王建飛 王建軍- 盧金閣
【摘要】針對河口村水庫電站引水發(fā)電洞混凝土襯砌洞段長,施工難度大,進度和質(zhì)量要求高的特點,工程采取全斷面針梁式鋼模臺車進行混凝土襯砌。通過全斷面鋼模臺車在隧洞混凝土襯砌中的實際應(yīng)用,介紹了鋼模臺車的工作原理和操作方式,以及襯砌的施工技術(shù)等。
【關(guān)鍵詞】針梁式鋼模臺車;圓隧洞;施工應(yīng)用
1、工程概況
河口村水庫工程位于河南省濟源市克井鎮(zhèn)黃河一級支流沁河下游河口村處。水庫由混凝土面板堆石壩、泄洪洞、溢洪道及引水發(fā)電系統(tǒng)組成,電站裝機容量11.6MW,年發(fā)電量約3029/406萬kW·h。河口村水庫電站為引水式,布置在大壩左岸、泄洪洞右側(cè)、分大小兩個電站。由電站進水口、引水發(fā)電洞、電站廠房和尾水渠組成。引水發(fā)電主洞長695.48m。設(shè)計坡比i=0.006,主洞為圓型斷面,引水主洞連接大電站廠房,由上平段、斜井段和下平段組成。岔洞從引水主洞上平段(引0+557.96)樁號分出,連接小電站廠房。岔洞長65.035m,洞徑1.8m,設(shè)計底坡i=0.004。引水發(fā)電主洞樁號引0+547.000前(上平段)采用全斷面鋼筋混凝土襯砌,厚0.5~0.7m,以后(斜井及下平段)采用鋼襯。
2、針梁式鋼模臺車的工作原理
針梁式鋼模臺車是圓隧洞全斷面襯砌中利用針梁(一種模板臺車的承重構(gòu)件和導(dǎo)向裝置),在模板臺車內(nèi)部與模板進行交替的相對運動來完成襯砌模板的移動,并運動到指定澆筑位置,達到混凝土澆筑的目的。其中針梁具有承受模板的重力、新澆筑混凝土的浮托力、重力和側(cè)壓力、拆模的反作用力等作用,并作移動模板的滑道。
2.1鋼模工作原理
鋼模上安裝了三組液壓油缸,可完成立模、拆模工作。在頂模和邊模的對應(yīng)位置上安裝螺旋千斤頂,油缸伸出,鋼模定位后,旋緊螺旋千斤頂,這樣保證襯砌尺寸的準(zhǔn)確性,并減輕油缸載荷。脫模時,先脫頂模,再脫左右邊模,最后針梁隨支腿豎向油缸向上頂升而上升,使整個臺車上升,底模與混凝土脫離。具體運行步驟如下:
(1)液壓系統(tǒng)收回針梁承重支腿,手動拆除左右及頂部抗浮架;(2)啟動卷揚機構(gòu)運行針梁至下一待澆筑倉位;(3)液壓系統(tǒng)支出承重支腿就位;(4)液壓系統(tǒng)收攏頂模板;(5)液壓系統(tǒng)收攏兩側(cè)邊模板;(6)液壓系統(tǒng)提升底模板(底模脫模);(7)卷揚機構(gòu)牽引模板至待澆筑倉位(倉位鋼筋已驗收)并對模板進行鏟灰、刷脫模油;(8)調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)及千斤頂支出模板;(9)測量校正模板,安裝抗浮架;(10)堵頭模板施工、架設(shè)泵管;(11)倉位驗收澆筑混凝土。
2.2 立模
(1)臺車就位:利用附加行走機構(gòu)及臺車卷揚系統(tǒng)將臺車行走到襯砌位置;(2)操作豎向油缸,將臺車前后底座支承牢固;(3)操作側(cè)向油缸、頂模油缸,調(diào)整左、右邊模及頂模就位、旋緊螺旋千斤頂,將模板支承牢固;(4)借助測量儀器,操作豎向油缸和橫向調(diào)整油缸,使模板斷面與隧洞斷面中心重合一致;(5)封堵頭:采用鋼板及木模封堵。
2.3行走原理
安裝在針梁上的卷揚機用兩根鋼絲繩,分別繞過針梁端部和梁框上的滑輪,固定在針梁兩端,針梁和鋼?;橹c相對運動使臺車前進。脫模之前,收縮底座油缸,懸吊底座,針梁下面軌道落在底模行走輪上,開動卷揚機使針梁向前移動,到位后放下底座,油缸頂住針梁后進行脫膜。脫模后,開動卷揚機使其反方向運動,鋼模即向前移動。如此循環(huán)往復(fù)??梢詫崿F(xiàn)鋼模臺車的整體前移。
2.4 定位原理
滑動豎向油缸上、下運動臺車可作豎向調(diào)整,安裝在滑枕上的橫移油缸可使臺車橫向調(diào)整。
2.5 縱橫向穩(wěn)定原理
解決縱向穩(wěn)定問題,下有底座豎向油缸支撐,上有抗浮千斤頂固定,使針梁和鋼模緊密地結(jié)合在一起,增加了整個臺車的穩(wěn)定性。橫向穩(wěn)定裝置是兩對可定位的伸縮千斤頂,安裝在前后抗浮架上,當(dāng)臺車調(diào)整后,旋緊千斤頂,支撐針梁,保證臺車橫向穩(wěn)定。
3、混凝土澆筑
3.1 底拱澆筑
臺車在定位立模完成后,即可進行底拱部分的澆筑,混凝土經(jīng)腰線工作窗口進料。下料時為避免底模出現(xiàn)脫空區(qū)域,及大量氣泡出現(xiàn),下料時從一側(cè)進行下料待混凝土面至底模上50cm時將泵管轉(zhuǎn)至另外一側(cè)進行下料。在底模工作窗及腰線工作窗區(qū)域進行插入式振動器振搗。在插入式振搗器無法控制的范圍采用附著式振動器進行振搗。
底拱混凝土澆筑是鋼模臺車澆筑控制的重點。由于混凝土流動性有限,加上混凝土振搗過后冒出的氣泡難以排出(底拱范圍內(nèi)),容易造成混凝土表面出現(xiàn)氣泡、麻面、水道等現(xiàn)象。
3.2邊拱澆筑
在底拱澆筑完成后,邊拱開始澆筑,混凝土經(jīng)腰線處的工作窗口進行下料。為了保證臺車的受力均勻和澆筑質(zhì)量,邊拱澆筑時應(yīng)調(diào)整左右模的混凝土澆筑,使其兩邊的混凝土表面高度差不大于50cm,分層下料,逐層振搗。
3.3頂拱澆筑
緊接邊拱澆筑之后的是頂拱的澆筑工序,混凝土由頂模的注漿口進入進行澆筑。澆筑過程中應(yīng)隨時觀察澆筑情況,當(dāng)混凝土澆筑滿時,應(yīng)立即停止混凝土澆筑泵的輸送,并關(guān)掉注漿孔插銷板,封住澆筑窗口,完成后,進行附著式振搗。
4、脫模
混凝土澆筑完成后12h~15h開始準(zhǔn)備脫模,脫模的基本步驟大體如下:
(1)松開各螺旋支承千斤頂,啟動液壓系統(tǒng)。(2)收縮頂模油缸,頂模脫離。(3)收縮左側(cè)油缸,左邊模脫離。(4)收縮右側(cè)油缸,右邊模脫離。(5)向上伸出豎向油缸,底模脫離。
5、結(jié)語
實際運用效果表明,全斷面針梁式鋼模臺車作為水電站引水隧洞混凝土襯砌的專用設(shè)備,與其它混凝土澆筑設(shè)備相比優(yōu)點多,臺車設(shè)置有調(diào)中裝置,通過操作調(diào)中油缸及主千斤頂,同時觀察已澆筑好的混凝土的接合情況,即可校核臺車的軸線位置,保證臺車的準(zhǔn)確定位鋼模板之間的連接螺栓、針梁的連接螺栓均具有互換性,根據(jù)施工需要,臺車可以進行改裝后重復(fù)利用,降低了成本。
參考文獻:
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