坡面底板有軌滑模澆筑技術的應用及改進

李曉旭

（陜西省西安市水利工程質量監督站，陜西 西安 710000）

坡面底板有軌滑模澆筑技術的應用及改進

李曉旭

（陜西省西安市水利工程質量監督站，陜西 西安 710000）

糯扎渡水電站溢洪道底板設計最大流速為52 m/s，為防止空蝕現象發生，要求底板表面平整度達到3 mm/3 m。為解決這一難題，提出采用有軌滑膜系統，在施工過程中發現原設計滑膜系統中布料桁架自身笨重、軌道重復利用率低、牽引系統操作難度大、滑膜搬運困難等問題。結合原有軌滑模系統布置及運行情況，分析現場發現的問題，對布料桁架、軌道、牽引系統等方面的設計進行改進，改進后的滑模澆筑系統運行更方便快捷，可有效節約成本、提高利潤。

坡面底板；有軌滑模；應用；改進

0 引言

糯扎渡水電站溢洪道長1445 m、寬151.5 m，底板設計坡比23%，澆筑分塊尺寸為118 m×15 m和68 m×15 m（長×寬），采用通倉整體澆筑。底板砼澆筑面臨的主要問題：溢洪道設計最大過流流速為52 m/s，當高速水流通過溢流面，由于溢流面的不平整，在高速水流的擾動作用下，流體發生變化，產生微小空間，該空間增大到一定程度后，就會對砼表面產生空蝕，從而形成空蝕現象和空蝕破壞。因此解決問題的關鍵落在底板平整度控制措施上，有軌滑模澆筑系統的應用可有效解決這一技術難題，既能滿足質量要求，又能確保工期目標。本文就該技術的應用和改進進行探討。

1 滑模澆筑系統的組成及運行

底板有軌滑模系統由軌道、滑模、布料桁架、上料平臺和牽引系統組成。滑模系統運行情況：砼自卸車將砼運輸至澆筑倉號附近，通過卸料平臺，將砼卸入布料桁架的料斗中，料斗沿桁架左右移動，在倉號內卸料。布料桁架和滑模通過牽引系統向上整體移動，滑模滑行過后，抹面人員站在滑模的操作平臺上進行人工收面。依次重復循環上面的各環節，直至整個倉號澆筑完成。

1.1 滑模

滑模設計成三節組合結構（長×寬：7 m×1.2 m，7 m×1.2 m，2 m×1.2 m），每節模板采用M24×75高強度螺栓連接，采用δ10 mm鋼板作面板，[36a槽鋼作圍檁。滑模面板長16 m，兩段各安裝一個50 cm高的輪箱，輪箱與滑模采用M24×75高強度螺栓連接。滑模施工時，砼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，滑模的尾部設一個抹面平臺。抹面平臺采用栓銷鉸接的方式固定在滑模桁架上，隨滑模一起滑升。

1.2 布料桁架

布料桁架是用于坡面砼澆筑入倉手段的機械裝置，桁架采用15 cm的方鋼做成的桁架結構，桁架內安裝一個可以移動料斗（容積4.5 m3），橫梁上裝一小型卷揚機，牽引4.5 m3料斗沿桁架左右移動。主桁架兩端各設有一個三角形支架配行走輪，桁架靠卷揚機牽引，沿軌道上下行走。主桁架分兩段，用螺栓聯接，總長為22.5 m，主桁架含兩端行走輪重約14t，4.5 m3料斗重約2 t。

1.3 卸料平臺

布料桁架的料斗過高，自卸汽車不能直接卸料至布料桁架料斗，因此制作三角型的卸料平臺，便于自卸車給桁架內料斗供料，卸料平臺靠卷揚機牽引。上料平臺采用I25 a工字鋼，重量約為4 t。

1.4 軌道

倉號左右兩邊各安裝一條軌道，滑模和布料桁架沿軌道行走。軌道基礎設置插筋（Φ16、L=0.5 m、外露0.2 m、排距為2.0 m）與基巖（或蓋重砼）相連。插筋頂部焊接螺桿，用以固定軌道墊板及壓板，軌道安裝完成后，經測量校正后，軌道兩側立模澆筑40 cm×30 cm（寬×高）C20砼基座，防止滑模滑動時軌道變形。待底板倉號砼澆筑完成后，先拆除滑模，再拆除軌道，最后將基礎砼拆除。

1.5 牽引系統

滑模的牽引系統采用2臺5t慢速電動卷揚機、滑輪、牽引繩組成。兩臺卷揚機的規格相同，卷揚機的電器聯動操作，以保滑模的均衡上升。布料桁架牽引系統采用2臺8 t慢速電動卷揚機，滑輪、牽引繩組成。兩臺卷揚機的規格相同，卷揚機的電器聯動操作，以保布料桁架的均衡上升。砼自卸車牽引系統采用1臺8 t慢速卷揚機，主要防止雨天施工，砼車坡面運輸時打滑。

1.6 配重

為了防止砼澆筑時擠壓滑模面板，使其上浮脫軌，滑模增加3 t重的配重。配重塊采用砼預制件構成，單塊重37.5 kg（體型0.25 m×0.25 m×0.25 m），放置在滑模箱體中，每次滑模安裝完成后人工搬運至滑模箱體中，每次滑模拆除之前人工搬離滑模。

2 滑模系統現場優化

2.1 滑模存在問題及改進措施

（1）滑模的抹面平臺簡化，原設計直接采用廠家提供抹面平臺，平臺下游端設計距收倉面過高，抹面作業人員操作難度較大。經改進使抹面平臺盡量靠近收倉面，便于抹面作業人員人工收面，提高工人的工作效率，減少了人力資源的投入。

（2）滑模輪箱改進，滑模澆筑結束時，滑模運行至上游收倉位置，無大型設備吊裝，不便滑模的拆除，但又急需對滑模面板占壓位置砼面進行人工摸光處理。為此滑模兩端輪箱各增加一組高腿轉輪，每倉砼澆筑完成后可隨時安裝，抬高滑模面板5 cm，將滑模沿軌道向下滑移，先完成對滑模占壓部分的人工收面，隨后再進行滑模的拆除。

2.2 布料桁架的改進

（1）布料桁架行走輪過高導致滑模的吊裝困難，并且砼卸入料斗的沖擊力大，存在較大的安全隱患。經改進去掉了行走輪中直徑50 cm的轉輪，改換為［8的槽鋼，將其直接焊接在行走輪的三角支架上，代替轉輪沿軌道滑行，大大降低了布料桁架的高度，同時適當降低卸料三角架的高度，確保了砼施工的安全。

（2）對布料桁架進行“瘦身”，原設計布料桁架的斗容量為4.5 m3，但實際生產中砼自卸車每次拉運為3 m3砼，經過生產性荷載試驗，按料斗承載3 m3砼計算，將布料桁架多余的斜撐割掉，達到減輕自重的目的，在確保安全的同時又方便了安裝。

2.3 軌道的改進

改進后軌道基礎插筋設計為Φ25、L=0.6 m、外露0.3 m，插筋頂部不用焊接螺桿，加焊一根Φ25、L=0.4 m圓鋼作為軌道基礎，軌道安裝完成后，經測量校正后，軌道不用澆筑基座砼，按0.7 m間距加焊軌道基礎，再用橫向鋼筋將上下游插筋連為一起，就相當于軌道下面做了一個鋼筋網支撐，經過生產性試驗軌道沒任何變形。

改進后的優點在于：（1）減少了軌道砼的澆筑和挖除的環節，節省了成本，并防止砼澆筑引起軌道變形的隱患；（2）一旦最終驗收時發現軌道有問題，砼基座的軌道很難調整，鋼筋網基座的軌道較易調整；（3）砼基座的軌道螺桿、軌道墊板、壓板消耗量大，鋼筋網基座的軌道省掉了這些材料，節省了成本。雖然鋼筋使用量增大，但可以重復利用。

2.4 牽引系統的改進

根據實際施工經驗將原設計在澆筑倉號上游的滑模卷揚機，改設在滑模上安裝，上游設置定滑輪進行導向。

改進后的優點在于：（1）便于卷揚機操作人員能清楚的看到滑模的移動情況，更容易的控制滑模移動距離，確保了施工質量；（2）操作人員也能清楚看見滑模周圍的情況，確保安全生產；（3）人力資源緊缺的情況下不必設專人操作，砼澆筑作業人員可以自己操作，節省了人力資源的投入，降低了成本。

2.5 配重的改進

原設計配重為單塊重37.5 kg（體型0.25 m×0.25 m×0.25 m）的砼塊放置在滑模箱體中，每次滑模安裝完成后需人工搬運至滑模箱體中，每次滑模拆除之前需人工搬離滑模，操作極為不便。改進后，將滑模的箱體密封，頂部預留直徑5 cm的孔，下端預留直徑3 cm的孔，將配重改為施工用水，每次滑模安裝完成后，封堵下端預留孔，整個滑模箱體加滿水，增加滑模自重，每次滑模拆除之前，打開下端預留孔放空水。加水完全能夠滿足配重的要求，施工又方便簡單。

2.6 卸料平臺的改進

原設計卸料平臺在砼面上行走靠1臺單獨的卷揚機牽引向上運行，改進后直接將卸料平臺加固在布料桁架的框架結構上，中間用方木墊開，卸料平臺隨著布料桁架一起移動，這樣保證了卸料平臺和料斗的同步移動，防止卸料平臺和料斗移動距離不一致，避免了不必要的麻煩。

2.7 搬運小坦克的使用

搬運小坦克是市場一種比較長用重物搬運工具，具有使用方便，承載量大等特點。搬運小坦克的使用對滑模的運輸、安裝起到很重要的作用。例如溢洪道中間段底板滑模安裝無法用到大型吊裝設備，滑模拼裝必須在摻氣井平臺進行，拼裝完成后，直接將搬運小坦克安裝在滑模的面板上，由卷揚機牽引滑至安裝位置，大大方便了滑模的安裝，同時節省了軌道的安裝，大大節省了成本。

3 結語

溢洪道底板砼方量超過15萬m3，整個澆筑都由有軌滑模系統完成，在砼澆筑過程中，針對出現的問題集思廣益，對滑模系統的不停的優化改進，既方便了施工，確保了質量和進度，又很大程度節省了砼的澆筑成本，增加了利潤。

TV544

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1673-9000（2017）05-0158-02

2017-04-27

李曉旭（1986-），男，陜西寶雞人，工程師，主要從事西安市水利工程質量監督工作。