高陡溢流面混凝土成型設備研制及應用

成毅峰 丁 瓊

(中國水利水電第四工程局第四分局永定橋工程項目部， 四川 漢源 625399)

高陡溢流面混凝土成型設備研制及應用

成毅峰 丁 瓊

(中國水利水電第四工程局第四分局永定橋工程項目部， 四川 漢源 625399)

永定橋水利工程碾壓混凝土重力壩溢流面總寬30m，斜面坡比1∶0.75，坡長90m，面板厚2m，坡度陡，跨度大。采用高陡溢流面混凝土成型設備進行施工，有效保證了面板混凝土質量，加快了施工進度，節省了工程投資。本文通過對高陡溢流面混凝土成型設備研究，結合現場施工實際情況，總結了高陡溢流面混凝土施工成型設備的應用情況，對同類型工程施工具有推廣作用。

高陡溢流面； 成型設備； 研制

1 工程概況

永定橋水利工程為瀑布溝水電站移民安置配套工程，由首部樞紐工程及輸水渠系工程兩大部分組成。首部樞紐主要建筑物為碾壓混凝土重力壩，分別由擋水壩段、溢流壩段、中孔壩段和引水壩段等6個壩段組成，大壩高123m，壩頂寬7m，壩頂長161m。溢流面總寬30m，斜面坡比1∶0.75，坡長90m，面板厚2m，邊墻高3m。溢流面坡度陡，跨度大，對應的混凝土側壓力大，是面板成型設備設計(以下簡稱“成型設備”)的難題。

設備重量較輕，混凝土浮托力會造成模板上浮；配重太大，拉升系統及支撐系統投入增大，并且對應的安全性難以保障。如何設計出合理、可行、經濟、適合高陡邊坡混凝土施工的成型設備是急需攻克的難題。

2 成型設備設計方案確定

永定橋水庫大壩結構為碾壓混凝土重力壩，一期壩體碾壓混凝土壩后呈底寬67.50cm、高90cm的臺階狀，坡度53.13°，垂直高程72.00m。并且兩邊墻均有鋼筋錨固于底板，底板也有鋼筋過縫至邊墻。根據相關技術規范及設計要求，該部位混凝土須進行二期澆筑，并且從底至頂連續施工，以提高面板混凝土的整體性[1]。所以，成型設備的選擇除要滿足結構體型外，還要考慮技術可行性、安全可靠性及經濟合理性。

2.1 方案分析

2.1.1 翻升模板用于溢流面面板混凝土施工

根據以往施工經驗，坡度較緩、長度小的面板多采用翻升模板施工，但翻升模板施工完成后要進行拉桿割除、拉桿孔封堵，并且模板之間易出現錯臺，需進行打磨等二次處理，混凝土施工質量難以保證，費時、費力。另一方面，隨著混凝土澆筑高度的升高，翻升模板安裝時缺少安裝平臺，拆除時晃動較大，存在很大安全隱患。該工程坡度陡、高度大，所以不適用。

2.1.2 使用輪軌式滑模

使用輪軌式滑模，滑模靠滾輪和軌道限位，卷揚機或手拉葫蘆拉升。該設備對軌道的安裝精度要求高，要時刻保持滾輪、軌道清潔，否則會造成卡輪等情況，影響施工。在以往工程應用中遇到過類似問題，而影響施工[2-3]。

2.1.3 液壓結構驅動爬升式滑模

采用液壓滑升設備對運行環境要求更高，爬升軌道強度、精度也高。尤其澆筑混凝土時漿液易飛濺，污染液壓系統，影響運行，并且該系統的運行、維護費用較高。

2.2 方案選擇

考慮上述問題，結合工程實際，多次優化，最終確定了滑軌式整體模板作為成型設備。該設備由面板、模板桁架、水箱、操作平臺、抹面平臺、防護欄桿組成的模體及手拉葫蘆、鋼絲繩、型鋼軌道組成的拉升系統兩部分組成。整體性鋼結構模板有效保證了混凝土表面平整度，不間斷拉升系統確保了混凝土澆筑從低至頂連續施工，面板與軌道剛性接觸、滑動，解決了軌道及滾輪工作環境復雜易卡死的問題。

3 設備結構構成

模體由鋼面板、鋼桁架及水箱組成，面板寬1.26m，長13.50m。澆筑時，按30cm從上至下分三層，第一層為澆筑層，第二層為待凝層，第三層為待滑層。澆筑第一層時，第三層已對模板不產生側壓力，模板每次滑升高度30cm，所以每次混凝土澆筑高度按0.60m計算。成型設備荷載計算主要依據《水工建筑物滑動模板施工技術規范》(SL 32—1992)、《建筑施工模板安全技術規范》(JGJ 162—2008)中相應公式及荷載標準值進行計算。確定模體總重4.90t，水箱容積7.88m3，水箱隔板和操作平臺板之間鋼筋配重5.40t，成型設備最大工作重量18.50t見下圖。

成型設備結構圖

4 設備結構設計

4.1 面板設計

面板寬1.26m，為鋼板和型鋼焊接而成的格構式結構，Ⅰ18工字鋼為主梁，Ⅰ10工字鋼為次梁，δ=10mm厚鋼板為腹板(面板)，腹板與主梁接觸的角焊縫連續焊接。Ⅰ18工字鋼主梁共3根，均布于面板上，次梁間距1m，與主梁焊接。

4.2 桁架及水箱設計

水箱框架結合面板格構梁，用Ⅰ10工字鋼與其焊接，形成主框架，∟50×50×5角鋼腹桿加固。框架焊接完成后，焊接δ=4mm厚鋼板的水箱板。水箱底部布設出水花管，用于已澆筑混凝土養護。為防止水箱水量下降影響澆筑質量，在水箱背部布設水位標示管，水位下降時及時補水，防止設備浮起。

4.3 抹面平臺設計

抹面平臺采用∟50×50×5角鋼制作，表面鋪馬道板。抹面平臺跨度長1.0m，寬約0.5m，連接處采用螺栓緊固，以方便拆裝。成型設備開始施工時，不掛抹面平臺，當上升到一定高度(1.5～2.0m)時，掛設抹面平臺，同時抹面平臺設防護欄桿，護欄高1.2m。

4.4 拉伸機構設計

根據成型設備自重、配重及作用其上的可變荷載，經過計算最終選定20t手拉葫蘆為拉升設備。在成型設備兩側布設兩根拉升繩，每根繩上一個手拉葫蘆，手拉葫蘆操作平臺布設在壩頂，通過型鋼錨樁固定。出于安全考慮，新增兩根安全繩，主要用于在主拉升系統手拉葫蘆換繩和出現故障時應急之用。

鋼絲繩直徑24mm，鋼絲繩采用“U”形卡連接，每個接頭“U”形卡不得少于6個，并且“U”形卡排列方向一致。最后一個繩卡緊固時預留部分空隙，用于觀察鋼絲繩是否有滑移。

4.5 設備軌道

設備行走主要采用滑軌，軌道為[10槽鋼，正好滿足面板鋼筋網10cm保護層要求。槽鋼坐落在鋼筋網上，底部按1.50m間距采用鋼筋料頭，焊接簡易蛇形柱進行加固，達到固定軌道、固定鋼筋網的目的。

5 設備運行

在施工過程中，根據設備運行情況及混凝土性能，實時進行了優化、調整，混凝土初凝時間7h左右，入倉坍落度80mm左右，采用塔機吊3m3吊罐澆筑。每澆筑0.90m高拉升1次，連續澆筑，每天拉升高度5m。手拉葫蘆每拉升3m進行1次換繩。澆筑時，由安全繩鋪筑固定成型設備，不占用澆筑時間。混凝土澆筑過程中在配重達到18.50t時，滑模上下口均未出現翹口現象，13.50m跨度時撓度小于1cm。澆筑完成的混凝土面表面平整，無凸起、凹陷現象，滿足設計要求。

6 結 語

永定橋水利工程溢流面采用該成型設備施工，解決了高陡邊坡上混凝土施工模板制安存在的安全問題，保證了高速過流面對混凝土表面平整度的要求，縮短了施工工期，節省了工程投資，對溢流面施工具有重要意義，在同類型工程施工中可推廣應用。

[1] 劉紅巖，耿越，呂昕.亭子口水電站表孔溢流面拉模設計[J].水力發電，2012,38(6):54-56.

[2] 林金華.滑模在萬勝壩水利樞紐工程面板堆石壩中的應用[J].水利建設與管理，2011(3):1-3.

[3] 徐永明.向家壩水電站尾水渠邊坡混凝土拉模施工技術[J].水利建設與管理，2013(9):1-4.

Development and application of high and steep spillway surface concrete forming equipment

CHENG Yifeng, DING Qiong

(SinohydroBureau4Co.,Ltd.No.4Branch,YongdingBridgeEngineeringProjectDepartment,Hanyuan625399,China)

The RCC gravity dam spillway surface has total width of 30m, its slope gradient is 1:0.75, slope length is 90m, panel thickness is 2m, the slope is steep, and the span is large in Yongding Bridge Water Conservancy Project.High and steep Spillway surface concrete forming equipment is adopted for construction, thereby ensuring the quality of facing concrete effectively, speeding up the construction progress, and saving the engineering investment.High and steep spillway surface concrete forming equipment is studied in the paper combined with the practical condition of construction in the site, and the application of high and steep overflow surface concrete construction forming equipment is summarized with promotion role to construction of similar projects.

high and steep spillway surface; forming equipment; development

10.16616/j.cnki.11-4446/TV.2017.05.005

TV53+6

B

1005-4774(2017)05-0016-03