高陡溢流面混凝土成型设备研制及应用

成毅峰 丁 琼

(中国水利水电第四工程局第四分局永定桥工程项目部， 四川 汉源 625399)

高陡溢流面混凝土成型设备研制及应用

成毅峰 丁 琼

(中国水利水电第四工程局第四分局永定桥工程项目部， 四川 汉源 625399)

永定桥水利工程碾压混凝土重力坝溢流面总宽30m，斜面坡比1∶0.75，坡长90m，面板厚2m，坡度陡，跨度大。采用高陡溢流面混凝土成型设备进行施工，有效保证了面板混凝土质量，加快了施工进度，节省了工程投资。本文通过对高陡溢流面混凝土成型设备研究，结合现场施工实际情况，总结了高陡溢流面混凝土施工成型设备的应用情况，对同类型工程施工具有推广作用。

高陡溢流面； 成型设备； 研制

1 工程概况

永定桥水利工程为瀑布沟水电站移民安置配套工程，由首部枢纽工程及输水渠系工程两大部分组成。首部枢纽主要建筑物为碾压混凝土重力坝，分别由挡水坝段、溢流坝段、中孔坝段和引水坝段等6个坝段组成，大坝高123m，坝顶宽7m，坝顶长161m。溢流面总宽30m，斜面坡比1∶0.75，坡长90m，面板厚2m，边墙高3m。溢流面坡度陡，跨度大，对应的混凝土侧压力大，是面板成型设备设计(以下简称“成型设备”)的难题。

设备重量较轻，混凝土浮托力会造成模板上浮；配重太大，拉升系统及支撑系统投入增大，并且对应的安全性难以保障。如何设计出合理、可行、经济、适合高陡边坡混凝土施工的成型设备是急需攻克的难题。

2 成型设备设计方案确定

永定桥水库大坝结构为碾压混凝土重力坝，一期坝体碾压混凝土坝后呈底宽67.50cm、高90cm的台阶状，坡度53.13°，垂直高程72.00m。并且两边墙均有钢筋锚固于底板，底板也有钢筋过缝至边墙。根据相关技术规范及设计要求，该部位混凝土须进行二期浇筑，并且从底至顶连续施工，以提高面板混凝土的整体性[1]。所以，成型设备的选择除要满足结构体型外，还要考虑技术可行性、安全可靠性及经济合理性。

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

根据以往施工经验，坡度较缓、长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进行拉杆割除、拉杆孔封堵，并且模板之间易出现错台，需进行打磨等二次处理，混凝土施工质量难以保证，费时、费力。另一方面，随着混凝土浇筑高度的升高，翻升模板安装时缺少安装平台，拆除时晃动较大，存在很大安全隐患。该工程坡度陡、高度大，所以不适用。

2.1.2 使用轮轨式滑模

使用轮轨式滑模，滑模靠滚轮和轨道限位，卷扬机或手拉葫芦拉升。该设备对轨道的安装精度要求高，要时刻保持滚轮、轨道清洁，否则会造成卡轮等情况，影响施工。在以往工程应用中遇到过类似问题，而影响施工[2-3]。

2.1.3 液压结构驱动爬升式滑模

采用液压滑升设备对运行环境要求更高，爬升轨道强度、精度也高。尤其浇筑混凝土时浆液易飞溅，污染液压系统，影响运行，并且该系统的运行、维护费用较高。

2.2 方案选择

考虑上述问题，结合工程实际，多次优化，最终确定了滑轨式整体模板作为成型设备。该设备由面板、模板桁架、水箱、操作平台、抹面平台、防护栏杆组成的模体及手拉葫芦、钢丝绳、型钢轨道组成的拉升系统两部分组成。整体性钢结构模板有效保证了混凝土表面平整度，不间断拉升系统确保了混凝土浇筑从低至顶连续施工，面板与轨道刚性接触、滑动，解决了轨道及滚轮工作环境复杂易卡死的问题。

3 设备结构构成

模体由钢面板、钢桁架及水箱组成，面板宽1.26m，长13.50m。浇筑时，按30cm从上至下分三层，第一层为浇筑层，第二层为待凝层，第三层为待滑层。浇筑第一层时，第三层已对模板不产生侧压力，模板每次滑升高度30cm，所以每次混凝土浇筑高度按0.60m计算。成型设备荷载计算主要依据《水工建筑物滑动模板施工技术规范》(SL 32—1992)、《建筑施工模板安全技术规范》(JGJ 162—2008)中相应公式及荷载标准值进行计算。确定模体总重4.90t，水箱容积7.88m3，水箱隔板和操作平台板之间钢筋配重5.40t，成型设备最大工作重量18.50t见下图。

成型设备结构图

4 设备结构设计

4.1 面板设计

面板宽1.26m，为钢板和型钢焊接而成的格构式结构，Ⅰ18工字钢为主梁，Ⅰ10工字钢为次梁，δ=10mm厚钢板为腹板(面板)，腹板与主梁接触的角焊缝连续焊接。Ⅰ18工字钢主梁共3根，均布于面板上，次梁间距1m，与主梁焊接。

4.2 桁架及水箱设计

水箱框架结合面板格构梁，用Ⅰ10工字钢与其焊接，形成主框架，∟50×50×5角钢腹杆加固。框架焊接完成后，焊接δ=4mm厚钢板的水箱板。水箱底部布设出水花管，用于已浇筑混凝土养护。为防止水箱水量下降影响浇筑质量，在水箱背部布设水位标示管，水位下降时及时补水，防止设备浮起。

4.3 抹面平台设计

抹面平台采用∟50×50×5角钢制作，表面铺马道板。抹面平台跨度长1.0m，宽约0.5m，连接处采用螺栓紧固，以方便拆装。成型设备开始施工时，不挂抹面平台，当上升到一定高度(1.5～2.0m)时，挂设抹面平台，同时抹面平台设防护栏杆，护栏高1.2m。

4.4 拉伸机构设计

根据成型设备自重、配重及作用其上的可变荷载，经过计算最终选定20t手拉葫芦为拉升设备。在成型设备两侧布设两根拉升绳，每根绳上一个手拉葫芦，手拉葫芦操作平台布设在坝顶，通过型钢锚桩固定。出于安全考虑，新增两根安全绳，主要用于在主拉升系统手拉葫芦换绳和出现故障时应急之用。

钢丝绳直径24mm，钢丝绳采用“U”形卡连接，每个接头“U”形卡不得少于6个，并且“U”形卡排列方向一致。最后一个绳卡紧固时预留部分空隙，用于观察钢丝绳是否有滑移。

4.5 设备轨道

设备行走主要采用滑轨，轨道为[10槽钢，正好满足面板钢筋网10cm保护层要求。槽钢坐落在钢筋网上，底部按1.50m间距采用钢筋料头，焊接简易蛇形柱进行加固，达到固定轨道、固定钢筋网的目的。

5 设备运行

在施工过程中，根据设备运行情况及混凝土性能，实时进行了优化、调整，混凝土初凝时间7h左右，入仓坍落度80mm左右，采用塔机吊3m3吊罐浇筑。每浇筑0.90m高拉升1次，连续浇筑，每天拉升高度5m。手拉葫芦每拉升3m进行1次换绳。浇筑时，由安全绳铺筑固定成型设备，不占用浇筑时间。混凝土浇筑过程中在配重达到18.50t时，滑模上下口均未出现翘口现象，13.50m跨度时挠度小于1cm。浇筑完成的混凝土面表面平整，无凸起、凹陷现象，满足设计要求。

6 结 语

永定桥水利工程溢流面采用该成型设备施工，解决了高陡边坡上混凝土施工模板制安存在的安全问题，保证了高速过流面对混凝土表面平整度的要求，缩短了施工工期，节省了工程投资，对溢流面施工具有重要意义，在同类型工程施工中可推广应用。

[1] 刘红岩，耿越，吕昕.亭子口水电站表孔溢流面拉模设计[J].水力发电，2012,38(6):54-56.

[2] 林金华.滑模在万胜坝水利枢纽工程面板堆石坝中的应用[J].水利建设与管理，2011(3):1-3.

[3] 徐永明.向家坝水电站尾水渠边坡混凝土拉模施工技术[J].水利建设与管理，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