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钢模台车在鱼跳工程隧洞衬砌中的应用

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维普资讯 http://www.cqvip.com 2007年第二期总第102期 水利水电施工 53 钢模台车在鱼跳工程隧ffal衬砌中的应用 宋仁莉 (葛洲坝集团第二工程有限公司) 【内容摘要】本文介绍了重庆鱼跳水电站引水隧洞衬砌中针梁钢模台车的应用情 况,施工实践说明,针梁钢模台车具有操作简单灵活、成本低、施工速度快等优点。 【关键词】针梁钢模台车鱼跳水电站 应用 整个针梁共重12.8t。 1 工程概述 重庆市鱼跳水电站位于乌江水系一级支流大溪河中 游。南川市境内,系大溪河干流梯级开发的第一级龙头水电 站。枢纽工程由1lOre高的砼面板堆石坝、溢洪道、泄洪 洞、引水系统和混流式地面厂房组成。水库控制流域面积 1380km 。总库容9520万nl 。电站装机3×16MW,多年平 均发电量2.11亿kWh。 电站引水隧洞布置在大溪河右岸,全长2204.46m,为 圆形有压隧洞,由进口段、洞身段和调压井组成。进口高程 418.5m。出口底板高程410.Om,洞身段长2115m,无弯段。 衬砌断面单一,衬砌内径4.2m,衬砌厚度0.3m。采用针梁 钢模台车进行砼衬砌。 (2)模板系统成。 模板系统由钢模板和外框架两部分组 1)钢模板总长1O.2 nl,等分成2节,每节长5.1m,用 M16螺栓连接。钢模板是砼内侧的约束面,模板节数越少, 接缝越少,衬砌砼外观质量也越好。面板采用6mm厚钢板 卷制而成,环向围檩采用8ram厚钢板裁制成型后与面板焊 接在一起。围檩间距75em。纵向围檩采用[6.3的槽钢, 围檩间距50cm。模板张开直径为4.2m,沿圆周方向又分 为4片,即左边模、右边模、顶模、底模各一片,每片之间用 铰连接(如图2)。模板的收缩及支撑,由18个手动螺旋杆 件完成。同时,两侧共开有4个工作窗,便于砼进料和振 捣。底模开有2个工作窗,用于底部砼浇筑时排气和振捣。 顶模安装有两个封拱器,用于顶部砼进料。 2针梁钢模台车设计 2.1主要结构设计 4 针梁钢模台车结构示意如图1所示,其主要构件分为 针梁、模板系统、行走系统。 (1)针梁针梁为正方形空腹焊接箱梁形式,长24m, 2 3 采用20mm厚钢板拼焊而成。断面宽0.9m,高0.9m。高 度方向的两侧布置有腹板以增强针梁的抗弯性能。针梁沿 长度方向分为3节,每节长8m。节与节之间用高强螺栓和 拼接板连接。拼接板尺寸0.98 nl×0.24m。针梁的顶部铺 设有P22轨道,当模板系统全部悬空后,针梁上部的轨道可 供钢模台车在针梁上行走。针梁的下部设有6对共12个 滚轮。可供针梁在钢模台车上行走。所以针梁既是承重体, 又是被承重体。 图2 台车模板系统示意图 1一底模2、3—侧模4一顶模 2)外框架全长11.3m,由[8、[1O、[14a三种不同规格 的槽钢焊接形成的一个整体框架。在模板悬空时,承载模 板的所有重量传递给针梁。上部装有2对共4个行走滚 轮。用于钢模台车在针梁上行走。外框架比模板长1.1m, 图1 针梁钢模台车结构示意图 两端头长出的部分安设有前、后抗浮支撑。外框架与底模 维普资讯 http://www.cqvip.com 钢模台车在鱼g6.z_程隧洞衬砌中的应用 焊接在一起,与模板形成一个整体。底模铺设有P22轨道, 可供针梁在钢模台车上运行。外框架安设有4个滚轮,用 于模板系统在针梁上行走。所以,模板系统是承重体和被 承重体。 整个模板系统重14.9t。 (3)行走系统行走系统是为针梁和模板系统行走提 供动力的装置,主要设备为1台JJM5T型11kW的卷扬机, 安装在针梁的前端,通过转向滑轮牵引针梁或直接牵引模 板系统行走。当针梁固定时,模板系统在卷扬机的牵引下, 外框架上部的4个滚轮就沿针梁的轨道上滚动,使整个模 板系统向前行走;当模板固定时,在针梁的尾端安装一个转 向滑轮,钢丝绳穿过滑轮再固定在外框架上,在卷扬机的牵 引下,针梁下部的滚轮就在底模的轨道上滚动,针梁向前行 走。 2.2其他附属设施 (1)附着式振捣器在底模装有4个附着式振捣器, 两侧模板装有8个附着式振捣器,用于底部和顶部砼振捣。 特别是底部的附着式振捣器,对于控制底部砼的施工质量 非常重要。 (2)铁板凳、千斤顶、1t葫芦针梁前后端各配有一个 铁板凳,一对32t液压千斤顶、一个32t机械千斤顶和一个 1t葫芦。针梁行走时,利用1t葫芦将铁板凳固定在针梁端 头;针梁定位时,放下铁板凳,在铁板凳上安设32t液压千 斤顶顶起针梁,机械千斤顶用于侧向定位。在进行台车衬 砌砼施工时,台车定位是衬砌砼施工质量中最重要的一环, 也是占用时间最长的,因此,铁板凳的设置是很有必要的。 (3)电焊机针梁前端的卷扬机旁固定一台电焊机, 用于台车的维修以及仓位钢筋焊接。 3 施工 3.1 针梁钢模台车施工工艺流程 台车定位(第一仓钢筋已扎)一封头模板安装一检查 验收一浇筑第一仓砼(同时扎第二仓钢筋)一针梁行走一 针梁固定一顶模和侧模脱开一顶起针梁底模脱开一台车行 走一台车定位。 3.2施工方法 鱼跳水电站引水隧洞采用两套针梁钢模台车进行隧洞 砼衬砌。出口段台车在洞内安装,进口段台车在洞外安装。 台车至隧洞中部,由中部向两端衬砌施工。 (1)走台车定位 6人班组进行台车行走定位。当台 车制作安装结束后,由台车安装处走至第一个浇筑仓位 (第一仓的钢筋需提前扎好)。台车行走时,由于还未浇 砼,需在底模上安设两个托架,托住模板以便针梁在模板上 行走。针梁到位后,架立铁板凳,安设千斤顶,将针梁调整 定位。针梁定位非常重要,一旦偏离中心线,下一个仓位很 难校正过来。针梁固定后,撑开侧模和顶模,撑杆处安设有 限位装置,保证模板撑开后呈圆形。撑开模板时必须6个 人同时转动支撑杆件,才能保证模板不出现变形。模板定 位还包括模板固定。安装在外框架前、后两端的抗浮支撑 撑开,固定模板不出现垂直方向的位移。水平方向采用方 木支撑在针梁与开挖面之间,外框架和针梁之间用木楔楔 紧。 (2)封头模板5人班组立模。鱼跳水电站引水隧洞 砼衬砌每10m一个仓次,两仓之间为伸缩缝,设止水,钢筋 不过缝。模板施工时,止水以内模板为自制的定型钢模板, 止水以外采用木模板拼装。立模时分左右两侧,各安排2 人立模,第5人粘接止水,循环作业时间平均3h. (3)浇筑砼 浇筑砼一般需6个人,加上3个司机和1 个泵机操作手共10人班组。进出口的洞口各布置一个小 型搅拌站供料,砼水平运输由3台2m 搅拌车完成。距仓 位50m处布置一台6o电动泵机泵送入仓。由于底部为整 体钢模板,易出现较多气泡,采用大塌落度(20era左右) 砼,并重视底部砼的振捣。由于塌落度变大,使得浮托力增 大,施工中采用减慢浇筑速度来控制。每仓砼浇筑时间一 般控制在8h以内。 (4)钢筋工程 环向钢筋在加工厂加工成两个半圆, 由改制的洞内专用的钢筋运输车运送入洞。钢筋绑扎由5 人班组完成,在开始浇筑砼到脱模之间进行,不占用循环工 作时间。由于洞径小,搭设简易的排架即可完成钢筋绑扎, 不另制作钢筋台车。 (5)针梁行走当砼浇完6h后,开始走针梁。首先解 除水平方向的约束以及针梁与外框架之间的木楔,然后松 下支撑针梁的千斤顶,使针梁底部的滚轮落在底模的轨道 上。此时针梁的重量全部由模板系统承担。将钢丝绳穿过 针梁尾端的滑轮,固定在外框架上。另将前后铁板凳用葫 芦固定在针梁上。启动卷扬机,针梁在牵引力的作用下向 前行走。针梁走到位后,放下铁板凳,安放千斤顶,将针梁 顶起一定高度。2h完成针梁的行走和定位。 (6)钢模脱模首先脱开顶模,然后脱开两侧模板,最 后脱开底模。脱模前,解除前后抗浮支撑约束。同样,脱模 时必须6人同时动作。底模和侧模脱开后,利用千斤顶再 顶高针梁,使底模脱开,一般脱开3~5em即可。2h完成钢 模台车的模板脱开。 (7)台车行走 钢模台车完全悬空后,卷扬机的钢丝 绳不穿过尾端滑轮,直接固定在外框架上。启动卷扬机,台 车在牵引力的作用下向前行走。到达下一个浇筑仓位后, 撑开模板,升降针梁进行模板定位,然后撑开抗浮支撑,安 设侧向支撑,楔紧针梁与外框架之间的间隙。台车行走和 定位一般需要3h的时间或更长。 (8)钢模台车循环作业各工序最短用时浇筑砼8h, 凝期8h,脱模2h,走台车定位3h,立模3h,共24h。 3.3效果分析 (1)引水隧洞进口段开挖于2000年10月25日完成, 针梁钢模台车在洞外完成制作安装,开始进洞。于11月 维普资讯 http://www.cqvip.com 2007年第二期总第102期 水利水电施工 55 10日行走至引水洞桩号0+950处,平均日行走60m,最快 日行走120m。2000年11月10日开始浇筑第一仓砼,2001 时,创造了月浇筑24个仓次,月进尺240m的好成绩。 年3月5日钢模台车出洞,共浇筑88个仓次,平均月浇筑 23个仓次,月进尺230m。在2001年2月份28天内,创造 了月浇筑28个仓次,月进尺280m的新记录,平均一天浇 筑一个仓次。 4 结束语 针梁钢模台车具有施工简便,劳动强度低,节省材料, 能周转使用,可实现洞内平行作业和高速施工等特点。葛 洲坝二公司曾自行设计、自行制造的用于隔河岩水电站引 水隧洞衬砌的针梁钢模台车。鱼跳水电站所使用的针梁钢 模台车作为小型钢模台车,具有重量较轻、速度更快、行走 (2)引水隧洞出口段的针梁钢模台车在洞内安装, 2000年1O月开始浇筑砼。下台阶开挖与砼同步进行,于 2001年3月26日完成出口段砼,共浇筑122个仓次,平均 月浇筑2O个仓次。后期的几个月内,在开挖下台阶的同 更灵活、周转使用次数多的特点(附表)。 附表3个电站针梁钢模台车主要参数对照表 比较项目 最大洞室衬砌内径 最大洞室衬砌厚度 技 最大洞室衬砌段长度 针梁长度 术 针梁自重 单位 Cm Cm m m t 鲁布革电站 800 40 15 38 38 隔河岩电站 950 125 15 44 48 鱼跳电站 42O 30 10 24 12.8 性 针梁单位长度自重 针梁翼缘板腹板厚 钢模台车自重 m mm 1.00 20 1.09 16 O.53 20 t 76 85 28 构件伸缩控制系统 效 果 最高月浇筑仓次 最高月浇筑进尺 仓次 m 液压系统 18 270 手动液压千斤顶 6 96 手动螺旋千斤顶 28 280 约150万人民币,不包 约7O万人民币,包括 约27万人民币,包括 经济性 套 括运输安装费 制作、运输、安装、调试 制作、运输、安装、调试 等费用 费用 (上接第46页) 表中说明在改变沥青混合料配合比、不改变击实条件 下,沥青混合料的性能满足设计要求。 (3)结论基于以上试验结果,沥青混合料的性能满 足设计要求。建议沥青含量采用7.5%。配合比如表11。 表11配合比表 名称 整平层砼 19—16 (mm) 12.5 16—9.5 9.5—4.75 4.75—2.36 (ram) 27.8 (mm) 29.8 (ram) 9.6 人工砂 7.2 天然砂 7.2 矿粉 1.9 纤维 沥青 4 沥青砂浆 42.5 42.5 15 沥青玛蹄脂 62 8 30 

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