全圓針梁臺(tái)車在溫泉水電站引水發(fā)電隧洞施工中的應(yīng)用

宋學(xué)坡

（中國(guó)葛洲壩集團(tuán)第一工程有限公司，湖北 宜昌 430012）

1 工程概況

溫泉水電站位于新疆伊犁哈薩克自治州伊寧縣境內(nèi)，是新疆伊犁喀什河規(guī)劃中的梯級(jí)電站之一，位于喀什河中游馬扎爾峽谷，電站發(fā)電采用引水發(fā)電型式開發(fā)。電站共裝機(jī)135MW(3×45M)，聯(lián)合進(jìn)水口位于大壩右側(cè)，發(fā)電引水系統(tǒng)采用一洞三機(jī)布置，由進(jìn)水口閘井、上平洞段、斜井段、下平洞段及岔管段組成。

發(fā)電洞上平洞段沿洞軸線長(zhǎng)399.669m，進(jìn)口15m為進(jìn)口漸變段（方變圓），末端發(fā)0+389.669～發(fā)0+399.669為漸變段（φ7.5漸變至φ7.0m），襯砌為雙層鋼筋混凝土，設(shè)計(jì)開挖直徑8.1m，結(jié)構(gòu)斷面襯砌直徑7.5m。發(fā)0+15～發(fā)0+389.669段采用全圓針梁臺(tái)車進(jìn)行混凝土襯砌施工。

2 全圓針梁臺(tái)車簡(jiǎn)述

2.1 針梁臺(tái)車技術(shù)參數(shù)

該針梁臺(tái)車襯砌隧洞為全斷面，底、邊、頂一次成型，立模、拆模用液壓油缸執(zhí)行，定位找正由底座豎向油缸和調(diào)平油缸執(zhí)行。全圓針梁式液壓鋼模臺(tái)車主要由模板總成、針梁總成、梁框總成、水平和垂直對(duì)中調(diào)整機(jī)構(gòu)、卷揚(yáng)牽引機(jī)構(gòu)、抗浮裝置等組成，臺(tái)車為自行式，安裝在臺(tái)車上的卷揚(yáng)機(jī)使鋼模和針梁作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，臺(tái)車便可前后移動(dòng)。

主要參數(shù)：

鋼模直徑：7.5m；針梁長(zhǎng)度：26.1m；模板總成：10.5m 1.5m×7。

2.2 針梁臺(tái)車組裝

本工程針梁臺(tái)車組裝是在洞外完成，然后，行駛至洞內(nèi)末端，開再進(jìn)行混凝土襯砌施工。主要組裝過程如下：首先，在洞外（基本沿洞軸線位置）平整一塊場(chǎng)地，起吊設(shè)備采用1臺(tái)15t汽車吊，所有設(shè)備鋼構(gòu)件運(yùn)輸至事先準(zhǔn)備的場(chǎng)地（汽車吊起吊范圍內(nèi)），待所有準(zhǔn)備工作完成，即開始進(jìn)行臺(tái)車組裝。

組裝順序：底模安裝→底模調(diào)整→托架安裝→針梁安裝→梁框安裝→左、右邊模安裝及調(diào)整→頂模安裝及調(diào)整→卷揚(yáng)系統(tǒng)安裝及調(diào)試→液壓系統(tǒng)安裝及調(diào)試。

組裝注意事項(xiàng)：先將兩塊底模直接吊放在軌道上進(jìn)行對(duì)接，調(diào)整縫隙、錯(cuò)臺(tái)在±2.0mm內(nèi)，并用螺栓銷聯(lián)接牢固。左右邊模及頂模與底模間互相鉸接。模板總成6m+4.5m，一節(jié)七塊組成，每節(jié)寬1.5m，節(jié)與節(jié)間縱向用螺栓和銷軸聯(lián)接。行走輪組安裝在底模托架上。針梁由5組×2塊組成，安裝時(shí)，務(wù)必保證高強(qiáng)度螺栓聯(lián)接緊固且要求軌道平直，避免卡固，影響滑行。模板油缸收縮時(shí)，先頂模與左側(cè)模板脫開，形成400～500mm間隙，再左右側(cè)模板與澆筑面脫開200～300mm空隙，最后通過安裝在前后2個(gè)底座上的豎向油缸收縮來完成底模脫離，豎向最大脫模行程350mm。前后底座上安裝有2個(gè)水平油缸，調(diào)整模板中心與隧洞中心吻合，左右最大行程200mm?？垢〖苌习惭b有2套豎向和水平抗浮千斤，能制約上浮力，有效防止錯(cuò)臺(tái)和克服混凝土漲力。

工作臺(tái)搭設(shè)：先切割5.0m、4.9m、2.9m長(zhǎng)14a輕型槽鋼各4根，手工焊成箱型框架架構(gòu)，再用φ48×3.5mm鋼管搭設(shè)上下兩層作業(yè)層，面上滿蒲5cm厚竹笆，四周安裝護(hù)欄，掛安全立網(wǎng)。

3 混凝土襯砌施工

3.1 鋼筋及灌漿管安裝施工

該工程鋼筋為雙層鋼筋，鋼筋在洞外鋼筋場(chǎng)加工成型，掛牌堆放，然后，由5t汽車運(yùn)輸至洞內(nèi)，受力筋安裝前先在洞壁均布鉆孔并安裝φ25插筋，用手拉葫蘆將鋼筋提升至鋼筋臺(tái)車上，人工配合現(xiàn)場(chǎng)安裝。安裝前，測(cè)量隊(duì)進(jìn)行精確放樣，控制保護(hù)層厚度符合設(shè)計(jì)要求，確保不露筋。

鋼筋安裝完成后，進(jìn)行灌漿管埋設(shè)施工，灌漿管為D50鋼管，在鋼筋綁扎完畢后，按設(shè)計(jì)位置敷設(shè)，并與結(jié)構(gòu)鋼筋焊接固定，并做好標(biāo)記，埋管一端和模板貼緊，并采取棉紗封堵孔口，另一端緊貼巖壁。

3.2 臺(tái)車就位

鋼筋施工完成后，進(jìn)行倉面及鋼筋工序驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后，方可進(jìn)行臺(tái)車就位，通過臺(tái)車上卷揚(yáng)機(jī)使鋼模和針梁作相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行臺(tái)車就位。臺(tái)車就位首倉先進(jìn)行上下游模板樁號(hào)定位，定位完成后，測(cè)量隊(duì)利用全站儀指導(dǎo)進(jìn)行臺(tái)車模板圓度、中心調(diào)整等校準(zhǔn)，同時(shí)，測(cè)量監(jiān)理進(jìn)行臺(tái)車鋼模驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后，再進(jìn)行模板固定。臺(tái)車內(nèi)固定利用內(nèi)部自帶螺紋千斤頂固定，外側(cè)利用臺(tái)車抗浮裝置固定在洞壁上，轉(zhuǎn)動(dòng)螺紋千斤頂固定到位。

3.3 銅止水及封頭模板施工

臺(tái)車就位、鋼模板校準(zhǔn)、固定完成后，用止水卡固定好銅止水，止水應(yīng)確保居中對(duì)正，安裝時(shí)及安裝后注意保護(hù)，避免鋼筋頭等破壞傷及止水，影響止水效果。后澆段應(yīng)先在結(jié)構(gòu)縫面止水處鋪貼2cm厚聚氯乙烯塑料泡沫板。止水采用1mm厚Z型紫銅止水，寬400mm，銅止水采用雙面搭接焊，搭接長(zhǎng)度不小于200mm，焊接采用黃銅條氣焊，焊接完成后，采用煤油進(jìn)行滲漏試驗(yàn)檢驗(yàn)，檢驗(yàn)合格后，方可進(jìn)行封頭模板施工。

封頭模板采用50mm厚木模板進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)拼接安裝，外側(cè)進(jìn)行φ48×3.5mm鋼管圍檁支撐牢固，同時(shí)，減少與巖面接觸處漏漿，木模板無法封堵全面的位置，采用封堵材料進(jìn)行封堵，減少澆筑過程中混凝土漏出，避免脹模、爆模。

3.4 混凝土澆筑

混凝土提前在拌和站拌制好后，用8m3混凝土攪拌罐車直接運(yùn)輸至HBT60混凝土泵機(jī)受料口卸料，泵管從模板窗口伸入，通過泵壓力將混凝土打入倉內(nèi)，完成混凝土水平機(jī)垂直運(yùn)輸。澆筑順序?yàn)橄鹊撞吭賰蓚?cè)最后頂部，底部澆筑從一側(cè)打料，靠泵送混凝土良好的流動(dòng)性自充填滿；兩側(cè)采取左右對(duì)稱下料分層澆筑，分層厚度30～50cm，左右澆筑高差控制在50cm內(nèi)；頂拱120o范圍從模板中間下料，兩側(cè)自流填充密實(shí)，局部超挖嚴(yán)重部位埋設(shè)φ20mm排氣管，將頂拱最高處充壓密實(shí)?；炷琳駬v主要靠臺(tái)車自帶附著式高頻振搗器，φ70mm手持式軟軸振搗棒輔助配合，振搗棒從模板窗口伸入插入下層混凝土5cm，振搗遵循“快插慢拔”原則，嚴(yán)禁漏振、欠振，避免過振。下部及兩側(cè)窗口隨澆筑及時(shí)關(guān)閉封嚴(yán)。澆筑過程中派專人負(fù)責(zé)看護(hù)模板變形及混凝土輸送泵管堵塞情況，一旦發(fā)現(xiàn)異常，立刻暫停澆筑，待處理妥當(dāng)后，再恢復(fù)生產(chǎn)。夜間澆筑時(shí)，專人現(xiàn)場(chǎng)跟班盯倉，保證澆筑質(zhì)量。

3.5 臺(tái)車脫模行走

收倉脫模前，靠模板與混凝土襯砌面間摩擦力支撐梁框，先將兩端底座油缸收起，懸吊底座，再穿行中間針梁，接著，落下底座、站穩(wěn)，最后脫模、向前滑行模板。針梁長(zhǎng)26.1m，模板長(zhǎng)10.5m，一次滑行到位。每個(gè)支座上安裝兩個(gè)可承受50000KN液壓豎向油缸。卷揚(yáng)機(jī)安裝在針梁上，通過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，針梁和模板互為支點(diǎn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)使臺(tái)車前進(jìn)。卷揚(yáng)機(jī)牽引針梁和模板做兩次相反方向運(yùn)動(dòng)。

4 工程質(zhì)量控制經(jīng)驗(yàn)

4.1 臺(tái)車尺寸確定

本工程臺(tái)車襯砌段總長(zhǎng)374.669m，考慮工程整體工期較寬裕，澆筑強(qiáng)度3～4天完成一倉，共計(jì)為37倉，每倉澆筑長(zhǎng)度為10.126m，綜合考慮施工成本、工程進(jìn)度，最終確定臺(tái)車鋼模長(zhǎng)度為10.5m（1.5m×7）。

4.2 混凝土施工工藝

砼拌制嚴(yán)格按照施工配合比計(jì)量、稱量、攪拌，坍落度控制在140～160mm，保證和易性良好。

混凝土振搗施工特別需注意臺(tái)車下半部及頂部。澆筑下半圓時(shí)，打開臺(tái)車所有檢查口，混凝土由檢查口直接下料，底多采用φ70直插式振搗棒進(jìn)行振搗，當(dāng)混凝土即將達(dá)到臺(tái)車底部時(shí)，及時(shí)關(guān)閉底部檢查口，下料轉(zhuǎn)由一側(cè)靠上游檢查口下料，通過下腰部檢查口進(jìn)行振搗，振搗過程中，能明顯感覺混凝土在流動(dòng)，此時(shí)，利用榔頭敲擊臺(tái)車底部鋼模，通過敲擊聲辨別底部是否已澆筑飽滿，同時(shí)，開啟底部自帶附著式高頻振動(dòng)器振搗2～5min。同時(shí)，特別指出，在澆筑兩腰部時(shí)，必須兩側(cè)平行上升，時(shí)刻關(guān)注臺(tái)車、封頭模板、混凝土有無異常。

頂拱澆筑時(shí)適當(dāng)間歇1～1.5h，以使砼流淌填充均勻并下沉密實(shí)，盡可能將頂部填充密實(shí)，頂部振搗，由于混凝土由底部慢慢澆筑至頂，頂部無法采用直插式振搗棒進(jìn)行振搗，混凝土氣泡無法排除干凈，僅能憑借臺(tái)車自帶附著式高頻振動(dòng)器進(jìn)行。通過此工程的實(shí)踐，在上腰及頂部薄弱部位有針對(duì)性增加高頻振搗器，能有效提高混凝土澆筑質(zhì)量。

拆模時(shí)間不宜過晚，一般控制在8～12h后（1.2MPa），避免因過遲造成脫模困難將結(jié)構(gòu)縫端面砼邊棱拔扯損壞。

5 結(jié)語

采用針梁臺(tái)車進(jìn)行引水發(fā)電洞襯砌施工，施工速度較快，一般3～4天/1倉，混凝土澆筑質(zhì)量良好，而且每倉結(jié)構(gòu)相同，通過每一次的循環(huán)都能進(jìn)行各方面的改進(jìn)與優(yōu)化。通過在溫泉水電站引水發(fā)電隧洞中應(yīng)用與實(shí)踐，希望能給相似工程提供一些借鑒與參考。