φ8 m可转弯底板滑模和可转弯边顶拱钢模台车在老挝南立1－2水电站引水隧洞混凝土衬砌施工中的应用

陈廷康，林德槐

(中国水利水电第十工程局有限公司，四川成都610072)

1 概述

南立1－2水电站位于老挝人民民主共和国中部、湄公河左岸一级支流南俄河的支流——南立河上，坝址距老挝首都万象公路里程约132 km。该电站是我国在老挝以BOOT形式投资方式承建，工程是以发电为主的水电水利枢纽工程，采用集中布置方式，电站总库容9.23亿m3，水库为多年调节，调节库容5.41亿m3，总装机容量2×50 MW，工程等别为一等大(1)型。工程合同总金额:1.49亿美元。

南立1－2水电站右岸引水系统由进水口、引水隧洞、压力钢管等组成。引水隧洞和压力钢管全长423.5 m。压力隧洞段长287.7 m，引水隧洞混凝土衬砌后为全圆形，直径为8 m，衬砌厚度40～50 cm，隧洞有R=50 m的弯段约40 m。

根据引水隧洞结构及工期需要，决定引水隧洞底部混凝土采用可转弯滑模施工，边顶拱混凝土采用可转弯边顶拱钢模台车施工。

滑模行走为轨道式，20#工字钢为行走导轨，滑模本体重约8 t，采用液压爬轨器在滑模后部推送。边顶拱台车本体重约40 t，施工时应用了底板滑模轨道，采用液压爬轨器在台车前部牵引。两种设备在制作时采用了弯、直段机构设计技术，它们都可以在隧洞弯道行走和施工。

为施工方便、确保施工质量和工期要求，本工程隧洞衬砌采用洞断面圆心角底拱88°液压滑模从洞口下游往洞口上游先行施工，当滑模施工完成后，边顶拱钢模台车再从洞口上游往洞口下游施工。

2 施工布置

混凝土由现场混凝土拌合站生产，再由6 m3混凝土搅拌运输车送到现场混凝土泵机料斗中，施工所需钢筋、木材等材料由钢筋和木加工场制作供应。

φ8 m可转弯底部滑模施工时在底拱两条由20#工字钢制作的轨道上行走，轨道安装在平洞底部两边已清理干净的岩体上，由埋设的钢筋插筋固定，滑模施工时采用泵送混凝土入仓，在离滑模前方约80～100 m处布置一台HBG80型混凝土泵，混凝土由泵管输送到滑模模板两边入仓。

可转弯边顶拱钢模台车前轮沿用滑模轨道导向，中、后轮和后部两边的辅助轮在已经浇筑的底板混凝土面上行走，台车施工时采用泵送混凝土入仓，混凝土泵布置在距钢模台车50～80 m处，混凝土由泵管输送到台车模板泵口入仓。

滑模施工底部钢筋为人工超前绑扎，边顶拱钢模台车施工其钢筋是在轨道上行走的台架上由人工超前绑扎完成。

3 φ8 m可转弯底板滑模和可转弯边顶拱台车

3.1 可转弯底板滑模

可转弯底板滑模整体长约6 m，底边模板长3 m，滑模重8 t，由主梁、模板、行走装置和液压推送装置组成。

滑模主梁为型钢桁架结构，其上面铺板布置液压系统泵站，亦为施工时人员行走操作平台，主梁两边与行走装置行走轮座螺栓连接，主梁下边与模板的通梁螺栓连接。

滑模模板由厚度为8 mm的钢板作面板，它与角钢肋条、钢腹板和槽钢通梁焊接为整体，根据混凝土浇筑高度方向形态，模板沿洞轴线方向有一定的倾角。

滑模行走装置为4组轨道可转弯行走轮，可转弯行走轮座与液压爬轨器油缸座连接，滑模在可转弯行走轮带动下在隧洞弯道上顺利地施工。

液压推送装置由两组爬轨器和液压油缸组成，用一台YJH－WF100C型多路换向阀液压泵站供油，爬轨器在滑模施工的轨道上爬行，其由液压油缸与行走轮座连接。

主梁和模板挂连为一体，液压爬轨器由轨道支座作支撑体，在液压油缸的作用下推动行走装置的行走轮带动主梁、模板随主梁向前行，整个底板滑模沿着轨道向前推进。

3.2 可转弯边顶拱钢模台车

可转弯边顶拱钢模台车长12 m，模板全长为9.2 m(模长9 m，0.2 m已浇筑混凝土搭接长度)，台车重约43 t，主要由中梁、模板、行走装置及工具式轨道、液压系统和丝杆及螺旋千斤顶系统组成。

3.2.1 钢模台车中梁

中梁为三段铰接连接，铰接相邻两段通过铰接销轴和连接块可以成直线连接固定，也可以成相邻两折线以设计夹角固定，它是使模板能变夹角小折线适合平洞弯段施工的基础件。

3.2.2 钢模台车模板

台车模板分为主模板和拼缝模板，主模板为按圆洞直径边顶拱设计制作的模板，分为顶模、侧模，均由液压油缸操作，主模板沿洞轴线方向分为三段，每段理论设计长度为3 m(前后段实长2.85 m，中段实长2.5 m)，每段模板固定在中梁上，相邻两模板有约50 cm的间距，留出了主模板变折线的空间，主模板之间由专门设计制作的两种拼缝模板连接，台车在直段施工时由直段拼缝模板连接，台车在弯段施工时由弯段拼缝模板连接，台车模板的通梁都设计有弯、直段的连接段。

3.2.3 钢模台车行走装置及工具式轨道

台车前、中和后行走装置为轨轮形式。由于轨轮有转向机构，可以在弯段轨道上行走，台车整体随着轨轮在弯道上转向，达到其在平洞弯道施工的目的。台车两组前轮在底板滑模施工的轨道上行走，3组中、1组后轮在铺设于底板混凝土面工具式轨道上行走，后轮主轮设在中梁后端的中部，主轮两边各设置了一组辅助轮，两边辅助轮在混凝土面上行走。

台车工具式轨道为43 kg钢轨。由于有前轮和辅助轮支撑稳定，故中、后轮轨只铺设中线底部一根轨道，设计制作为直段和弯段两种轨道。

3.2.4 钢模台车液压系统和定位丝杆

台车液压系统主要为模板及爬轨器液压操作系统，模板液压油缸和爬轨器液压油缸通过液压胶管、阀等部件形成液压系统，用一台泵站供油，模板油缸分顶模油缸和侧模油缸。

丝杆系统用的台车侧模和顶模定位。台车侧模两边和顶模各设有6组定位丝杆，台车施工时侧模和顶模液压缸将模板撑到位后定位丝杆撑开定位，收模前松开定位丝杆，然后脱开模板。

4 φ8 m可转弯底板滑模及可转弯边顶拱钢模台车施工工序

4.1 可转弯底板滑模施工工序

(1)轨道基础清理(底板浇筑垫层)，在岩面打插筋进行轨道安装。(2)绑扎底部钢筋。(3)滑模就位，关挡头模板并安装橡胶止水(可根据情况，3～5仓安装一次挡头模板，中间仓位只安装橡胶止水)，浇筑混凝土。(4)滑模滑行，逐步移动到下一仓位。

4.2 可转弯边顶拱钢模台车施工工序

(1)绑扎边顶拱钢筋。(2)台车就位，抽掉底部模长的前轮轨道，关模(先撑顶模，再撑侧模)，关挡头模板并安装橡胶止水，浇筑混凝土。(3)钢模台车脱模(先收侧模，再收顶模)，移动到下一仓位。

5 φ8 m可转弯底板滑模及边顶拱钢模台车施工特点

采用φ8 m可转弯底板滑模及边顶拱钢模台车施工特点如下:

(1)可转弯底板液压滑模施工时混凝土入仓为模板两侧靠前，入仓面宽且通道开阔，混凝土振捣方便且有利于混凝土中的水泡、气泡逸出。

(2)当混凝土初凝至一定强度后，液压滑模开始移动脱模，脱模后混凝土面上如有气泡、水迹和麻面等现象都可以在抹面平台上及时处理，不会给终凝后的混凝土表面留下任何缺陷。

(3)可转弯边顶拱钢模台车沿用液压滑模施工轨道，使浇筑后的边顶拱混凝土与底板混凝土搭接纵缝精度高、错位小，进而保证了混凝土施工质量。

另外，混凝土对全圆台车施工中的“上浮力”影响较大，但在可转弯底部液压滑模施工时“上浮力”很小，比较容易控制。

(4)由于底部滑模和边顶拱台车行走均采用了液压爬轨器，滑模和台车实现了全液压操作，行走平稳、安全可靠，两种模板施工质量更加容易保证。

(5)可转弯底部滑模和可转弯边顶拱钢模台车解决了全圆平洞R=50 m弯段施工问题，工程投入不多，两种模板加起来的重量为一台相同直径针梁全圆台车重量的65%，浇筑混凝土面的质量好且投资又省，这是全圆平洞弯段混凝土衬砌施工采用可转弯底板滑模及可转弯边顶拱钢模台车所具有的又一特点。

6 施工应用成果

2009年5月初，南立1－2水电站引水隧洞采用可转弯底板滑模开始由下游往上游浇筑，施工完成时间约20 d左右，可转弯边顶拱钢模台车在引水洞进口安装后开始往下游浇筑施工，2009年7月下旬结束施工并拆除，可转弯底板滑模及可转弯边顶拱钢模台车施工时各大部件相互配合协调，功能效果非常明显，工序流畅，人员操作方便，安全可靠，可转弯底板滑模施工速度为40～50 m/d，可转弯边顶拱钢模台车施工速度为36 h/段，与常规模板施工相比，工期可节省2个月以上。

经济效益:与常规模板浇筑比较节约费用80万元(考虑工期节约的费用)，与一般全圆台车比较节约投入20～30万元。

质量方面:可转弯底板滑模及可转弯边顶拱钢模台车施工洞壁光滑平整，衬砌成形偏差在施工规范之内，特别是采用该滑模施工的底板光洁度好，无气泡、水迹，完全没有平洞全圆混凝土浇筑不可消除的质量缺陷。

7 结语

引水隧洞全圆平洞(特别是有弯段的全圆平洞)混凝土浇筑采用可转弯底板滑模和可转弯边顶拱钢模台车施工在技术上是可行的，不但可加快施工进度，而且可减小施工成本，安全质量可得到充分的保证，很值得在水电及其它行业类似平洞的混凝土浇筑工程中推广和应用。