導流洞進口閘室喇叭口頂拱混凝土襯砌模架施工技術

方延洪　季梅

摘 要：金沙江白鶴灘水電站右岸布置4#、5#兩條導流洞，其中4#導流洞進口設置岸塔式閘門井，閘室進水口為喇叭口狀，進口頂拱為橢圓形漸變頂拱，施工斷面尺寸大，結構復雜，混凝土澆筑體型要求高。通過采用模架施工技術，大大的減少了承重支撐系統的投入，節約了成本，縮短了施工工期，保證了導流洞過流節點目標的實現。

關鍵詞：喇叭口頂拱；混凝土；模架；施工技術

引言

白鶴灘水電站樞紐工程由攔河壩、泄洪消能建筑物和引水發電系統及導流建筑物組成，施工期壩址兩岸共布置5條導流洞，其中右岸為4#～5#導流洞。導流洞平面上呈雙彎、平行布置，洞身斷面為城門洞型，襯砌后斷面尺寸均為17.5×22m。

白鶴灘水電站右岸4#導流洞進口設置岸塔式閘門井，閘門井段長20.0m，閘室進水口為喇叭口狀，閘孔頂拱為=1的橢圓形，最大凈空為33.5×28m（寬×高）。由于喇叭口頂拱的存在，無法采用標準斷面襯砌臺車進行襯砌，大大增加了混凝土襯砌施工難度，且進口閘室屬于高速水流沖刷區，對混凝土襯砌質量要求高，此外進口閘室混凝土澆筑工程處于導流洞的關鍵線路上，直接影響導流洞能否按期過流。因此，需要對進口閘室喇叭口頂拱混凝土襯砌施工技術進行研究。

1 澆筑方案的選擇

根據以往喇叭口頂拱混凝土的襯砌經驗，喇叭口頂拱混凝土襯砌通常采用以下幾種方式進行襯砌：第一種，搭設“滿堂紅”鋼管腳手架+散裝鋼模板；第二種，采取底部型鋼柱+上部鋼管腳手架（或木桁架）+散裝鋼模板（或木模板）；第三種，底部襯砌鋼模臺車+上部鋼管腳手架+散裝鋼模板。

為加快進口閘室喇叭口頂拱混凝土的襯砌速度，提高混凝土的澆筑質量，對喇叭口頂拱混凝土采取鋼桁架支撐+異形積塊式鋼模板的方式，即模架方式。

2 頂拱襯砌模架技術

2.1 模架的構成

頂拱模架主要由面板、支撐軸桿、主桁架、附墻支架和錨固等部件組成。中墩及邊墩混凝土施工到一定高程時，在鋼桁架安裝部位預埋鋼牛腿作為鋼桁架受力支撐點。模架吊裝前由主桁架、支撐軸桿、面板組成拼裝組件。

鋼桁架由邊墩和中墩預埋鋼牛腿支撐，頂拱鋼模板由鋼桁架上可調節螺桿支撐，鋼桁架縱向布設間距為1.0m。鋼桁架縱向采用∠90×56×5角鋼連接，以保證縱向整體穩定性。鋼桁架主要采用HM200×150、[12和回100×6方管組成，尺寸為1200×7038mm（為投影長度），單重約1370kg。

頂拱模板采用異形積塊式鋼模板，模板在縱向按2.0m分塊，環向按0.75m分塊，模板單塊重約100kg，帶邊墻的單塊重約100kg。模板面板采用5mm鋼板，總厚度80mm。拱形邊框采用6mm鋼板，寬度75mm，間距約1000mm；縱向筋板采用75/50/5角鋼制作，間距約250mm；縱向邊框采用6mm鋼板，寬度75mm；筋板及邊框按斷面圓的法線布置。

貼靠邊墩的模板設計制作有一個30cm側墻模板，貼靠中墩的模板設計制作有50cm的側墻模板，實現和先期澆筑的側墻壓接。側墻上每塊開設有3個拉條孔，拉緊模板壓緊先期混凝土。

模板通過可調節螺桿與桁架相聯，模板間采用螺栓聯接。當可調節螺桿收縮時，模板在可調節螺桿的作用下與澆筑面脫開，完成頂模和左右側模板的收縮和脫模。

2.2 模架安裝技術

頂拱模架運輸至現場時為散裝件，需在現場分門別類、按編號擺放整齊，并進行預拼裝，根據模板的分塊布置情況及起重設備的吊裝能力，將3～4榀桁架拼裝為一個整體，采取整體吊裝。

模架拼裝先進行主桁架的拼裝，再進行頂拱模板的拼裝。拼裝前，根據模板斷面圖及布置圖進行測量放線，由于首塊模板的安裝精確度直接關系到后續模板的安裝精確度，因此注重首塊模板的安裝精確度，首塊模板安裝完成后進行復核測量，確保其安裝的精確度。面板每環環向分成了三大塊，每環拼裝時按從低到高的順序依次拼裝，先安裝邊墩模板，最后安裝中隔墩模板。為保持模板拼縫之間良好的結合性，在拼裝時在邊框口貼上一層雙面膠，能更好的保證搭接縫的緊密性。模架按要求預拼裝完成后，采用起重設備將模架整體吊裝至邊墩和中隔墩已預埋鋼牛腿上，待全部模架吊裝完成后，采用縱向支撐進行再次連接、固定。模架固定前須經復核測量，確保無誤后方可固定。

2.3 模架拆除技術

混凝土澆筑完成后須進行模架的拆除，模架拆除從外向里依次拆除，模架拆除先進行頂拱模板的拆除，再進行桁架拆除。模板拆除首先松開邊墻上定位螺栓和部分可調節螺桿，預留4～8個可調節螺桿進行支撐，再松開前后兩環模板之間的連接螺栓，然后調整支撐軸桿使模板脫模下落，同時用鋼絲繩拴住模板邊緣，啟動吊車掛上鋼絲繩，穩住模板，防止模板突然滑落，最后使模板和可調節螺桿完全脫開，使用吊車將模板緩慢落下至地面或運輸車上拉走。頂拱模板拆除后，進行桁架拆除，首先人工把脫開的可調節螺桿全部拆除，采用吊車鋼絲繩帶住需拆除的一榀鋼桁架，再將縱向連接支撐依依拆除，并松開桁架底部與鋼牛腿的連接螺栓。最后采用吊車將鋼桁架吊走。

3 施工技術創新

白鶴灘水電站右岸導流洞進口閘室喇叭口頂拱混凝土襯砌采用模架施工技術。模板支撐采用大跨度桁架支撐，大大減少了底部承重支撐系統投入，降低了施工成本，加快了施工進度。頂拱模板根據頂拱實際形體設計，采用剛性大模板施工，剛度大，變形小，混凝土澆筑成型效果好，完全滿足設計體型高標準要求。且鋼模板采取積塊式拼裝，拼接的縫面較少，縫面結合好，減少漏漿，大大減少了后期縫面修補，混凝土外觀質量得到進一步保障。鋼桁架與模板間采用可調節螺桿連接，模板可調節性強，操作簡單方便。模架可在施工現場提前進行拼裝組合，形成整體式大塊模架，模架吊裝只需幾次就能完成，大大的加快了模架的安裝速度；且模架拆除簡單、快捷、方便節約了吊裝成本，大大的縮短了混凝土襯砌施工工期，保證了導流洞過流節點目標的實現。

4 結束語

白鶴灘水電站右岸導流洞進口閘室喇叭口頂拱混凝土采用模架施工技術，實現了閘室喇叭口頂拱混凝土的快速施工，混凝土成型效果良好，減少了承重支撐系統的投入，大大降低了施工成本，縮短了施工工期，經濟效益顯著，具有一定的借鑒和推廣價值。