藏木水電站大跨度溢流面拉模設計與應用

牟　毅，　楊 欽 鴻，　高　靜

(1.中國人民武裝警察部隊 水電第八支隊，重慶　401320；2.中國人民武裝警察部隊 水電第三總隊，四川 成都　611130)

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藏木水電站大跨度溢流面拉模設計與應用

牟毅1，楊 欽 鴻1，高靜2

(1.中國人民武裝警察部隊 水電第八支隊，重慶401320；2.中國人民武裝警察部隊 水電第三總隊，四川 成都611130)

藏木水電站左岸大壩3#～8#壩段為表孔溢流壩段，各壩段溢流面寬度各不相同，壩段寬度分別為9 m、12 m、15 m、20 m、23 m，溢流面過流曲面由指數曲線段、直線段和反圓弧段連接組成，分別設計了溢流面曲率可調節的3 m、6 m、8 m拉模模塊，其可以靈活自由拼合，以滿足不同跨度、不同曲率溢流面使用要求，達到了節約模板投資，縮短施工工期等要求。

藏木水電站；大跨度；溢流面；曲率可調節；拉模

1　工程概況

藏木水電站位于西藏自治區加查縣境內，為雅魯藏布江干流上的第一座水電站，樞紐布置格局為重力壩+壩后式廠房，由左、右岸擋水壩段、溢流壩段、廠房壩段、沖沙底孔壩段、壩后式地面廠房等組成。大壩共分19個壩段，其中1#、2#為左岸擋水壩段， 3#～8#壩段為溢流壩段，9#、16#為左右沖沙底孔壩段，10#～15#壩段為廠房擋水壩段，17#～19#壩段為右岸擋水壩段，大壩建基面高程為3 198 m，最大壩高116 m，壩頂總長度為387.5 m。以5#～8#壩段為例(圖1)，溢流面高程為3 236～3 291 m，(壩)0+005.80至(壩)0+039.13之間的曲線表面指數曲 線 參 數 為y=0.039 2×1.85，(壩)0+039.13至(壩)0+049.17之間為1∶0.7的直線斜面段，(壩)0+049.17至(壩)0+078.00之間為反弧面(圓弧半徑為35 m)，溢流面寬度分別為9 m、12 m、15 m、20 m、23 m。

該工程溢流壩段地處西藏高海拔、高寒地區，澆筑工期緊，任務重，單個壩段跨度大，跨徑各不相同，傳統的施工工藝無法滿足溢流面混凝土施工技術要求，而采用曲率可調節模塊化拉模施工能最大程度靈活拼裝，實現多跨度曲率可調節混凝土澆筑施工，滿足該工程工期進度、質量要求。

2　模板設計概念

2.1模板設計原則

藏木水電站大壩共設有6個表孔溢流壩，單個表孔溢流壩段由指數曲線段、直線段和反圓弧段組成。為了擬合相應的曲率變化，模板設計寬度取值1.2 m，從而實現了曲線段及直線段通用一套模板，達到了縮短工期，確保工程質量的目的。

圖1　大壩溢流面典型剖面圖

為便于壩段間周轉使用，采用模塊化設計能夠提高模板的通用性和周轉次數，從而降低施工難度和施工成本。模板選材應符合規范要求，應保證其結構具有足夠的穩定性、剛度和強度；具有足夠的密封性，以保證混凝土的結構尺寸、形狀和相互位置符合設計規定。

模板在使用工況下傾斜度大，受到混凝土上浮力、側壓力較大，模板使用軌道進行固定并設置桁架在模板背部以增強其剛度，確保了將大跨度模板擾度控制在規范要求的范圍以內。桁架采用可調螺桿進行曲率調節以擬合壩曲面，拉模采用手動葫蘆提供牽引力上升。

2.2模板設計規劃

依據該工程特點，面板模塊設計為：1節8 m×1.2 m、2節6 m×1.2 m、2節3 m×1.2 m。以上模塊可根據溢流面寬度自由組合。

2.3模板工作原理

拉模依靠手動葫蘆提供的牽引力在溢流面混凝土澆筑的同時緩慢滑動爬升，混凝土側壓力及上浮力通過拉模面板背部的桁架傳遞到行走輪。行走輪以集中力的形式作用于軌道上，軌道將力分散至預埋錨桿中。

在混凝土澆筑過程中，拉模根據混凝土入倉強度緩慢爬升，在尾部的抹面平臺上，由人工進行二次收漿抹平壓光，混凝土澆筑成型后，表面平整、光滑、密實，質量滿足設計要求。

3　模板的設計

3.1面板

面板厚度為114 mm(由4 mm厚鋼板和筋板組成，筋板厚度為6 mm、高110 mm)，面板寬度為1 200 mm，長度方向預設模塊長度分塊布置。為方便施工運輸及吊裝，同時考慮底部溢流面、閘墩溢流面及寬尾墩溢流面處的滑模施工，將滑模設計成五節 組 合 結 構(8 000 mm×1 200 mm、2節

6 000 mm×1 200 mm、2節3 000 mm×1 200 mm)，每節面板之間以及面板與桁架之間采用M16×45高強度螺栓連接。

3.2桁架

每節面板平面內均布置有上、中、下三榀桁架，桁架間距190 mm，桁架高度為1 609 mm，平面主桁架上縱梁采用∠100×63×10 mm的單肢角鋼，下縱梁采用∠110×70×10 mm的單肢角鋼；縱向連接主要采用∠50×5 mm等邊角鋼和50×4 mm方管，橫向斜撐主要采用∠70×70×6 mm和10#槽鋼，桁架之間采用M16×55高強度螺栓連接。在每節面板上縱梁底部均焊接有2組鋼繩牽引掛鉤吊耳，吊耳采用σ=10 mm鋼板制作，相互間隔焊接在上縱梁上，滑模施工中由于溢流面寬度不同造成面板有多種組合，每種組合均采用不同吊耳掛鉤鋼繩調整牽引受力，可使滑模一直保持在正常狀態下滑升(圖2)。

3.3抹面作業平臺

圖2　拉模設計透視圖

滑模施工時，溢流面坡面收倉面同時需要進行抹面收光處理。為方便抹面人員施工操作，在滑模的尾部設兩個抹面平臺。抹面平臺主要由支架和平臺兩部分組成，支架由8#槽鋼和∠45×4 mm等邊角鋼組成，工作平臺由∠50×5 mm和∠30×3 mm等邊角鋼以及鋼模網組成。抹面平臺采用鋼絲繩栓銷鉸接的方式固定在滑模下縱梁桁架上并隨滑模一起滑升，抹面平臺與桁架采用花籃螺栓連接，可根據坡面變化進行調整。

3.4軌道及錨固系統

軌道采用焊接H型鋼(200×200)制作加工，每節長度為3 m，根據各溢流壩面線型變化情況彎曲加工而成。軌道的固定采用φ25鋼筋支撐架、M30預埋定位錐和M30上拉桿支撐固定，軌道節間采用螺栓連接固定。

3.5牽引系統

滑模的提升系統由2臺30 t手動葫蘆、導向滑輪、牽引繩組成。由于滑模跨度大、爬升速度緩慢，故采用手動葫蘆以保證滑模爬升的連續性和受力的可調節性。

4　受力分析及內力計算

4.1模板荷載分析及內力計算

以該工程受力最大的5#溢流壩段為例，溢流面跨度為23 m，坡度由半徑35 m反圓弧曲面段變化至1∶0.7直線斜坡段、再變化至指數曲線段。拉模運行至1∶0.7直線段時，拉模的上浮靠軌道上翼緣約束滾輪，從而抵消新澆筑混凝土的上托力和自重的分力，此時桁架承受的浮托力最大。根據經驗，荷載桁架高度取值為1 609 mm。主桁架上縱梁采用∠100×63×10 mm的單肢角鋼，下縱梁采用∠110×70×10 mm的單肢角鋼；縱向連接主要采用∠50×5 mm等邊角鋼和50×4方管，橫向斜撐主要采用∠70×70×6 mm的角鋼和10#槽鋼。

通過計算可知，上下弦桿、豎桿、斜桿均能滿足強度及穩定性要求。

4.2牽引力計算

通過計算可知，選用兩臺30 t的手動葫蘆能夠滿足牽引力要求。

5　現場安裝及應用

5.1模板安裝

滑模安裝程序：測量放線→軌道基礎混凝土施工→軌道輔設→吊裝滑模→安裝牽引提升裝置→安裝配重及施工平臺→安裝抹面平臺→運行。

(1)軌道安裝。溢流面混凝土采用有軌滑模，軌道選用焊接H型鋼(200×200)制作加工，軌道一側采用預埋定位錐及上拉桿進行支撐固定，預埋定位錐采用φ25鋼筋支架進行支撐，軌道采用φ25鋼筋斜撐進行支撐，支撐鋼筋與溢流面臺階預埋錨筋進行焊接固定。安裝前，首先進行精確放樣，放樣后用鋼筋支架或斜撐支撐，支撐間距為60 cm，然后安裝定位錐、上拉桿及軌道，軌道為3 m一節，軌道側面采用鋼管或鋼筋限制其側向變形。定位錐及上拉桿中心線距壩段橫縫、閘墩邊墻(寬尾墩邊線)距離為62 mm，軌道安裝完成后進行復測，采用可調螺桿進行高程調節，以滿足溢流面結構邊線精度要求。

軌道安裝完成后，其接頭必須布置在支撐架頂板上；在設計荷載作用下，支點間軌道的變形不應大于2 mm，軌道標高的允許偏差為-2 mm、軌距允許偏差為±3 mm、軌道中心線的允許偏差為3 mm。

(2)面板、桁架及抹面平臺。按設計圖紙測量放樣進行模板安裝，多設控制點以利檢查校正。模板安裝過程中，經常性地保持足夠的臨時固定設施，以防其傾覆。在3314平臺或下游消力池預設場地進行現場拼裝，將每節面板與桁架組裝完成，然后根據施工需要拼裝好組合模塊，最后在滑模后部安裝抹面平臺。抹面平臺采用鋼絲繩栓銷鉸接的方式固定在滑模下縱梁桁架上，隨滑模一起滑升，抹面平臺與桁架采用花籃螺栓連接，可根據坡面變化調整傾斜度。安裝完成后，采用纜機將其整體吊裝至軌道上。

滑模拼裝前，對滑模的面板進行表面平整度檢查，對不合格的部位及時進行處理；拼裝完成后，用3 m靠尺進行模板整體檢驗，其應滿足±3 mm/ 3 m的設計技術要求。

(3)提升系統。滑模的提升系統由2臺30 t手動葫蘆、導向滑輪、牽引繩組成。按照各壩段分段情況，在每段上游方向一定距離進行布置。手動葫蘆固定在預埋吊環上，采用φ25錨筋錨固。

圖3　拉模現場施工圖

5.2拉模的現場應用

混凝土采用6 m3吊罐入倉，澆筑分層厚度為30 cm不間斷連續澆筑，下料時沿拉模兩側往中間均勻、連續下料，從而保證模板受力均衡。模板上間隔2.5 m布置一臺2.2 kW的附著式振搗器進行振搗，在澆筑過程中，輔助人工采用插入式軟軸振搗棒進行補充振搗，以確保混凝土澆筑振搗質量。拉模根據混凝土入倉強度將上升速度控制在0.2～0.3 m/h，拉升時，安排專人監控模板動力平衡狀態，同時由人工在后部抹面平臺上及時提漿抹面，待初凝后噴灑養護劑進行保濕養護(拉模拼裝與澆筑過程見圖3。

6　結　語

藏木水電站左岸表孔溢流面二期混凝土施工采用了曲率可調節式拉模，曲率可調節式拉模適用性強，在其使用過程中采用拉桿調節桁架，既可應用于直線段，也可應用于曲線段。該模板的應用，節約了施工成本，提高了施工工效，溢流面經過人工二次抹面，溢流面表面平整、密實，可以較好地抵抗水流的沖刷。經過工程實際應用，曲率可調節模塊化拉模能滿足該工程需求。

(責任編輯：李燕輝)

2016-07-12

TV7;TV52;TV51;TV53+6

B

1001-2184(2016)04-0033-03

牟毅(1980-)，男，四川宣漢人，高級工程師，學士，從事水利水電工程建設技術工作;

楊欽鴻(1978-)，男，甘肅皋南人，高級工程師，學士，從事水利水電工程建設技術工作；

高靜(1984-)，女，河南新鄉人，工程師，學士，從事水利水電工程施工技術與管理工作.