长距离引水隧洞针梁钢模台车衬砌技术

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【摘 要 】老挝南俄5水电站引水隧洞全长8756,826m,全断面混凝土衬砌长度达3538m,其中需要钢模台车衬砌长度达2821m,作者通过对针梁模板的选型、制作,组装、脱模、移动及维护保养等,全面介绍了针梁钢模台车在引水隧洞混凝土浇筑施工的全过程,为同类工程施工提供了施工经验.

【关 键 词 】长距离；引水洞；混凝土衬砌；技术

一、工程概况

老挝南俄5水电站引水隧洞改线后全长8756.826m,隧洞开挖为马蹄形断面（底部为梯形、上部为圆形）洞径5.5m,比降为0‰～17.19‰；隧洞段采用三种型式衬砌断面,其中A、B型衬砌为侧顶拱喷射C25混凝土15cm,底部浇筑C30混凝土30cm厚；C型全断面衬砌50cm厚,结构为C30钢筋混凝土,衬砌全长为3538m.

二、C型全断面衬砌施工方案

进水口～3#支洞段主洞长5457m,C型全断面衬砌长度717m,设计为6段,计划采用钢拱架和T3015调弧钢模板施工,一次衬砌长度12m；3#支洞～调压井段主洞长3300m,C型全断面衬砌长度2821m（设计为3段）,采用针梁钢模施工,直线段一次衬砌长度12m.4#支洞～5#支洞之间,先从调压井向4#支洞衬砌,采用2台针梁钢模分段跳仓浇筑,在3#支洞～4#支洞开挖贯通以后,2台针梁钢模移到3#支洞～4#支洞之间进行引水隧洞衬砌.

三、针梁模板选型与技术参数

3#支洞～调压井主洞B型断面按照12m分段进行衬砌,经比较进行设计和制作了两台针梁钢模台车,主要技术参数：针梁设计总长28000mm,台车模板设计直径φ4210mm,台车模板设计长度12200mm,台车外形尺寸长×宽×高等于28000×12000×4200mm,电源电压及频率380V、50Hz,台车行走为电动卷扬机拖动,模板支撑为液压就位、丝杠支撑.

四、针梁钢模台车的使用

1.针梁钢模台车的组装

针梁钢模台车是按照从下至上顺序进行组装.即：洞顶扩挖→布置吊装锚杆→浇筑底板混凝土→安装底模→安装门架→安装轮架总成→安装左侧模→安装右侧模→安装针梁.

针梁钢模台车也是按照从下至上顺序进行组装.即：洞顶扩挖→布置吊装锚杆→布置型钢支架→安装底模→安装门架→安装轮架总成→安装左侧模→安装右侧模→安装针梁→进入衬砌部位.

2.脱模

当混凝土达到规定强度时即可脱模,进入下一环的工作,具体操作步骤如下：拆除左、右侧模与支撑丝杠连接端的销子,放下丝杠；操纵右侧模液压控制阀,使右侧模支撑油缸收缩,从而脱离混凝土面一定距离；操纵左侧模液压控制阀,使左侧模支撑油缸收缩,从而脱离混凝土面一定距离；最后操纵针梁顶升液压控制阀,使针梁顶升油缸收缩,即可完成脱模.

3.移动

待前段混凝土浇筑完成并达到拆模条件时,台车必须前移,移动的具体步骤如下：台车脱模步骤先对左、右侧模进行脱模；通过液压系统,利用顶升油缸将针梁两端顶升一定高度,在针梁上升的同时,带动门架上升,门架与底模连接,使整个台车向上运动,从而使底模与混凝土接触面脱离.至此,整个针梁台车的模板都与混凝土接触面脱离；通过针梁上安装的卷扬机,在卷扬机的牵引下,整个台车沿针梁移动到下一衬砌位置；针梁台车移位到将要浇筑段后,液压千斤顶按底模→右侧模→左侧模的顺序将模板就位,再用连接到各模板的丝杠进一步调整并固定；将底模大体就位后用卷扬机移动针梁.

4.维护与保养

台车在刚开始投入使用时,须设专人观察台车受力后的变化情况；混凝土浇筑前与浇筑过程中应检查各个部位螺栓连接情况；螺旋支撑丝杠要加油润滑,以防锈死或损坏；轴销处要求加润滑油,以保证其旋转自如；经常检查电器电缆,有无破裂漏电,并及时处理；及时清理浇筑混凝土时撒落的泥浆等；定期对液压系统进行维护和保养.及时补充液压油；检查各油管接头有无泄漏现象；油管是否老化；油泵是否正常工作,有无异常响声,油缸是否泄漏,否则应查明原因,排除故障.

五、混凝土衬砌施工

1.基础岩面和施工缝处理

首先采用人工配合装载机和小反铲清理隧洞底部余渣,再清除开挖面上的松动岩块、淤泥、松散软弱夹层等,最后用高压风水进行清洗；并排净建基面上的积水.隧洞纵向施工缝按照图纸设键槽,处理以人工凿毛为主,凿去乳皮和灰浆,露出粗砂粒或小石为止.环向施工缝增设BW膨胀止水条,并填充2cm厚沥青杉木板.

基础面和施工缝面在浇筑第一层混凝土前,先均匀铺设一层15cm厚的同标号一级配混凝土,保证新浇混凝土与基础岩面以及下层混凝土结合良好.

2.钢筋制作安装

根据施工图纸、技术文件和规范要求,开出钢筋下料单,钢筋厂加工制作,编号挂牌堆放,防止混乱；钢筋加工成型后,用5t自卸汽车将在钢筋加工厂已加工好的钢筋拉运到施工作业面,并且按钢筋编号有序堆放,编号牌外露以方便查找,人工进行搬运、绑扎.钢筋安装、绑扎、焊接全部由人工操作.

3.混凝土浇筑

3.1混凝土运输和入仓.引水隧洞全部用6m3罐车运送混凝土至各个工作面,混凝土泵入仓.隧洞的侧顶拱按照1.5m高度留设窗口,下料点根据实际情况均匀布置.混凝土泵管末端接钢丝软管,逐层浇注,并应保持隧洞两侧下料对称均匀,使仓面同步上升,防止局部受力过大引起变形,甚至跑模.

3.2混凝土浇筑.隧洞侧顶拱混凝土采用退管法或冲天管法封拱.混凝土入仓之前,先均匀铺盖一层富砂浆的混凝土,再分层下料浇筑混凝土,针梁钢模采用附着式振捣器振捣.混凝土的浇筑应按一定的厚度、次序、方向,分层进行,且浇筑层面平整.混凝土浇筑层厚度为30～50cm左右,入仓的混凝土应及时振捣,不得堆积.在倾斜面上浇筑混凝土时,应从低处开始,浇筑面应保持水平.采用插入式振捣器振捣,振捣器的操作遵循“快插、慢拔”的原则,并插入下层混凝土5cm左右,振捣器插入混凝土的间距,不超过振捣器有效半径的1.5倍,距模板的距离不小于振捣器有效半径的1/2,插入位置呈梅花形布置,不得触动预埋件、止水等.振捣宜垂直按顺序插入混凝土,如略有倾斜,倾斜方向应保持一致,以免漏振.振捣时间以30～45秒为宜,严禁过振、欠振、漏振,具体以混凝土不再显著下沉,气泡和水分不再逸出表面开始泛浆为准.

4.拆模、养护

隧洞顶拱应在混凝土强度达到设计标号的40%～50%后拆模,混凝土浇注结束后,养护到24小时,即可准备脱模.模板拆除后割除外露拉筋,并清除止水上残留的混凝土.混凝土浇筑结束终凝后12h,应及时洒水养护,养护时间不得少于14天.混凝土的养护工作有专人负责,并作好养护记录.

六、结束语

针梁钢模台车在老挝南俄5应用后,在最高峰时月衬砌达17仓,有力的保证了施工进度,其施工经验为同类工程提供了借鉴.