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
