底板拖模施工技術在猴子巖水電站深孔泄洪洞中的應用

劉 培 偉

(中國水利水電第七工程局有限公司，四川 成都 610081)

1 概 述

猴子巖水電站深孔泄洪洞采用有壓接無壓洞的型式，泄洪洞工作閘室布置于有壓轉彎洞段之后。深孔泄洪洞由進水口、有壓洞段、工作閘室段、無壓洞段、明渠段、出口挑坎等組成。泄洪洞總長為776.402 m，其中洞身長640.053 m。

無壓洞段始于工作閘室下游端墻，起始高程1 778 m，終于與明渠段，終止高程1 720.66 m，最大坡比i=0.212 6，洞長287.023 m，襯砌斷面由漸變段、標準段、摻氣坎段、出口段組成，其中底板由拋物線段與設有摻氣坎的斜坡段組成。無壓洞段為圓拱直墻型，洞寬12 m，洞高采用16 m。

2 拖模設計及受力分析

2.1 拖模設計

無壓段底板設計寬度為12 m，拖模設計寬度為11.6 m，兩側各留20 cm 的軌道安裝寬度。面模結構主要采用4榀型鋼桁架進行拼裝，桁架下部為4 mm 厚鋼板面模，面模長度11.6 m，寬度1.5 m，為保證面模的剛性和整體性，面模上部每隔40 cm 設置槽鋼進行加固。桁架后部設置收面平臺，平臺寬度60 cm，面板前部焊設吊耳，用來懸掛鋼絲繩或手拉葫蘆。拖模設計總重量為5 t。

2.2 受力分析

在拖模兩側設置10#槽鋼作為拖模滑動軌道，拖模兩側的φ75 滾珠鋼棒伸入槽鋼內控制拖模的前進方向及角度。根據《水工建筑物滑動模板施工技術規范》規范規定，當坡比緩于1∶1，即θ<45°時，混凝土的上托力F=11.6×1.5×4=69.6 kN。拖模自重50 kN，需配重19.6 kN。考慮現場實際情況，便于配重系統裝卸，配重采用混凝土預制塊，每塊重1 kN，共22 塊，總重量72 kN>69.6 kN，滿足要求。拖模采用兩臺30 kN(即3 t)的手拉葫蘆進行提升，拖模最大牽引力F牽=Gsinθ+fGcosθ，式中G為拖模于配重總重72 kN，θ=12°，f為拖模與混凝土之間的摩擦系數，取0.5。則F牽=Gsinθ+fGcosθ=72×sin12°+0.5×72×cos12°=50.4 kN，選用兩臺30 kN 的手拉葫蘆提升模板可以滿足要求。

3 施工工藝及方法

3.1 施工工藝

施工準備→倉面清理→測量放線→鋼筋安裝→托模安裝→堵頭模板安裝→預埋件施工→倉號驗收→混凝土澆筑→底板整平及抹面→托模拆除。

3.2 倉面清理

首先人工清除倉內的雜物、浮皮、松動巖塊及木屑，并將松碴搬運至倉外堆積，而后用渣車集中轉運至渣場。倉內用壓力水沖洗干凈，保持清潔、濕潤并要排出積水。

3.3 測量放線

測量人員根據設計藍圖及施工措施，準確放出鋼筋、模板、軌道及預埋件安裝的樁號、高程、位置等，并用油漆在相應部位巖石上準確標識。

3.4 鋼筋制安

鋼筋制安混凝土澆筑前需按設計圖紙及規范要求進行鋼筋的安裝。鋼筋均在鋼筋廠進行加工，加工時應將鋼筋表面處理干凈。各種鋼筋的加工尺寸參見設計圖紙中的鋼筋表。鋼筋的加工必須嚴格按照圖紙尺寸并符合有關的規范要求。

測量放線完成后，焊接架立鋼筋，架立鋼筋原則上利用系統錨桿和系統插筋，若系統錨桿不便使用則另行施工隨機錨桿，參數為φ20，L=80 cm，入巖45 cm。焊接操作嚴格按施工規范進行，焊接必須飽滿無砂眼，焊接表面應均勻、平順、無裂縫、夾碴、明顯咬肉、凹陷、焊瘤和氣孔等缺陷，必須保證焊接長度，不得損傷鋼筋，每個部位鋼筋焊接完后需清除焊碴。架設好的鋼筋要有足夠的支撐，以保證在混凝土澆筑過程中鋼筋不發生位移變形。

鋼筋安裝完成后應做到整體不搖蕩，不變形。鋼筋安裝需遵循“先內后外，先彎后直、穿插交錯”的原則進行施工， 鋼筋按照“從下至上”的順序安裝，先豎向鋼筋(主筋)，再安裝縱向鋼筋(分布筋)，鋼筋應按加工編號順序安裝，鋼筋保護層采用混凝土墊塊控制，墊塊為1.5 m×1.5 m 間排距梅花布置，墊塊混凝土強度與結構混凝土等強度。

3.5 托模安裝

根據設計要求在兩側的邊墻上安裝10#槽鋼作為拖模滑動軌道。

托模加工完成后，并在加工廠試拼裝合格后由自卸汽車運輸至施工現場，由25T汽車配合人工進行現場拼裝，拼裝完后及時安裝手拉葫蘆進行固定，防止托模滑動傾覆。

3.6 堵頭模板安裝

堵頭模板采用5 cm厚木板進行拼裝，背后采用φ48(3.5 mm鋼管進行固定，φ14 mm 拉筋進行固定，拉桿布置間距50 cm×50 cm。

3.7 預埋件施工

3.7.1 止水安裝

結構縫、施工縫之間設置銅止水或橡膠止水帶，另外在底板與邊墻相交的部位(底板高程中心線)設置橡膠止水帶。止水與堵頭模板同時安裝，銅止水采用搭接型式，用氧氣銅焊進行連接，橡膠止水采用膠粘連接。止水安裝時嚴格按照設計位置放置，不得打孔、釘錨，并采取可靠的固定措施，確保在澆筑混凝土時不產生過大位移。安裝好的止水應妥善保護，防止變形和撕裂。澆筑混凝土時要有專人負責維護，充分振搗止水周邊混凝土，如果有粗細骨料分離現象，處理好后再進行振搗，以確保止水與混凝土緊密結合。

3.7.2 埋件施工其它注意事項

在模板施工、鋼筋安裝和預埋件埋設過程中，各工序之間加強協調和配合，避免不必要的返工和材料損壞。預埋件安裝經過項目部三檢驗收和監理工程師驗收合格后，方能進行倉號驗收。混凝土澆筑過程中，將預埋件周圍混凝土中顆粒較大的骨料剔除，并用人工或小功率振搗器小心振搗，不得碰撞預埋件。

3.8 倉面驗收

鋼筋、拖模等安裝完成后，即進行清倉工作，將倉內雜物及其它廢物清理干凈。檢查拖模加固是否可靠，鋼筋、埋件是否符合設計和規范要求。老混凝土面清理干凈后，對老混凝土面進行適量灑水。

拖模施工時應進行邊清倉邊澆筑施工，清倉長度離澆筑面之間的距離不得小于10 m。

清倉工作完成后，由各作業隊班組質檢員自檢驗收，自檢合格報作業隊質檢員進行二檢驗收，二檢合格后報請項目部質量部進行三檢，最后經監理工程師驗收合格后，由質量部簽發混凝土準澆證，沒有準澆證的倉面嚴禁澆筑混凝土。

3.9 混凝土施工

無壓段底板混凝土運輸至工作閘室，然后在通過溜槽+溜筒將混凝土輸送至拖模上方，再通過溜槽將混凝土分流進行澆筑。

3.9.1 拖模提升控制

混凝土澆筑前，通過試驗確定混凝土的初凝時間，并取得混凝土不同時間的強度資料來決定滑升時間。由于初始脫模時間不易掌握，必須在現場進行取樣試驗確定，脫模強度約0.3～0．5 MPa，模板滑升速度暫定為30 cm/h(根據現有配合比可查的，塌落度在110 mm～130 mm的C9050洞內混凝土初凝時間為6小時，考慮運輸及其他影響占用2小時，實際有效澆筑時間為6-2=4小時，滑模理論提升速度為：150 cm÷4=37.5 cm/h)，設有拖模施工經驗的專人觀察和分析混凝土表面，確定合適的滑升速度和滑升時間，確保出模的混凝土無流淌和拉裂現象，滑升過后人員站在滑模修飾平臺上用抹子將不良脫模面抹平及壓光。

3.9.2 抗浮處理

底板澆筑過程中，下料順序為從兩側往中間進行澆筑。下料不應過于集中，高度須小于40 cm。

3.9.3 混凝土控制

倉面驗收之后，混凝土下料前先用水泥砂漿濕潤溜槽。混凝土入倉時應盡量使混凝土先低后高，應考慮倉面的大小，使混凝土均勻上升，并注意分料不要過分集中，每次澆筑高度以30 cm為宜，最大不得超過40 cm。混凝土應均衡上升，下料時應及時分料，嚴禁局部堆積過高，以防止一側受力過大而使拖模發生側向位移。

下料時對混凝土的塌落度應嚴格控制，一般掌握在10～13 cm之間。對塌落度過大或過小的混凝土應嚴禁下料，既要保證混凝土輸送不堵塞，又不至于料太稀而延長起滑時間。

為保證混凝土成型質量，混凝土澆筑過程中若倉內有滲水時應安排專人及時將水排出，以避免影響混凝土質量及拖模滑升速度。嚴格控制好第一次滑升時間。拖模進入正常滑升階段后，可利用拖模后部的收面平臺對出模混凝土面進行抹面及壓光處理。

振搗器采用直徑50軟軸手提式振搗棒。振搗應避免直接接觸止水片、鋼筋、模板，對有止水的地方應適當延長振搗時間。振搗棒的插入深度，在振搗第一層混凝土時，以振搗器頭部不碰到基巖或老混凝土面；振搗上層混凝土時，則應插入下層混凝土5 cm左右，使上下兩層結合良好。振搗時間以混凝土不再顯著下沉、水分和氣泡：不再逸出并開始泛漿為準。振搗混凝土時應嚴防漏振現象的發生，拖模滑升時嚴禁振搗混凝。

3.10 整平及抹面

底板混凝土澆筑完成后用刮尺平面再次找平，最后用抹鏟進行局部收平。

混凝土抹面由專人負責，底板面用刮尺沿水流方向反復找平，用混凝土漿填平表面凹處，直到整個表面大致平整，完成后用直尺檢查表面平整度，合格后用抹鏟進行壓漿抹面，直到表面無氣孔，光潔和平滑結束。

抹面時應特別注意接口位置，消除錯臺，并使其平整。抹面前應做充分的防水措施，嚴禁有滲水、滴水浸蝕混凝土面；抹面時，如發現混凝土表面已初凝，而缺陷未消除，應停止抹面，并及時通知有關部門，待混凝土終凝后，按缺陷處理規定進行修補。

3.11 拖模拆除

無壓段拖模完成澆筑后行走至工作閘室位置，利用25t汽車配合人工將其拆除。

4 施工質量控制

(1)由于拖模一次性澆筑的混凝土方量較少，且需要連續澆筑，澆筑時間長，在整個澆筑過程中必須確保混凝土運輸車處于攪拌狀態。

(2)底板混凝土澆筑過程中，下料順序為先兩側在中間，下料不應該過于集中，高度必須小于40 cm。

(3)混凝土澆筑前，通過試驗確定混凝土的初凝時間，并取得混凝土不同時間的強度資料來決定滑升時間。

(4)底板混凝土澆筑過程中，設有拖模施工經驗的專人觀察和分析混凝土表面，確定合適的滑升速度和滑升時間，確保出模的混凝土無流淌和拉裂現象。

(5)滑升過后人員站在滑模修飾平臺上用抹子將不良脫模面抹平及壓光。

5 結 語

為防止底板拖模因受力不均造成底板線性偏差及平整度高低起伏等問題，依靠固定在兩側邊墻的10#槽鋼可有效控制底板的整體線性及平整度。在施工過程中，采用拖模臺車進行無壓段底板澆筑，歷時43天完成施工，平均滑升速度6.67 m，不但提高施工速度，而且減少了后期混凝土缺陷修補的工程量；采用拖模施工，有效的解決了采用蓋模施工所面臨的施工工期長、施工難度大、施工工序復雜、施工安全風險高等問題。

由于無壓段底板拖模爬升過程中采用人工手拉葫蘆進行提升，在后續施工中可對提升設施進行改良，將人工提升改為半自動提升或全自動提升的動力裝置，收到了較好的效果。