滑动模板在伯利兹瓦卡水电站溢流面工程中的应用.doc

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滑动模板在伯利兹瓦卡水电站溢流面工程中的应用

潘新波

摘要伯利兹瓦卡水电站大坝为RCC碾压混凝土重力坝,溢流坝段为WES型混凝土堰顶。

大坝溢流面采用滑动模板施工,有效地加快了施工速度和降低了施工成本，并保证了溢流面混凝土堰面曲线、几何尺寸达到了设计和规范要求。

溢流面滑模施工采用15t手拉葫芦牵引滑动钢模板施工方法。

滑模长度以面板最大跨度控制,宽为21.4m,平均滑升速度0.25m/h～0.3m/h,达到了表面平整,质量优良的目的。

1工程概况

伯利兹瓦卡水电站位于中美洲伯利兹国中西部玛雅山区的马考河峡谷之中,是马考河继上游莫利炯和恰里洛电站之后的第三个梯级水电站,工程以发电为主,兼顾防洪、养殖、旅游等效益。

大坝主要建筑物由拦河坝、导流底孔、泄水底孔及右侧发电进水口等组成。

拦河坝为RCC碾压混凝土重力坝，坝轴线呈折线布置,由溢流坝和非溢流坝两部分组成,坝顶总长261.10m,最大坝高68m。

溢流坝位于河床中部,分4个坝段,分别为L1坝段长20m、L2坝段长20m、R1坝段长21.10m、R2坝段长18.90m。

非溢流坝位于河床两侧,其中左岸L3～L8，坝段长度80.30m,右岸R3～R10坝段长100.80m。

坝顶高程158.0m,坝顶宽度5.0m,上下游坡度分别为1∶0.1和1∶0.75。

2选用滑动模板的缘由

坝顶溢流总宽度80m，采用无闸控制WES型实用堰,堰顶与正常蓄水位齐平,堰顶高程为EL142.00m,基础面最低高程为EL91.20m。

溢流坝消能方式为挑流消能,挑流鼻坎顶高程108.0m,挑射角10°。

由于溢流面混凝土工程量较大，坝后呈台阶式上升，溢流面过水断面坡比为1：

0.75，溢流面斜面长度为48.28m，越往上施工难度越大而且施工时间只能安排在旱季进行（12月份～5月份），采用常规的小钢模板配合木模板方式进行施工还是采用滑动模板施工是选择施工方法的一个关键，现对溢流面施工叙述如下：

2.1滑动模板设计

滑动模板的行走装置是由I20a工字钢做为轨道，15t手拉葫芦做为行程牵引装置。

型钢和角钢为滑动模板的板梁，6mm的钢板为面板，模板后设抹面平台和养护水管。

施工顺序：

溢流面钢筋安装→滑轨安装→滑动模板安装→滑动模板调试→滑动模板试滑→全面安全检查→混凝土施工→模板的移除。

根据以往的施工经验，滑动模板为整体移动式具有施工速度快，成型混凝土面平整，而且在本工程中消除了因每一层水平施工缝中添加止水的工序，减少了止水带，降低了工程成本节省了施工时间的优点。

2.2滑动模板施工前的试验

为了保证滑动模板在施工中的正常运行，在溢流面混凝土施工前，在大坝非溢流坝段的台阶上进行了简易滑模施工试验，以验证滑动模板的脱模时间、滑动模板的上升时间和滑动模板施工所用的配合比。

模板选用0.6m×3.0m×0.1m（宽×长×厚）原多卡定型模板进行改装，滑动模板的牵引装置采用1个5t的手拉葫芦，行走装置为［10a的槽钢长度为3m。

根据现场所选定的位置将［10a轨道和模板安装完成后，用手拉葫芦进行试拉，经过试验，模板上升平稳。

滑动模板试拉完成以后按照正常的施工仓号进行准备，待仓号处理完成以后，进行混凝土浇筑。

在浇筑混凝土时先将滑动模板放置在仓号最末端，采用吊车+吊罐的方式进行入仓，大约60min后进行模板的提升，模板提升的速度为1cm/s。

模板提升到沿着轨道行进30cm的时候，再进行第二层混凝土的浇筑，待第二层浇筑完毕，60min再次提升模板。

当滑模提升到2层以后，对已浇筑好的混凝土进行检查发现试验块混凝土平顺，无大骨料外露，最后对已浇筑好的混凝土面进行人工收面。

试验结论：

①混凝土出机口坍落度为5～7cm，浇筑现场坍落度为3～5cm，2小时后混凝土无坍落度；②每层滑动模板的拉升进程为30cm；③根据试验数据计算，滑动模板每天可以滑升6～7m，溢流面斜面总长48.28m，单个坝段需时间6～7天。

经比较分析，采用滑动模板浇筑形成的混凝土面为一个整体，中间未出现条带和网格现象及蜂窝麻面现象。

3滑动模板的施工

3.1滑动模板的选材

滑动模板面板采用A3钢板厚度为6mm，模板支撑的材料采用L100mm×100mm×10mm的角钢，滑动模板的立面钢板梁间距为2.0m，由于地质原因，R1坝段长度由20m调整为21m，为最长的溢流坝段。

所以模板设计总长为21.6m，模板分为3段进行组合安装，模板两端设计长度为6.5m并设有行走支腿。

中间部位设为8.6m。

模板的前端设计有吊环，为连接手拉葫芦。

3.2滑动模板的制作与试拼装

溢流面施工方案确定以后，进行滑动钢模体的制作，滑动模板分为行走装置和模板本体及提升模板的牵引装置3大部分组成。

a、行走装置：

轨道采用的I20a工字钢，模板的底部设置行走轮，模板的主行走轮与工字钢翼板的上平面结合，底部两个辅助行走轮分别位于工字钢的左右两侧做为固定式行走装置，可以控制模板在滑升过程中的左右移位。

b、模板本体：

模板的支腿采用I20a工字钢，模板的高度为1.3m宽度为1.2m，中部钢板梁支撑采用L100mm×100mm×10mm的角钢，6mm的钢板与角钢焊接形成一个模板面，模板面的中部并安装斜撑进行加固，两侧支腿模板6.5m为一个拼装单元，相邻两块模板在制作完成时先进行预拼装安装完成后，在相应的部位制作好螺丝孔，并用螺丝进行连接。

连接好之后相邻两侧再用角钢进行焊接以保证模板之间的连接强度。

c、模板的牵引系统：

由于滑模在施工中上行速度比较慢，仓号滑动采用4个15ｔ手拉葫芦做为牵引装置，先在溢流面的顶部选择四个安装锚点的地方，安装好锚杆焊接好拉环，拉环一端与手拉葫芦相连另一端与滑模相连。

3.3溢流面滑动模板轨道的安装

在安装轨道时测量队根据图纸计算好轨道安装的位置，现场施工人员做好标记，凿孔并安装锚杆，I20a工字钢垂直放置并与锚杆焊接作为轨道的支腿，经测量合格后再将轨道与支腿焊接牢固。

轨道以此类推待整节轨道安装完成以后再对已装好的轨道进行检查，保证该单条轨道的安装精度。

单条轨道安装完成后在进行另一侧轨道安装时，测量人员应检查滑动模板的两行走轮之间的实际距离，两侧轨道之间的跨度误差不大于3cm，两侧轨道之间的高差不超过2mm。

3.4溢流面钢筋安装

采用的是φ25mm架立筋锚入大坝台阶50cm，间距为2×2m，测量根据台阶面的高程不同计算好钢筋的安装高度，然后进行钢筋的绑扎。

一个坝段的溢流面钢筋采用一次安装完成的方式进行安装，钢筋绑扎要符合设计规范保证搭接长度和相临两钢筋之间的搭接位置，并检查钢筋与架立筋之间绑扎是否牢固。

3.5堵头模板及分缝止水的安装

钢筋安装完成后经过检查符合要求后，进行两侧堵头模板的安装和坝段分缝处止水的安装，根据混凝土台阶高度和位置设计堵头模板，模板采用2.5cm厚马道板，背面安装5cm的方木为背带，模板长度3m为一段组成一个整体，模板分为上下2个部分，根据设计要求坝段的分缝处须设置PVC止水带，安装模板时必须保证止水带的安装位置，止水带中间的脊梁必须确保安装在分缝的中间，误差不超过5mm，高程误差不超过1cm。

3.6滑动模板的安装及试滑

在溢流堰下部的施工平台上搭设安装支架,将设计好的3部分滑动模板,利用安装平台支架连接成一整体并调整好，用C7050塔吊将滑动模板整体吊装在轨道上，当模板吊装好后，手拉葫芦一端与已安装好的钢筋吊环与模板相连，模板就位后再将剩余的模板部件安装完成，再全面检查模板与轨道之间滚轮之间的缝，如果缝隙较大可调整模板行走装置的螺丝，使上下滚轮与轨道完全相接更便于模板滑动。

检查完毕后进行试滑,拉环与10t手拉葫芦相连，拉手拉葫芦移动滑动模板，保证与行走方向夹角不大于10°，模板行走时速度不宜过快，按照0.5～1cm/s的速度进行移动，移动时专人指挥，每一个手拉葫芦由2人进行操作，统一听从指挥。

要求模板两侧匀速上升，以防造成轨道的变形和模板面的扭曲。

3.7滑动模板的混凝土施工

浇筑混凝土前，检查仓号的钢筋、止水、堵头模板，以及滑动模板的机械性能、牵引系统和抹面平台的安全围栏。

浇筑混凝土采用塔吊配合3m3吊罐进行混凝土入仓。

混凝土入仓分层厚度30cm，每一罐混凝土摊铺完成后进行振捣，振捣采用软轴φ70的振捣棒，一大层振捣完成以后进行模板的提升。

模板第一次提升的时间,应满足滑模行走不至于在混凝土表面形成摩擦破坏的要求，一般约为70cm（3小层浇筑）。

浇筑后约3.5小时（具体时间取决于当时气温）后,混凝土强度达到0.2MPa～0.3MPa,即可提升滑模30cm。

提升的速度应尽量缓慢均衡，并对模板结构和轨道及牵引系统进行一次全面检查，待一切正常后方可继续浇筑。

每浇筑30cm提升一次，直到混凝土表面距模板上口5cm～10cm左右，即转入正常滑动，每一层提升完毕后溢流面后面的收面平台上人员进行滑模提升面的抹面处理，采用钢抹子进行，要做到面光内实。

为了保证模板的提升的准确性，由专人在已安装的好的轨道上按照30cm一个行走进程进行分段并用数字标注上段号，便于施工时检查模板两端的滑行位置是否一致。

每行程30cm混凝土浇筑时间为45分钟，加上模板的提升时间，每一层浇筑混凝土时间为1小时，全天滑动模板上升进程为6.6m～7.2m。

3.8溢流面混凝土配合比及养护

在施工中选定合适的施工配合比是滑动模板施工的关键。

溢流面混凝土设计强度等级为20MPa。

为了保证滑模的滑升速度，试验室对混凝土配合比进行了设计和优化。

最终确定的混凝土配合比见表1。

表1混凝土配合比表

W/C

砂率

水

水泥

砂子

小石

中石

0.5

39%

160kg

320kg

749kg

586kg

586kg

按表1配合比拌制的混凝土，出机口坍落度为5～7cm，浇注现场为3～5cm。

2小时混凝土塌落度为0，无塑性状，滑升后混凝土无坍塌，表面光滑。

混凝土初凝以后，打开收面平台后面的养护水管进行养护。

养护水管为1.5寸的钢管，钢管的下游侧135°范围内钻孔3排孔，钻孔直径为3mm，孔间距为10cm，水压力的大小由阀门进行调节，养护时间为14天，在干燥炎热的气候条件延长养护至28天。

4结语

伯利兹瓦卡水电站大坝溢流面采用了自制的滑动模板施工，有效地加快了施工速度和降低了施工成本，保证了溢流面的线型，达到了设计和规范要求。