜易卡死的問(wèn)題。

3 設(shè)備結(jié)構(gòu)構(gòu)成

模體由鋼面板、鋼桁架及水箱組成，面板寬1.26m，長(zhǎng)13.50m。澆筑時(shí)，按30cm從上至下分三層，第一層為澆筑層，第二層為待凝層，第三層為待滑層。澆筑第一層時(shí)，第三層已對(duì)模板不產(chǎn)生側(cè)壓力，模板每次滑升高度30cm，所以每次混凝土澆筑高度按0.60m計(jì)算。成型設(shè)備荷載計(jì)算主要依據(jù)《水工建筑物滑動(dòng)模板施工技術(shù)規(guī)范》(SL 32—1992)、《建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范》(JGJ 162—2008)中相應(yīng)公式及荷載標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行計(jì)算。確定模體總重4.90t，水箱容積7.88m3，水箱隔板和操作平臺(tái)板之間鋼筋配重5.40t，成型設(shè)備最大工作重量18.50t見(jiàn)下圖。

成型設(shè)備結(jié)構(gòu)圖

4 設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

4.1 面板設(shè)計(jì)

面板寬1.26m，為鋼板和型鋼焊接而成的格構(gòu)式結(jié)構(gòu)，Ⅰ18工字鋼為主梁，Ⅰ10工字鋼為次梁，δ=10mm厚鋼板為腹板(面板)，腹板與主梁接觸的角焊縫連續(xù)焊接。Ⅰ18工字鋼主梁共3根，均布于面板上，次梁間距1m，與主梁焊接。

4.2 桁架及水箱設(shè)計(jì)

水箱框架結(jié)合面板格構(gòu)梁，用Ⅰ10工字鋼與其焊接，形成主框架，∟50×50×5角鋼腹桿加固?？蚣芎附油瓿珊?，焊接δ=4mm厚鋼板的水箱板。水箱底部布設(shè)出水花管，用于已澆筑混凝土養(yǎng)護(hù)。為防止水箱水量下降影響澆筑質(zhì)量，在水箱背部布設(shè)水位標(biāo)示管，水位下降時(shí)及時(shí)補(bǔ)水，防止設(shè)備浮起。

4.3 抹面平臺(tái)設(shè)計(jì)

抹面平臺(tái)采用∟50×50×5角鋼制作，表面鋪馬道板。抹面平臺(tái)跨度長(zhǎng)1.0m，寬約0.5m，連接處采用螺栓緊固，以方便拆裝。成型設(shè)備開(kāi)始施工時(shí)，不掛抹面平臺(tái)，當(dāng)上升到一定高度(1.5～2.0m)時(shí)，掛設(shè)抹面平臺(tái)，同時(shí)抹面平臺(tái)設(shè)防護(hù)欄桿，護(hù)欄高1.2m。

4.4 拉伸機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)成型設(shè)備自重、配重及作用其上的可變荷載，經(jīng)過(guò)計(jì)算最終選定20t手拉葫蘆為拉升設(shè)備。在成型設(shè)備兩側(cè)布設(shè)兩根拉升繩，每根繩上一個(gè)手拉葫蘆，手拉葫蘆操作平臺(tái)布設(shè)在壩頂，通過(guò)型鋼錨樁固定。出于安全考慮，新增兩根安全繩，主要用于在主拉升系統(tǒng)手拉葫蘆換繩和出現(xiàn)故障時(shí)應(yīng)急之用。

鋼絲繩直徑24mm，鋼絲繩采用“U”形卡連接，每個(gè)接頭“U”形卡不得少于6個(gè)，并且“U”形卡排列方向一致。最后一個(gè)繩卡緊固時(shí)預(yù)留部分空隙，用于觀察鋼絲繩是否有滑移。

4.5 設(shè)備軌道

設(shè)備行走主要采用滑軌，軌道為[10槽鋼，正好滿足面板鋼筋網(wǎng)10cm保護(hù)層要求。槽鋼坐落在鋼筋網(wǎng)上，底部按1.50m間距采用鋼筋料頭，焊接簡(jiǎn)易蛇形柱進(jìn)行加固，達(dá)到固定軌道、固定鋼筋網(wǎng)的目的。

5 設(shè)備運(yùn)行

在施工過(guò)程中，根據(jù)設(shè)備運(yùn)行情況及混凝土性能，實(shí)時(shí)進(jìn)行了優(yōu)化、調(diào)整，混凝土初凝時(shí)間7h左右，入倉(cāng)坍落度80mm左右，采用塔機(jī)吊3m3吊罐澆筑。每澆筑0.90m高拉升1次，連續(xù)澆筑，每天拉升高度5m。手拉葫蘆每拉升3m進(jìn)行1次換繩。澆筑時(shí)，由安全繩鋪筑固定成型設(shè)備，不占用澆筑時(shí)間。混凝土澆筑過(guò)程中在配重達(dá)到18.50t時(shí)，滑模上下口均未出現(xiàn)翹口現(xiàn)象，13.50m跨度時(shí)撓度小于1cm。澆筑完成的混凝土面表面平整，無(wú)凸起、凹陷現(xiàn)象，滿足設(shè)計(jì)要求。

6 結(jié) 語(yǔ)

永定橋水利工程溢流面采用該成型設(shè)備施工，解決了高陡邊坡上混凝土施工模板制安存在的安全問(wèn)題，保證了高速過(guò)流面對(duì)混凝土表面平整度的要求，縮短了施工工期，節(jié)省了工程投資，對(duì)溢流面施工具有重要意義，在同類型工程施工中可推廣應(yīng)用。

[1] 劉紅巖，耿越，呂昕.亭子口水電站表孔溢流面拉模設(shè)計(jì)[J].水力發(fā)電，2012,38(6):54-56.

[2] 林金華.滑模在萬(wàn)勝壩水利樞紐工程面板堆石壩中的應(yīng)用[J].水利建設(shè)與管理，2011(3):1-3.

[3] 徐永明.向家壩水電站尾水渠邊坡混凝土拉模施工技術(shù)[J].水利建設(shè)與管理，2013(9):1-4.

Development and application of high and steep spillway surface concrete forming equipment

CHENG Yifeng, DING Qiong

(SinohydroBureau4Co.,Ltd.No.4Branch,YongdingBridgeEngineeringProjectDepartment,Hanyuan625399,China)

The RCC gravity dam spillway surface has total width of 30m, its slope gradient is 1:0.75, slope length is 90m, panel thickness is 2m, the slope is steep, and the span is large in Yongding Bridge Water Conservancy Project.High and steep Spillway surface concrete forming equipment is adopted for construction, thereby ensuring the quality of facing concrete effectively, speeding up the construction progress, and saving the engineering investment.High and steep spillway surface concrete forming equipment is studied in the paper combined with the practical condition of construction in the site, and the application of high and steep overflow surface concrete construction forming equipment is summarized with promotion role to construction of similar projects.

high and steep spillway surface; forming equipment; development

10.16616/j.cnki.11-4446/TV.2017.05.005

TV53+6

B

1005-4774(2017)05-0016-03