φ8 m可轉彎底板滑模和可轉彎邊頂拱鋼模臺車在老撾南立1－2水電站引水隧洞混凝土襯砌施工中的應用

陳廷康，林德槐

(中國水利水電第十工程局有限公司，四川成都610072)

1 概述

南立1－2水電站位于老撾人民民主共和國中部、湄公河左岸一級支流南俄河的支流——南立河上，壩址距老撾首都萬象公路里程約132 km。該電站是我國在老撾以BOOT形式投資方式承建，工程是以發電為主的水電水利樞紐工程，采用集中布置方式，電站總庫容9.23億m3，水庫為多年調節，調節庫容5.41億m3，總裝機容量2×50 MW，工程等別為一等大(1)型。工程合同總金額:1.49億美元。

南立1－2水電站右岸引水系統由進水口、引水隧洞、壓力鋼管等組成。引水隧洞和壓力鋼管全長423.5 m。壓力隧洞段長287.7 m，引水隧洞混凝土襯砌后為全圓形，直徑為8 m，襯砌厚度40～50 cm，隧洞有R=50 m的彎段約40 m。

根據引水隧洞結構及工期需要，決定引水隧洞底部混凝土采用可轉彎滑模施工，邊頂拱混凝土采用可轉彎邊頂拱鋼模臺車施工。

滑模行走為軌道式，20#工字鋼為行走導軌，滑模本體重約8 t，采用液壓爬軌器在滑模后部推送。邊頂拱臺車本體重約40 t，施工時應用了底板滑模軌道，采用液壓爬軌器在臺車前部牽引。兩種設備在制作時采用了彎、直段機構設計技術，它們都可以在隧洞彎道行走和施工。

為施工方便、確保施工質量和工期要求，本工程隧洞襯砌采用洞斷面圓心角底拱88°液壓滑模從洞口下游往洞口上游先行施工，當滑模施工完成后，邊頂拱鋼模臺車再從洞口上游往洞口下游施工。

2 施工布置

混凝土由現場混凝土拌合站生產，再由6 m3混凝土攪拌運輸車送到現場混凝土泵機料斗中，施工所需鋼筋、木材等材料由鋼筋和木加工場制作供應。

φ8 m可轉彎底部滑模施工時在底拱兩條由20#工字鋼制作的軌道上行走，軌道安裝在平洞底部兩邊已清理干凈的巖體上，由埋設的鋼筋插筋固定，滑模施工時采用泵送混凝土入倉，在離滑模前方約80～100 m處布置一臺HBG80型混凝土泵，混凝土由泵管輸送到滑模模板兩邊入倉。

可轉彎邊頂拱鋼模臺車前輪沿用滑模軌道導向，中、后輪和后部兩邊的輔助輪在已經澆筑的底板混凝土面上行走，臺車施工時采用泵送混凝土入倉，混凝土泵布置在距鋼模臺車50～80 m處，混凝土由泵管輸送到臺車模板泵口入倉。

滑模施工底部鋼筋為人工超前綁扎，邊頂拱鋼模臺車施工其鋼筋是在軌道上行走的臺架上由人工超前綁扎完成。

3 φ8 m可轉彎底板滑模和可轉彎邊頂拱臺車

3.1 可轉彎底板滑模

可轉彎底板滑模整體長約6 m，底邊模板長3 m，滑模重8 t，由主梁、模板、行走裝置和液壓推送裝置組成。

滑模主梁為型鋼桁架結構，其上面鋪板布置液壓系統泵站，亦為施工時人員行走操作平臺，主梁兩邊與行走裝置行走輪座螺栓連接，主梁下邊與模板的通梁螺栓連接。

滑模模板由厚度為8 mm的鋼板作面板，它與角鋼肋條、鋼腹板和槽鋼通梁焊接為整體，根據混凝土澆筑高度方向形態，模板沿洞軸線方向有一定的傾角。

滑模行走裝置為4組軌道可轉彎行走輪，可轉彎行走輪座與液壓爬軌器油缸座連接，滑模在可轉彎行走輪帶動下在隧洞彎道上順利地施工。

液壓推送裝置由兩組爬軌器和液壓油缸組成，用一臺YJH－WF100C型多路換向閥液壓泵站供油，爬軌器在滑模施工的軌道上爬行，其由液壓油缸與行走輪座連接。

主梁和模板掛連為一體，液壓爬軌器由軌道支座作支撐體，在液壓油缸的作用下推動行走裝置的行走輪帶動主梁、模板隨主梁向前行，整個底板滑模沿著軌道向前推進。

3.2 可轉彎邊頂拱鋼模臺車

可轉彎邊頂拱鋼模臺車長12 m，模板全長為9.2 m(模長9 m，0.2 m已澆筑混凝土搭接長度)，臺車重約43 t，主要由中梁、模板、行走裝置及工具式軌道、液壓系統和絲桿及螺旋千斤頂系統組成。

3.2.1 鋼模臺車中梁

中梁為三段鉸接連接，鉸接相鄰兩段通過鉸接銷軸和連接塊可以成直線連接固定，也可以成相鄰兩折線以設計夾角固定，它是使模板能變夾角小折線適合平洞彎段施工的基礎件。

3.2.2 鋼模臺車模板

臺車模板分為主模板和拼縫模板，主模板為按圓洞直徑邊頂拱設計制作的模板，分為頂模、側模，均由液壓油缸操作，主模板沿洞軸線方向分為三段，每段理論設計長度為3 m(前后段實長2.85 m，中段實長2.5 m)，每段模板固定在中梁上，相鄰兩模板有約50 cm的間距，留出了主模板變折線的空間，主模板之間由專門設計制作的兩種拼縫模板連接，臺車在直段施工時由直段拼縫模板連接，臺車在彎段施工時由彎段拼縫模板連接，臺車模板的通梁都設計有彎、直段的連接段。

3.2.3 鋼模臺車行走裝置及工具式軌道

臺車前、中和后行走裝置為軌輪形式。由于軌輪有轉向機構，可以在彎段軌道上行走，臺車整體隨著軌輪在彎道上轉向，達到其在平洞彎道施工的目的。臺車兩組前輪在底板滑模施工的軌道上行走，3組中、1組后輪在鋪設于底板混凝土面工具式軌道上行走，后輪主輪設在中梁后端的中部，主輪兩邊各設置了一組輔助輪，兩邊輔助輪在混凝土面上行走。

臺車工具式軌道為43 kg鋼軌。由于有前輪和輔助輪支撐穩定，故中、后輪軌只鋪設中線底部一根軌道，設計制作為直段和彎段兩種軌道。

3.2.4 鋼模臺車液壓系統和定位絲桿

臺車液壓系統主要為模板及爬軌器液壓操作系統，模板液壓油缸和爬軌器液壓油缸通過液壓膠管、閥等部件形成液壓系統，用一臺泵站供油，模板油缸分頂模油缸和側模油缸。

絲桿系統用的臺車側模和頂模定位。臺車側模兩邊和頂模各設有6組定位絲桿，臺車施工時側模和頂模液壓缸將模板撐到位后定位絲桿撐開定位，收模前松開定位絲桿，然后脫開模板。

4 φ8 m可轉彎底板滑模及可轉彎邊頂拱鋼模臺車施工工序

4.1 可轉彎底板滑模施工工序

(1)軌道基礎清理(底板澆筑墊層)，在巖面打插筋進行軌道安裝。(2)綁扎底部鋼筋。(3)滑模就位，關擋頭模板并安裝橡膠止水(可根據情況，3～5倉安裝一次擋頭模板，中間倉位只安裝橡膠止水)，澆筑混凝土。(4)滑模滑行，逐步移動到下一倉位。

4.2 可轉彎邊頂拱鋼模臺車施工工序

(1)綁扎邊頂拱鋼筋。(2)臺車就位，抽掉底部模長的前輪軌道，關模(先撐頂模，再撐側模)，關擋頭模板并安裝橡膠止水，澆筑混凝土。(3)鋼模臺車脫模(先收側模，再收頂模)，移動到下一倉位。

5 φ8 m可轉彎底板滑模及邊頂拱鋼模臺車施工特點

采用φ8 m可轉彎底板滑模及邊頂拱鋼模臺車施工特點如下:

(1)可轉彎底板液壓滑模施工時混凝土入倉為模板兩側靠前，入倉面寬且通道開闊，混凝土振搗方便且有利于混凝土中的水泡、氣泡逸出。

(2)當混凝土初凝至一定強度后，液壓滑模開始移動脫模，脫模后混凝土面上如有氣泡、水跡和麻面等現象都可以在抹面平臺上及時處理，不會給終凝后的混凝土表面留下任何缺陷。

(3)可轉彎邊頂拱鋼模臺車沿用液壓滑模施工軌道，使澆筑后的邊頂拱混凝土與底板混凝土搭接縱縫精度高、錯位小，進而保證了混凝土施工質量。

另外，混凝土對全圓臺車施工中的“上浮力”影響較大，但在可轉彎底部液壓滑模施工時“上浮力”很小，比較容易控制。

(4)由于底部滑模和邊頂拱臺車行走均采用了液壓爬軌器，滑模和臺車實現了全液壓操作，行走平穩、安全可靠，兩種模板施工質量更加容易保證。

(5)可轉彎底部滑模和可轉彎邊頂拱鋼模臺車解決了全圓平洞R=50 m彎段施工問題，工程投入不多，兩種模板加起來的重量為一臺相同直徑針梁全圓臺車重量的65%，澆筑混凝土面的質量好且投資又省，這是全圓平洞彎段混凝土襯砌施工采用可轉彎底板滑模及可轉彎邊頂拱鋼模臺車所具有的又一特點。

6 施工應用成果

2009年5月初，南立1－2水電站引水隧洞采用可轉彎底板滑模開始由下游往上游澆筑，施工完成時間約20 d左右，可轉彎邊頂拱鋼模臺車在引水洞進口安裝后開始往下游澆筑施工，2009年7月下旬結束施工并拆除，可轉彎底板滑模及可轉彎邊頂拱鋼模臺車施工時各大部件相互配合協調，功能效果非常明顯，工序流暢，人員操作方便，安全可靠，可轉彎底板滑模施工速度為40～50 m/d，可轉彎邊頂拱鋼模臺車施工速度為36 h/段，與常規模板施工相比，工期可節省2個月以上。

經濟效益:與常規模板澆筑比較節約費用80萬元(考慮工期節約的費用)，與一般全圓臺車比較節約投入20～30萬元。

質量方面:可轉彎底板滑模及可轉彎邊頂拱鋼模臺車施工洞壁光滑平整，襯砌成形偏差在施工規范之內，特別是采用該滑模施工的底板光潔度好，無氣泡、水跡，完全沒有平洞全圓混凝土澆筑不可消除的質量缺陷。

7 結語

引水隧洞全圓平洞(特別是有彎段的全圓平洞)混凝土澆筑采用可轉彎底板滑模和可轉彎邊頂拱鋼模臺車施工在技術上是可行的，不但可加快施工進度，而且可減小施工成本，安全質量可得到充分的保證，很值得在水電及其它行業類似平洞的混凝土澆筑工程中推廣和應用。