三峡地下电站上弯段混凝土衬砌施工方案研究.pdf

第3 6卷第 1期 2 0 1 0年1 月 水 力 发 电 三 峡 地 下 电 站 上 弯 段 混 凝 土 衬 砌 施 工 方 案 研 究 章 成 ，廖 湘辉 ，黄 志花 ，万 刚 ，刘 欢 ( 三峡 大 学机械 与材料 学 院 ，湖北宜 昌4 4 3 0 0 2 ) 摘要：三峡 地下电站引水 隧洞上弯段 属高速高压 水流 区，衬砌 混凝土质 量要 求高 ，空 间结构特殊 ，施 工难度大 。 通 过 对 提 出 的 4种 混凝 土 衬 砌 施 工 方 案 的对 比 和 采 用 专 家 评 分 法 的 评 价 定 性 与 定 量 相 结 合地 分 析 了施 工 方 案 的 合 理 程 度 ，确 定 了较 优 的 施 工 方 案 ，并 存 实 际 丁 程 中进 行 了应 用 。 关键词 ：衬砌施工方案 ；上弯段 ；专家评价法 ；三峡水 电站 Re s e ar c h on Con cr e t e Li ni ng f o r t he Di v e r s i on Tu nne l o f Thr e e Gor g es Unde r gr o und Powe r St at i on Zha n g Ch e ng ，Li a o Xi a n g hu i ，Hua ng Zhi hu a ，W a n Ga n g ，Li u Hu a n ( C o l l e g e o f Me c h a n i c a l a n d Ma t e r i a l En g i n e e r i n g o f Th r e e Go r g e s Un i v e r s i t y ， Yi e h a n g Hu b e i 4 4 3 0 0 2 ) Abs t r ac t ：The flo w i n up pe r be n d s e g me nt o f Thr e e Go r g e s Und e r gr o un d Po we r S t a t i o n d i v e r s i o n t u nn e l i s f a s t ，S O t h e r eq ui r e me nt o n l i n i n g c o nc r e t e o f t un ne l i s s t r i c t As t h e s p e c i a l s t r uc t u r e ，i t i s di f f i c ul t t o c o n s t r u c t Fo ur l i n i n g c o ns t r uc t i o n s c h e me s a r e c o mp a r e d u s i n g e x p e r t a s s e s s me n t me t h o d w i t h q u a l i t a t i v e a n d q u a n t i t a t i v e a n a l y s i s B y t h e r e s u l t ，t h e c o ns t r uc t i o n s c h e n l e i s de t e r mi ne d a nd a pp l i e d i n a c t u a l c o n s t ru c t i o n Ke y W or ds ：l i ni ng c o n s t r u ct i o n s c he mes ；u ppe r be n d s e g me n t ；e x p e a s s e s s me n t me t h o d；Th r e e Go r g e s Hyd r o p o we r S t a t i o n 中图分类号 ：T V 5 5 l ( 2 6 3 ) 文献标识码 ：A 文章编号 ：0 5 5 9 9 3 4 2 ( 2 0 1 0 ) O 1 0 0 5 7 0 3 二= 峡 地 下 电 站 引 水 隧 洞 上 弯 段 属 高 速 高 压 水 流 区 处 于 水 流 急 剧 转 折 处 要 求 上 弯 段 过 流 而 必 须 平 整 咧 滑 过 渡 具 有 较 好 的 抗 冲 耐 磨 性 能 一 七弯 段 衬 砌 完 成 后 横 向 剖 面 内 径 为 1 3 5 m： 纵 向 剖 面 为 半 径 4 0 i n的 环 形 弯 管 其 圆 心 角 为 6 0 弯 管 轴 线 长 度 约 41 8 8 8 I 1 1 为 一 三 维 李 问 曲 而 根 据 上 弯 段 空 间 结 构 特 殊 、衬 砌 混 凝 土 质 量 要 求 高 、施 工 技 术 难 度 大 、后 期 缺 陷 修 补 质 量 标 准 高 、操 作 环 境 差 、不 能 使 用 大 型起 重 没 备 辅 助 施 T 和 安 全 隐 患 突 出 等 特 点 研 究 提 出 4种 混 凝 土 衬 砌 施 T 方 案 ，采 刚 专 家 评 分 评 价 法 对 各 施 T方 案 进 行 评 价 定 性 与定 量 相 结 合 地 分 析 施 T 方 案 的合 理 程 度 以便 在 没计 早 期 就 确 定 较 优 的方 案 达 到 节 约 成 本 和 提 高 没计 效 率 的 目 的2 1 1 混凝土衬砌施工方案 1 1 方 案分 析 ( 1 ) 全 圆 针 梁 式 滑 模 方 案 。 伞 圆 针 梁 式 滑 模 由 模 板 、 门 架 、 针 梁 、针 梁 螺 杆 支 撑 、液 压 系 统 和 电 气 及 振 动 系 统 等 组 成 。 滑 模 每 次 衬 砌1 0 。 ， 一 个 上 弯 段 分 6次 衬 砌 完 成 。 滑 模 结 构 见 图 1 。 滑 模 采 用 槽 钢 、工 字 钢 等 型 钢 同 绕 针 梁 形 成 一 个 截 而 为 方 形 1 、纵 向 与 模 板 等 长 的 门架 其 内 与 针 梁 连 接 外 连 液 压 油 缸 和 收 支 模 板 通 过 四 周 设 计 的 滚 轮 支 撑 在 针 梁 上 门 架 在 动 力 装 置 的 驱 动 下 可 沿 针 梁 前 后 相 对 滑 动 模 板 根 据 单 节 衬 砌 长 度 设 计 。 每 节 由 四环 组 成 每 环 上 宽 20 4 0mi l 1 下 宽 1 4 5 1 I I I 1T I 环 问 用 螺 栓 连 结 ，节 问 除 用 螺 栓 连 接 外 为便 于 拆 装 还 设 有 定 数 量 的 定 位 销 、每 环 模 板 南 2 块 顶 模 、2块 侧 模 和 1块 底 模 组 成 一 个 封 闭 的 网 形 截 面 在 模 板 定 位 后 门 架 通 过 油 缸 和 铰 销 与 模 板 连 接 为 一 整 体 并 存 门 架 上 设 计 有 锁 固 装 置 顶 紧 针 梁 以 保 证 混 凝 土 的 浇 筑 质 量 底 模 通 过 油 缸 和 连 接 装 置 与 门 架 直 接 连 接 ：两 侧 模 下 端 通 过 铰 销 与底 模 铰 接 上 端 通 过 油 缸 与 门 架 上 端 连 接 顶 模 通 过 铰 销 与 侧 模 连 接 在 使 用 时 模 板 节 沿 着 弧 形 导 梁 向 前 移 动 模 板 的 收 缩 和 撑 开 用 液 压 系 统 进 行 控 制 收 稿 日期 ：2 0 0 9 0 8 1 3 作者简介 ：( 1 9 8 4 ) ，男 ，湖北随州人 ，硕 1 一 研究 生 ，主要 研 究 方 向 为 水 电 工 程 施 T 装 备 W a t e r P o w e r V o 1 3 6 N o 圃 ； )Ju 巳 ； i 加 早 ， r： 二L I 儿 I 如_ L _弓F x ， C 匕 J一个 肥上J采1 盯 表 2指 标 等 级 、 取 值 及 取 值 标 准 等 级 竖 竺 竖 竺 级 越 近 。 2_ 2指标权 重 从 实 际 应 用 的 角 度 出 发 采 用 主 观 赋 权 法 确 定 各 指 标 的权 重( 见 表 3 ) 。 表 3指 标 权 重 2 3 专 家评 价 采 用 可 靠 性 较 高 、 应 用 较 广 泛 的 加 权 评 分 法 l 5 对 混 凝 土 衬 砌 施 工 方 案 进 行 评 价 本 次 研 究 咨 询 了 葛 洲 坝 三 峡 项 目指 挥 部 专 家 的 意 见 通 过 对 各 个 指 标 进 行 分 析 确 定 了 各 施 工 方 案 中 的 指 标 分 值 并 根 据 表 3 中 的 权 重 计 算 各 方 案 的 总 体 得 分 W( 见 表 4) 。 从 表 4 可 知 W2 l W4 3 ， 方 案 ( 2 ) 为 较 优 方 案 ， 即 在 峡 地 下 电 站 引 水 隧 洞 上 弯 段 混 凝 土 衬 砌 时 选 用 双 曲 钢 模 台 车 和 双 曲 滑 模 两 次 衬 砌 的 方 案 3 结语 通 过 对 三 峡 地 下 电 站 引 水 隧 洞 上 弯 段 混 凝 土 ( 上 接 第 5 3页 ) 计 、施 工 中 的 重 要 问 题 面 板 的 结 构 性 裂 缝 主 要 表 现 为 坝 肩 附 近 平 行 于 趾 板 线 的 斜 向 裂 缝 和 面 板 水 平 向 的 张 拉 裂 缝 坝 肩 的 斜 向 裂 缝 主 要 是 由 于 坝 肩 处 堆 石 的 不 均 匀 变 形 所 致 而 面 板 水 平 向 张 拉 裂 缝 则 主 要 是 由 于 堆 石 整 体 变 形 所 导 致 的 面 板 拉 应 力 过 大 造 成 的 在今 后 的 高 面板 坝 筑 坝 技 术 研 究 中 对 于 面板 结 构 性 裂 缝 产 生 的 原 因 和 机 理 进 行 深 入 的 研 究 将 是 一 个 重 要 的 方 向 同 时 通 过 深 入 细 致 的 研 究 探 讨 对 坝 体 设 计 和 施 工 方 法 的 改 进 减 少 面 板 结 构 性 裂 缝 的 产 生 这 也 是 工 程 界 所 关 心 的 重 点 1 0 结语 随 着 国 民 经 济 发 展 对 水 电 需 求 的 日益 增 长 ，建 设 3 0 0 m 级 超 高 面 板 坝 将 是 面 板 坝 发 展 的 必 然 趋 势 。 近 些 年 来 我 国 成 功 地 建 没 了 一 批 高 面 板 坝 T 程 ， 标 志 着 我 国 2 0 0 m 级 高 面 板 坝 技 术 的 基 本 成 熟 ， 同 时 也 为 实 现 坝 高 从 2 0 0 m 级 向 3 0 0 m 级 的 跨 越 提 表 4专 家 评 分 结 果 衬 砌 的 4种 施 工 方 案 定 性 与 定 量 相 结 合 地 对 比 分 析 确 定 了 双 曲 钢 模 台 车 和 双 曲 滑 模 两 次 衬 砌 的 方 案 为 较 优 的 施 工 方 案 在 施 工 过 程 中 利 用 卷 扬 机 和 天 锚 钢 丝 绳 牵 引 解 决 了 台 车 的 自 行 前 移 问 题 应 用 表 明 ，其 结 构 紧凑 ，操 作 方 便 ，降 低 了 混 凝 土 衬 砌 的 施 工 难 度 加 快 了 施 丁 进 度 ， 提 高 了 施 工 质 量 参考文献 ： 1 周 家同 三峡地下 电站引水隧 洞上弯段衬砌 混凝土模板方 案优 化 J 葛洲坝集团科技 ， 2 0 0 7， ( 1 2 ) ： 3 3 3 5 2 1 曲丽丽， 康 锐 研制 阶段 装备保 障方 案的专 家评分评 价法 J 兵 工 自动 化 ， 2 0 0 9 ，( 6 ) ： 1 7 1 9 3 冀 生贵 全 断面针梁式 钢模板 在隧洞 混凝土 衬砌 中的应用 J 水力发电 2 0 0 1 f 2 ) ： 3 5 3 7 4 粟 国敏 项 目经济评 价方法 主观赋 权多指标综 合选优评 价 法 J 北京机 械工业学 院学 报， 2 0 0 6 ， ( 6 ) ：5 0 5 2 5 裴学军 专家评分评价法及应用 J l _ 哈尔滨铁道科技， 2 0 0 0 , ( 1 ) ： 3 2 3 5 ( 责 任编 辑周 晓蔚 ) 供 了 较 为 坚 实 的 技 术 基 础 。针 对 3 0 0 m 级 超 高 面 板 坝 所 面 临 的 技 术 难 题 通 过 对 相 关 关 键 技 术 问 题 展 开 深 入 、细 致 的 研 究 和 攻 关 ，建 设 3 0 0 m 级 超 高 面 板 坝 在 技 术 上 应 该 是 可 行 的 参考文献 ： 1 J o h a n n e s s o n F o h l a n g 5 L L e s s o n s l e a r n e d f r o m Mo h a l e J I n t e r n a t i o n a l J o u r n a l o n Hy d r o p o we r a n d Da lns ， 2 0 0 7， ( 4)： 1 6 2 5 2 S o b r i n h o J A ， X a v i e r L V Al b e r t o n i S C ， C o e a C a n d P e r e i r a R FP e ff o m a n e e a n d c o n c r e t e f a c e r e pa i r a t Ca mp o s No v o s f I n t e r n a t i o n a l J o u r na l o n Hy d r o p o we r a n d Da ms ，2 0 0 7， ( 2)： 3 9 4 2 3 C o o k e J B T h e h i g h C F R D d a m M C o o k e J B J B a r r y C o o k e V o l u me ： C o n c r e t e F a l e d R o c k fi l l D a ms B e ij i n g ， 2 0 0 0 1 4 4 徐泽平 邓刚 高面板堆石坝的技 术进展 及超 高面板堆石坝关键 技术 问题探讨 J 水利学报， 2 0 0 8 ， ( 1 0 ) ： 1 2 2 6 1 2 3 4 5 徐泽平 郭晨 高 面板堆石 坝面板 挤压破坏问题研究 J 水力发 电 2 0 0 7 3 3( 9) ： 8 O 一8 4 6 徐泽平， 郭晨巴西 C a mp o s N o v o s 面板堆石 坝的经验与教训 J 1 中围水利水 电科学研究 院学报， 2 0 0 7 ，( 3 ) ： 2 3 3 2 4 0 ( 责任 编辑常 青 )