大型水电站工程施工中钢模台车制作的技术革新探索

王 勉 王 淼

（1.盐城市水利勘测设计研究院，江苏 盐城 224002；2.中国水利水电第十一工程局有限公司，河南 三门峡 472000）

1 工程概况

普西桥水电站位于云南省墨江县雅邑乡普西村普西铁索桥附近河段，以发电为主，是阿墨江规划河段梯级水电站中第二个梯级电站，上游与忠爱桥水电站衔接，下游与三江口水电站衔接。水库总库容5.31×108m3，最大坝高140 m，装机容量200 MW（2×100 MW）。

泄洪冲沙洞布置在左岸，由进水口段、有压洞段、无压洞段组成。其中，进水口段长37.501 m，尺寸为8 m×8 m；有压洞段长349.748 m，断面为圆型，衬砌后洞径8 m，底坡2.397%；无压洞段长288.572 m，断面为城门洞型，底坡19.73%。

引水发电系统布置在左岸，引水隧洞总长266.391 m，底坡8.139%，进水口底板高程688.00 m，事故检修闸门尺寸为8 m×8 m，引水隧洞为圆形有压洞，洞径8 m。

本工程共加工三台钢模台车，两台为全圆型式的钢模台车，一台为城门洞型的钢模台车。

两引水道直线段混凝土分段长度为12 m，转弯段的分段长度不小于6 m。由于施工现场环境较复杂，为确保施工浇筑质量和进度，对钢模台车制作过程进行大胆创新，在保证安全前提下加快施工进度，缩短工期3 个月，创造了显著的经济效益。

2 城门洞式台车制作安装

泄洪冲沙洞施工采用了城门洞式台车。当今，隧道衬砌施工由过去的手工操作走向了综合机械化，可满足提高隧道衬砌质量和工作效率的需要。城门洞式台车是隧道混凝土衬砌一次成型设备，根据隧道断面设计制造，能保证边开挖、边衬砌，其门架净空高度和宽度能保证有轨和无轨运输车辆通行，整机行走采用电机驱动，模板全液压操纵，结构合理，衬砌质量良好。

2.1 结构特点

钢模台车主要由台车骨架、钢模板、行走装置、侧向螺杆、竖向千斤顶及支撑系统以及门架等组成［1］。

图1 城门洞型钢模台车结构示意图

泄洪冲沙洞无压段（城门洞型）混凝土衬砌时的底坡为19.73%，坡度为11.16°。对城门洞型钢模台车加设卡轨器，使用四台主动台车驱动，控制台车前后行走，如图1。上支撑梁加设十字支撑加固，底梁加3 排千斤顶支撑，可保证施工浇筑安全有序进行。

泄洪冲沙洞城门洞型钢模台车直线断面衬砌完成后，进入弯段时，对台车进行改装，保持城门洞型台车的顶拱不变，两侧直墙部分加高3 m。

改装方案一：用4 个50 t 千斤顶顶起主梁部分，用主梁进行加高处理。相应钢模台车模板也加高3 m，与原模板用高强螺栓连接。

改装方案二：拆除原钢模台车，主梁使用加高3 m 的主梁安装。相应钢模台车模板也加高3 m，与原模板用高强螺栓连接，并用电动葫芦吊装，其他结构保持不变。

经过现场勘察论证，选择方案二进行施工，原因是：①洞内环境复杂，用4 个50 t 千斤顶顶起主梁，虽理论上节省了安装时间，但梁并不能达到同起同落的运动状态，易产生失稳现象，发生事故；②用电动葫芦吊装台车构件，安装方便快捷，散件较轻，容易控制。实际使用方案二仅用时2 d，安全有序地保证了施工工期节点安排。

2.2 结构优化

2.2.1 台车改造原因

在衬砌过程中，由于钢模衬砌台车为直线设计，因此在进入转弯段时，必须对其行驶的轨道进行弧线布置。直线台车的改造主要是将前面行驶的两个主动轮由定向轮改造为转向轮。

2.2.2 台车优化及施工工艺

由于原制作的台车轮轴与台车台身之间采用了螺栓连接，因此，其改造措施为：首先将铰接改为固定连接，即轮轴与台身之间采用钢板焊接连接；然后进行轮与轴之间的改造，即将轮与轴分离，通过在中间加焊20 mm 厚的钢垫板支撑来实现，变定向轮为转向轮。

衬砌钢模台车改造原则：底拱衬砌采取在原有的6.1 m 长液压针梁式钢模台车上加补6 mm 厚的楔形钢面板进行衬砌；边顶拱衬砌采取将原直线段衬砌12.2 m 长液压自行轨道式钢模台车拆一为二，即拆成2 台6.1 m 长液压自行轨道式钢模台车，然后分别在2 台台车上加补6 mm 厚的楔形钢面板进行衬砌。

具体施工措施如下：①台车进入转弯段分界线后，台车绕混凝土衬砌外圆弧交点旋转，然后拼补一块6 mm厚的楔形钢面板，使混凝土衬砌施工缝与转弯半径中线垂直。②楔型钢面板固定采用等边角钢（∠50×5）间距300 mm 焊接三角加强肋与台车面板及边肋形成整体，以保证拼补面板的刚度。③台车进入第二仓转弯段后，使台车与混凝土衬砌外圆弧边线搭接100 mm，同时以外圆弧交点为中心顺时针旋转，使得台车与衬砌内圆弧边线搭接，并使混凝土衬砌施工线刚好与转弯半径中线垂直。其它转弯段仓号施工采取同样的方式进行台车调整。④将台车的轨道安装成弧形轨道，并调整轨道轮和轨道顶面之间的间距，以满足台车转弯要求。

2.3 主要的技术参数

（1）为保证模板的刚度，不致出现局部变形、扭曲，增长使用周期，拱板厚度不得低于12 mm，其他面板厚度不得低于8 mm。

（2）钢模板应结合严密，相邻模板高差≤2 mm，确保混凝土表面平整度≤5 mm。

（3）千斤顶与顶升油缸配备数量以能满足实际需要为标准，伸缩范围为200～400 mm。

2.4 需注意的几个问题

（1）台车在安装前，须有测量人员按轴线放出箱涵的准确位置，待台车到位后，再进行一次复测，使之与设计相符合。

（2）台车安装完成后，认真检查侧模与顶模、外模之间的支撑与连接是否牢固、稳定，要求使其成为一个整体。

（3）侧模底部的支撑不得完全由千斤顶承担，应有槽钢或方木等坚固的支撑物，千斤顶只限用于调整位置、标高。

3 针梁全圆式钢模台车制作安装

发电引水遂洞施工应用了针梁全圆式钢模台车。国内外对大型全圆断面的隧道一般采用边顶拱台车与底模台车分层衬砌，该方式施工复杂，工序较多，最大的缺陷是两次浇注有分层，混凝土结合不密实，在强大的水流冲击下，下部混凝土极易冲坏，其质量远不如一次性浇注，故一次性全圆衬砌为最佳施工选择。

3.1 全圆针梁式钢模台车的结构特点

引水隧洞所使用的全圆针梁台车，能使衬砌隧洞全圆断面底、边、顶一次成型，采用操作液压站换向阀手柄可完成立模、拆模、定位找正等，利用液压站上卷扬机换向阀手柄使模板与针梁作相对运动，可完成针梁或台车的前后移动［2］。

3.2 钢模台车组成

全圆针粱式钢模台车主要由模板总成、针梁总成、梁框总成、水平和垂直对中调整机构、卷扬牵引机构、抗浮装置、液压油缸、行走框架、前后支承架、牵引系统、液压控制等组成。

3.3 洞内模板安装工艺

洞内安装需在洞壁上根据吊装位置先固定好起吊锚杆，要求每根锚杆与圆钢双面焊接，焊缝搭接长度为200 mm。

（1）安装底模。由于引水洞为全圆结构，设备就位比较困难，建议先用小吊车或挖机安装2 块底模，接着将该底模对应位置的小立柱、下轨道及相应连接件安装好，再安装第一段针梁（10 m），然后安装上面的横梁及上轨道，这时将针梁向前纵移至模板端头，以便于安装剩下的2 块底模，同样要求按前面的程序安装，同时将剩余的针梁、立柱、轨道及相应连接件全部安装就位。

（2）安装卷扬机系统。要求使针梁与底模系统能够实现纵向移位，为下一步安装侧模和顶模做准备。

（3）安装侧模。一般应对称安装。

（4）安装顶模。安装顶模可按照安装侧模的过程进行安装。

（5）模板安装完毕，调试液压系统，同时将梯子、操作平台等安装到位。

4 适用范围

本方法适用于各施工工地制作钢模台车，同时亦可为洞室衬砌混凝土浇筑施工提供借鉴与参考。台车断面大，特别在顶模架体与门架之间设有双向防倾翻装置，能使台车更稳定，更安全。台车行走采用电机减速器驱动系统，操作简单，动作灵活可靠。收立模采用液压缸动作方式，可以大大减少施工劳动强度，使模板各种动作的变得简单快捷；堵头板采用角钢连接在模板法兰上的型式，可供施工方方便地安装挡头木板。在模板与门架之间设置防错位丝杠，可保证台车行走时的稳定性，提高台车的强度。

普西桥钢模台车制作施工中通过优化改进方法，使得浇筑进度加快，缩短施工工期3 个月，节省了施工成本，经济效益显著。本方法可供类似的工程借鉴。

［1］李桦.液压钢模台车的结构、安装及应用［J］.贵州水力发电，2005（6）.

［2］李清泰.针梁式台车在混凝土衬砌中的应用［J］.铁道建筑技术，2007（2）.