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水利水 电施工 2 0 1 3 第 1 期 总第 1 3 6期 泄洪 兼导流洞工程在洞挖工程完成时留给混凝 土浇筑时间仅为 3 个月,泄洪 兼导流洞如不能按期 实现电站施工导流,承包商将承担巨大的违约经济损失 和信誉损失。由于泄洪 兼导流洞压力洞段包含 R一 1 5 0 m平面转弯段,压力洞段混凝土衬砌工作难度增大, 因此泄洪 兼导流洞混凝土施工时段已经成了工程能 否按期导流的最关键工期。承包商研究分析 了泄洪 兼 导流洞压力洞段混凝土衬砌采用人工常规模板施工和 钢模台车施工的方案。 1 采用人工立模板施工的方法工期将在 6 个月 以 上,用工的人数为台车施工的三倍 ,这种方案不但工期 不 能满足 ,中国人在 老挝 用工 数量 的 限制 和本地 熟 练劳 动力严 重不 足决定该方案不可行 。 2 采用 目前通用的钢模台车在平洞全圆弯、直段施 工的方法有如下缺陷①针梁式台车因为有模板长度两 倍以上的针梁机构,就其运行特点通过平洞弯段都很困 难 ,更不能在弯段进行浇筑施工。②采用四分之三圆形 边顶拱台车分段小折线浇筑, 先后采用滑模或底模台 车浇筑混凝土的方法在平洞弯段施工比较可行,但该方 法增加工序使 施工工期 延长,施工 质量也 不易保 证。 ③穿行式台车理论上也可在平洞弯、直段施工,但其在 大断面圆洞安装多段模板反复穿行其工作量和难度都很 大,不易保证施工质量 ,根据笔者的施工经验大型平洞 全圆弯、直段混凝土衬砌不适宜推行该技术。④现行平 洞混凝土衬砌一般 的施工方法为在直段采用全圆钢模台 车施工,弯段采用常规小钢模的方法进行施工,由于使 用多种施工方法造价高而且施工速度缓慢 。 为解决上述问题,项 目部决定泄洪 兼导流洞压 力洞段混凝土衬砌采用新研制的一种平洞弯、直段全圆 液压钢模台车施工 简称弯、直段钢模台车 。该台车的 模板可以在平洞直段施工,也可以整体分段变小折线在 平洞弯段施工。当平洞弯段施工完毕后 ,它的模板又可 由分段小折线变回直线重新在平洞直段施工,从而提高 施工速度;另外,弯、直段混凝 土衬砌都采用 同一台钢 1 6 模台车施工,也大大降低了施工成本 ,这就是本课题研 究的主要任务和目的。声 1 2 m弯、直段全圆液压钢模 台车 施工平面示意 图见 图 2 。 图 2 1 2 m 弯、直段全 圆液压钢模 台车施 工平面示意图 2 应用 1 2 m弯、直段全圆液压钢模台车 施工特点 1 研究开发 机2 m引水隧洞平洞弯、直段全圆液压 钢模台车是一种创新 ,有利于提高我 国隧洞混凝土衬砌 技术水平。 2 该台车性能适用于各类全圆断面的弯、直段隧洞 混凝 土衬砌施工 。 3 应用 1 2 m弯、直段全圆液压钢模台车施工,避 免了传统施工中各类台车和施工方法的缺陷,有利于提 高施工速度。 4 由于平洞全圆弯段混凝土衬砌采用钢模台车施 工,使混凝土的施工质量得以提高。 5 由于平洞全圆弯段、直段混凝土衬砌都采用同一 台钢模台车施工 ,大大降低 了施工成本。 3 施工布置与钢模台车 3 . 1 施 工布 置 声 1 2 m弯、直段全圆液压钢模台车施工布置见图 3 。 钢模台车 1 施工时在弯、直段 的轨道上行走,轨道安装 在平洞底部已浇筑的混凝土基础上。钢模 台车前部 布置 - . . . ‘ ” - - . . J . l } / / 』 / ∥ 。 ,h f j , | l ∥ 鱼 lj l ∥ 、 , 、 , 、 1 ∥ 7 7 7 7 7 \ \/ / l 1 0 6 \ \ \∥ l 9 | 0 }l Ii ⋯ , 』 、 『 J 、、 山 一 / 3 / I l l I 越 f f 』 蠢 j il}L . . 。 . 、 .t 。 . . . ’ 。。 _ l ‘ ⋯。 一 J L _ | 、 H I 图 3 1 2 m 弯、直段 全圆液压钢模 台车施工布置 图 一 台可在弯、直段轨道上行走的钢筋台车 2 ,为多层操作 平台结构 ,每层操作平台都可以供作业人员绑扎钢筋施 工。钢模台车在钢筋 台车后边约两个模长的距离。采用 泵送混凝土入仓 ,在离钢筋台车前方约 3 O ~5 0 m外布置 一 台 HB T 8 0型混凝土泵 3 。混凝土由现场混凝土拌和楼 生产,再由 6 m3 混凝土搅拌运输车 4送到现场混凝土泵 料斗中,而后由泵管输送到台车模板送料口入仓。钢模 台车施工所需钢筋、木材等材 料由工 地库房及加工 厂 供应 。 3 . 2 钢模 台车 该项 目研究的 1 2 m引水隧洞平洞弯、直段全圆液压 钢模台车重约 1 2 0 t ,模板直径 1 2 m,长度为 9 . 2 m,主 要为 中梁、模板、行走 装置及轨 道、液压、丝杆系统 组成 。 3 . 2 . 1 台车中梁 中梁为三段铰接连接,铰接相邻两段通过铰接销轴 和连接块可以成直线连接固定,也可以成相邻两折线以 设计夹角固定,它是使模板能变夹角小折线适合平洞弯 段施 工的基础件 。 3 . 2 . 2 模板 系统 台车模板分为主模板和拼缝模板 。主模板为按全圆 洞直径设计制作的模板,分为顶模、侧模和底模 ,都由 液压油缸操作。主模板沿洞轴线方向分为三段,每段理 论设计长度为 3 m,每段模板固定在中梁上,相邻两模板 有约 3 0 c m的间距,留出了主模板变折线的空间。主模板 之间由专门设计制作的两种拼缝模板连接,台车在直段 施工时由直段拼缝模板连接,台车在弯段施工时由弯段 拼缝模板连接。台车模板的通梁都设计有弯、直段的连 接段 。 3 . 2 . 3 行走装置及轨道 台车前后行走装置为轨轮 形式 。台车前 轮 由电动 机和减速机带链轮操作行走 。由于轨轮有转 向机构可 以在弯段轨道上行走 ,台车整体随着轨轮在弯道上转 向 ,达到了在平洞弯道施工的 目的。台车两组前轮在 已经 安 装 好 的轨 道 上行 走 ,后 轮 在 已经浇 筑 好 的混 凝 土面上行走。后轮主轮设在中梁 的后端 的中部 ,它可 转为横 向行走来调整台车位置。主轮两边各设置 了一 组辅助轮 ,为防止后轮压伤混凝土面 ,后轮主轮在特 殊面板轨 道上行走 ,两 边辅助轮 在制 作好 的槽 钢上 行走 。 台车轨道为 4 3 k g钢轨,设计制作为直段和弯段两种 轨道。轨道长度按照台车的模长制作,平洞直段处两边 轨道长度为标准定尺长度,平洞弯段处轨道每段外弧长 度比对应的内弧长度长。 3 . 2 . 4 液压、丝杆系统设计 台车液压系统主要为模板液压操作系统 ,模板液压 混凝 土工程 油缸通过液压胶管、阀等部件形成液压系统,用一 台 Y J H WF 1 0 0 C型多路换向阀液压泵站供油。 台车每种模板都设有定位丝杆,行走轮组设有锁定 丝杆,台车施工时设有防浮丝杆。 4 弯、直段钢模台车施工工序 钢模 台车 施工 工 序 ①轨 道 基 础 浇筑 ,轨 道 安装 。 ②钢筋台车就位绑扎钢筋 ,外层钢筋可绕过 已经安装 的 轨道全部绑扎完毕,内层钢筋先绑扎边顶拱钢筋,底部 台车轨道位置暂 时不绑 扎,完成后移 动到下~仓位 。 ③钢模台车就位 ,抽掉底部模长的轨道,绑扎底部内层 钢筋 ,关 模、浇 筑。④ 钢模 台车 脱模 ,移 动 到下 一 仓位。 5 弯、直段钢模台车设计特点 1 台车中梁的设计特点该台车中梁与常规钢模台 车的单一整体式的台车梁不同,台车中梁为分段铰接连 接,因此具备了变折线功能。 2 模板设计特点台车模板分为主模板和弯、直段 拼缝模板,可以用更换拼缝模板的方法来完成全圆平洞 弯、直段模板安装。 3 行走装置设计特点台车轨轮设计的转向机构和 后轮横向调整机构使台车在平洞弯、直段行走、定位和 施工成 为可能。 弯、直段全 圆液压钢模台车与配套 的弯、直段行走 钢筋台车以及轨道制作安装工艺的组合,达到了全圆平 洞弯、直段混凝土施工的 目的,这是常规钢模台车施工 工艺无法达 到的 。 6 试 验 根据老挝南立 1 2水电站工程混凝土设计技术指标 和施工工艺 ,现场试验室按照设计原则以及钢模台车施 工特点 ,合理地进行参数试验和配合 比设计,提 出满足 设计和施工要求的混凝土施工配合比 见表 1 。 表 1 混凝土施工配合比参数表 混凝土 强度 每方混凝土原材料用量 k g / m。 编号 等级 水泥 砂 小石 中石 水 外加剂 F S G高效减 A C 3 O 3 4 4 8 4 4 6 7 6 4 5 0 1 5 5 水剂 ,0 . 6 X F S G高效减 B C A0 4 1 8 7 7 3 6 7 2 4 4 8 1 5 9 水剂,0 . 6 1 7 水利水 电施工 2 0 1 3 第 1 期 总第 1 3 6期 7 施工应用成果 2 0 0 8年 9月 1 5日,老挝南立 1 2水电站泄洪 兼 导流洞有压洞段 1 2 m弯、直段全圆液压钢模台车浇筑 施工完成,比计划工期提前 1 5 d 。新型台车施工时各大部 件相互配合协调,功能效果非常明显,工序流畅,人员 操作方便,安全可靠。台车顺利地通过了平洞弯段施工, 充分体现了台车各种创新设计的极大优越性。弯、直段 钢模台车浇筑模长为 9 m一段,平均施工速度为 5 2 h / 段, 最高速度为 3 9 h / 段,与常规模板施工相比,工期节省 4 个月 以上 。 8 经济 、社会效益 经济效益老挝南立 1 2水电站泄洪 兼导流洞 压力洞段 1 2 m弯、直段全圆液压钢模台车施工产生直接 经济效益人民币约 3 0 7 万元 约 4 5万美元 ,比合同工期 提前 1 5 d完成施工任务。 另外还体现在如下几方面 1 社会影响由于工期的提前,为中国水电承包商 在老挝市场赢得了声誉。 2 安全方面弯、直段钢模台车施工全过程无安全 事故发生,这是常规模板施工不易达到的。 3 质量方面钢模台车施工洞壁光滑平整,成洞成 形偏差在施工规范允许值之内。 经过近两年多隧洞运行时间的观测 ,泄洪兼导流洞 1 2 m压力洞段全圆弯、直段衬砌混凝土工作状态 良好, 已证明弯、直段钢模台车施工质量完全满足设计要求。 9 结束 语 1 2 m弯、直段全圆液压钢模台车的设计及施工技术 与常规钢模台车对比有较多的创新之处,在老挝南立 1 2 水电站泄洪 兼导流洞混凝土浇筑获得成功,不仅得 力于设计布置 上 的考 虑较 为周 全 ,也 与周 密严 谨 的施 工 组织有关。 笔者认为大型平洞弯、直段混凝土浇筑采用一台全 圆钢模台车施工在技术上是可行的,从施工进度和经济 效益上看是很可观的,安全质量得到充分 的保证,其经 济效益和社会效益也非常显著,很值得在水 电及其他行 业 中推广 。 上接第 1 4页 6 取消左岸 6 5 8 m高程横向廊道;大部分预制廊道 改为现浇廊道;取消右岸 6 7 4 m高程混凝土输送洞;上游 面牛腿采用预制混凝土模板 ;大坝接触灌浆管路用 F U- KO管取代等。 6 混凝土施工质量检测情况 为验证光照水 电站大坝碾压混凝土质量情况,对大 坝混凝土进行了钻孔取芯,钻孔取芯累计进尺 5 4 9 . 0 2 m, 其 中钻取 1 5 O mm芯样孔深 3 0 0 . 5 5 m,钻取 2 0 0 mm芯样 孔深 2 4 8 . 4 7 m。芯样 采取 率 9 9 . 7 6 ,芯 样获 得率 为 9 9 . 5 O ,芯样 优 良率 达 到 9 5 . 1 9 ,芯 样 合 格 率 为 9 8 . 7 2 。整长芯样 1 0 m 以上的 6根,占取芯进 尺 的 1 3 . 5 。其 中 单 根 1 5 0 mm 完 整 最 长 混 凝 土 芯 样 1 5 . 3 3 m,达到世界碾压混凝土采取芯样领先水平。 钻孔取芯钻遇层缝面共计 1 9 2 1个,断裂 4 8个,层 缝面折断率 2 . 5 0 ,其 中钻遇缝面 1 8 4个,缝面断裂 4 个,缝面折断率 2 . 1 7 ;钻遇层面 ] 7 3 7 个 ,断裂 4 4个 , 层面折断率 2 . 5 3 。 扣除龄期小于 2 8 d混凝土芯样后 ,取芯钻遇层缝面 共计 1 7 8 1 个,断裂 3 8个 ,层缝面折断率 2 . 1 3 ,其中 钻遇缝面 1 7 0个,缝面断裂 2个,缝面折断率为 1 . 1 8 ; 钻遇层面 1 6 1 1 个 ,断裂 3 6 个,层面折断率为 2 . 2 3 。 1 8 扣除龄期小于 9 0 d混凝 土芯样后 ,取芯钻遇层缝 面共计 1 2 0 9个,断裂 2 O个 ,层缝 面折断率 1 . 6 5 , 其中钻遇缝面 1 1 9个,缝面断裂 1个 ,缝面折断率 为 0 . 8 4 ;钻遇层面 1 0 9 0个,断裂 1 9个 ,层 面折 断率 为 1 . 7 4 。 综上分析,光照水 电站大坝碾压混凝土骨料分离极 少,层缝面结合情况良好。 混凝土芯样表面光滑致密,结构密实,骨料分布均 匀 ,胶结情况良好。碾压混凝土整体质量优 。 光照水 电站大 坝碾 压混 凝 土压水 检 查共 进行 1 0 6段 次压水试验 ,1 0 0 的试 段 小于 1 L u ,9 3 . 4 oA 的试段 小 于 0 . 1 L u ,1 2 . 3 oA的试段小于 0 . 0 1 L u 。其中最大值 0 . 2 2 L u , 最小值 0 . 0 0 L u 。混凝土整体抗渗性能 良好 。 综上可知 ,光照水 电站大坝碾压混凝 土整体质量 优 良。 7 结束语 贵州光照水电站大坝工程碾压混凝土施工在国内筑 坝专家的帮助和参建各方的支持下,对施工工艺和施工 技术进行了大胆优化和创新,对提高工程 的质量、进度 和工程效益起到了很大的作用,为提高碾压混凝土 的施 工工艺和施工技术提供了一个很好的范例。
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