三峽右岸地下電站進(jìn)水口引水隧洞底拱翻模施工技術(shù)的探討

    三峽右岸地下電站進(jìn)水口預(yù)建段工程包括進(jìn)水口和引水隧洞。引水隧洞預(yù)建段為六條長94.58m，襯砌后的直徑E13.5m的圓形隧洞。隧洞襯砌厚度分別為1.0、1.5、2.0m。由于洞徑大，采用底拱和邊頂拱兩次襯砌的方法施工，先行襯砌底部100—范圍的底拱部分，然后襯砌邊頂260—范圍內(nèi)的邊頂拱部分。

    1.2.1砼表面氣泡

    砼表面氣泡是國內(nèi)外工程施工中廣泛存在的砼缺陷,在三峽工程中如何消除砼表面氣泡，特別是隧洞襯砌的表面氣泡，是工程難題之一。如采用常規(guī)模板襯砌，氣體不易排出，勢必造成砼表面缺陷，專家組多次對此問題進(jìn)行分析研究，經(jīng)綜合比較，最終決定采用翻模施工。

    1.2.2翻模的主要優(yōu)點

    翻模施工與鋼模臺車施工分析比較見表1。翻模施工是一項比較成熟的施工方法。采用翻模可消除砼表面氣泡,縮短工期，還具有拆裝方便，成本低廉的特點，故采用翻模是經(jīng)濟(jì)可行的施工方案。

    右岸地下電站引水隧洞底拱砼襯砌施工模板采用定型翻模，鋼面板厚度為3mm，單塊尺寸120cm(弧長)*100cm(寬度)，翻模工藝圖見附圖一。

 

 

 

 

 

                                                    表1

方案 指標(biāo)	方案一：定型小翻模	方案二：底拱鋼模臺車
技術(shù)性	1、   能有效地消除砼表面的氣泡，提高砼表面質(zhì)量； 2、   由于翻轉(zhuǎn)模體移動方便，運用靈活，對工期沒有影響； 3、   較費工、費時。	1、   技術(shù)先進(jìn)，應(yīng)用較多； 2、   省工省力，運行可靠； 3、   對消除砼表面汽泡沒有把握； 4、   由于體積龐大，同一條引水隧洞不能同時使用邊頂鋼模臺車，不能進(jìn)行交叉作業(yè)，工期將延誤72天； 5、   由于右岸引水隧洞預(yù)建段洞身短、洞數(shù)多，每套鋼模臺車需安拆三次，底拱鋼模臺車拼裝較困難，安拆將占直線工期，對工期影響程度較大。
工期	單洞總工期42天 1、   設(shè)計、制作10天； 2、   安裝1天； 3、   底拱澆筑30天； 4、   底拱定型小翻模拆除1天。	單洞總工期127天 1、   設(shè)計、制作45天； 2、   安裝5天； 3、   底拱澆筑72天； 4、   底拱鋼模臺車拆除5天。
經(jīng)濟(jì)性	六條洞底拱翻模費用總額：11.84萬元 1、   2*48塊/套*60kg/塊*0.65萬元/t=3.744萬元； 2、   人工費增加：6*12*30工日*37.36元/工日＝8.070萬元。	六條洞底拱鋼模臺車費用總額：59.2萬元 1、   2*30t/套*0.65萬元/t=39萬元； 2、   液壓系統(tǒng)：2*8萬元/套＝16萬元 3、   安拆費：3*60*0.03萬元/t=4.6萬元； 4、   軌道標(biāo)準(zhǔn)件：2*5萬元/套＝10萬元； 5、   安拆費：3*2*120*0.03萬元/t=21.6萬元； 6、   板材費：9*1676.48元/m3I10000=1.5萬元.

     2．3模板安裝及固定

    待上述常規(guī)工序完成，底板鋼筋綁扎結(jié)束并且驗收合格后,根據(jù)定型翻模安裝位置測量放出過流面結(jié)構(gòu)線,掛線將一端帶有尼龍錐套(靠過流面?zhèn)?的螺栓焊接固定在支撐鋼筋網(wǎng)上,然后微調(diào)尼龍錐套旋,使之頂面高程與過流面高程齊平。支撐定型翻模的尼龍錐套沿水流方向布置9排,垂直水流方向每側(cè)布置4排,支撐鋼筋選Φ25,直接撐在巖面上。尼龍錐套固定、調(diào)整結(jié)束后，將模板放在調(diào)節(jié)好的尼龍錐套上，校正模板位置并用拉筋固定模板。拉筋位置的尼龍錐套不考慮作為支撐使用，拉筋宜在模板就位后再進(jìn)行安裝，為保證拉筋上緊，預(yù)裝時尼龍錐套宜離模板1～2cm，緊螺栓完成后，如有空隙則進(jìn)行堵塞，以利拆模后拆除尼龍錐套。為增加拼裝定型模板的整體剛度，后面用槽鋼制作的背擔(dān)固定模板，背擔(dān)由三段組成。

    底拱襯砌中間無定型翻模部位采用刮軌收面控制體形。刮軌采用角鋼或圓鋼彎制而成（如加工條件允許應(yīng)優(yōu)先選用角鋼），用Φ25的插筋支承加固在基巖面上。

刮軌用角鋼或Φ20圓鋼彎曲。刮軌垂直水流方向布置，刮軌頂面高程與過流面高程齊平，然后用鋼筋支撐焊接固定在底座板插筋上。

    吊腳平臺搭設(shè)時,至少利用底板預(yù)埋的2根灌漿管做吊腳平臺站管支撐點,灌漿管預(yù)埋時均與結(jié)構(gòu)鋼筋焊接牢固。吊腳平臺搭設(shè)時用鋼筋插入底板布置的灌漿管中，并在鋼筋上面插入1.5寸鋼管作為支撐吊腳平臺的站管;然后再在兩邊墻上搭設(shè)八字形鋼管,通過連接鋼管八字形鋼管與站管連接成一個整體。連接鋼管中的橫向順?biāo)�流方向鋼管間距應(yīng)小于1.5m。吊腳平臺的上層滿鋪竹跳板作為砼入倉導(dǎo)管布置的平臺，下層為抹面平臺，竹跳板根據(jù)需要進(jìn)行鋪設(shè)。詳見附圖二。

    底拱砼澆筑是從一端至另外一端進(jìn)行通倉分層下料，澆至模板下口處時進(jìn)行充分振搗，再從左右兩邊墻均勻下料進(jìn)行邊墻砼澆筑，逐層鋪料直至分縫高程，且控制砼來料強度不低于15m³/h,上升速度控制在0.8m/h,這樣可以使定型翻模的底部與頂部砼凝固時間一致。砼澆筑過程中為防止大量砼從底座部中間空的部位冒出，用三分板緊貼最下面一塊定型翻模進(jìn)行封堵；待砼澆筑結(jié)束后及時取出三分板。砼澆筑至分縫高程時，用刮尺緊貼刮軌對底部中間無定型翻模部位的砼找平，局部不平處用抹子搟漿找平，然后取出刮軌，最后用抹鏟進(jìn)行壓光，以滿足平整度要求（順?biāo)�流方向不大�?mm/m,橫向檢測不大于5mm/m）。

    定型翻模施工最為關(guān)鍵的是掌握翻模時間。翻模時間過早會影響砼質(zhì)量，過晚則形成缺陷，達(dá)不到翻模目的。砼澆筑過程中，根據(jù)實驗室提供的實測資料隨時觀測與掌握砼的凝固情況，及時定型翻模抹面。翻模采用手動葫蘆掛于抹面平臺上，下端用Φ12鋼筋彎成的掛鉤于模板背肋上臨時焊接的吊耳或預(yù)留孔上將模板提起，也可用人工翻模；翻模后應(yīng)及時進(jìn)行抹面作業(yè)，并用直尺和弧形靠尺檢查平整度和曲率。翻模順序為先澆先翻的原則，通常是在初凝前3～5小時先拆除最早收面處的一塊翻模，當(dāng)砼塑性很小時即可翻模，即由底部向兩邊側(cè)。設(shè)專人進(jìn)行找平、抹面，抹面一般不超三次，避免砼表面的過多擾動，造成表面砼松散。拆模后對模板及時清洗，損壞的及時修理。拆出的模板堆放整齊，做到文明施工。

    2.8.1保證澆筑后過流面體形結(jié)構(gòu)尺寸；

    2.8.1.1支撐模板的尼龍錐套不能直接與主筋焊接，而是用鋼筋直接撐在巖石面上。支撐鋼筋之間根據(jù)需要設(shè)置縱向連接鋼筋，增加支撐鋼筋的剛度。

    2.8.1.2中間設(shè)置的刮軌宜選用剛度大的角鋼彎制，垂直水流方向布置。刮軌間距控制1.0m~1.5m之間。抹面時先用直尺（鋁合金方鋼，垂直度滿足過流面要求）沿垂直水流布置的刮軌刮平，然后用定制的弧形刮尺沿水流方向檢查過流面體形尺寸。

    2.8.2保證澆筑過程中砼的質(zhì)量

    2.8.2.1振搗工必須入倉振搗，直至人員不能入倉振搗時，采用縱向堵頭模板上預(yù)留的窗口振搗。進(jìn)人口位置一般設(shè)于側(cè)向堵頭上，對于結(jié)構(gòu)襯砌厚度為2.0m的可設(shè)于縱向堵頭模板上。

    2.8.2.2邊墻砼澆筑振搗時，為防止大量砼涌入底拱，可緊貼定型翻模下口加一塊臨時擋板，待砼澆筑結(jié)束后取出該臨時擋板。

    2.8.3砼表面的保護(hù)和養(yǎng)護(hù)

    2.8.3.1抹面結(jié)束后，及時用麻布或是EPE保溫被覆蓋砼表面進(jìn)行保護(hù)。

    2.8.3.2終凝后，保持砼面濕潤，及時灑水養(yǎng)護(hù)28天。

    單塊循環(huán)時間見表2。

                   單塊底拱澆筑循環(huán)時間表        表2

    人員投入情況如表3。

                     人員投入情況表              表3

    設(shè)備投入情況見表4。

                 設(shè)備投入情況                    表4

    主要材料耗用情況見表5。

                     主要材料耗用表                           表5

    翻模施工可有郊消除砼表面氣泡、拆裝方便、縮短工期、成本低廉等優(yōu)點。

    三峽右岸引水隧洞預(yù)建段底拱翻模經(jīng)一年多的施工實踐，存在以下問題：

    4.2.1底拱翻模施工大都采用人工進(jìn)行，用工較多，砼表面質(zhì)量與施工人員熟練程度有關(guān)；

    4.2.2砼體形控制較難，需使用大量的支撐和拉筋材料，材料耗量大；

    4.2.3機(jī)械化程度低，工藝較落后，對長隧洞工效不高，且周轉(zhuǎn)次數(shù)較少。

   從分析比較表中可看出，當(dāng)隧洞較短時，翻模具有工期短較經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢，但對于長隧洞來說，由于周轉(zhuǎn)次數(shù)的增加。經(jīng)濟(jì)上就不占優(yōu)勢，且人工、支撐材料耗用較多。但由于翻模能有效地消除砼表面缺陷，對提高質(zhì)量是有利的，所以有必要在長隧洞底拱砼襯砌中采用翻模，但從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和進(jìn)度方面考慮，應(yīng)對翻模結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，具體方案可從以下方面進(jìn)行改進(jìn)：

    4.3.1使用底拱鋼模臺車進(jìn)行改造，將面板設(shè)計可翻轉(zhuǎn)模板或者是將底拱鋼模臺車加高，通過液壓千斤頂提升分段模板，留夠抹面空間；