马来西亚巴贡电站混凝土面板坝滑模9月修改版.doc

巴贡水电站大坝与厂房混凝土工程施工 混凝土面板坝无轨滑模施工方案设计
一、工程概况
1、工程简介
马来西亚巴贡水电站大坝为混凝土面板堆石坝，最大坝高203m，为目前世界第二高混凝土面板堆石坝，混凝土面板位于堆石坝上游面，面板坡比为1:1.405（EL210.8m以上为变坡），最大斜长为353.57m。
面板纵向每隔15m由坝底至坝顶设一道结构沉陷缝，缝上设两道止水，一道为”W”型铜止水，设在混凝土面板底部，此道止水在进行面板混凝土施工前安装，另一道为表面止水，表面止水由底部φ50mm橡胶棒，波形橡胶止水带，GB嵌缝材料和GB复合三元乙丙盖板组成，此道止水待混凝土面板施工完成后再安装。
2、施工要求
混凝土面板分三期施工：一期施工由EL34. 4m～EL119.0m，面板坝厚度由884mm～600mm,斜坡施工长度为144.67m，二期施工由EL119.0m～EL200.0m，面板坝厚度由500 mm～387m，斜坡施工长度为139.69m；三期施工由EL200.0m～EL229.0m，面板坝厚度由387 mm～300 mm，斜坡施工长度为50.44m。面板混凝土采用无轨滑模施工，每一结构块为一施工单元，采用跳仓浇筑的施工方式进行施工。
3、技术参数
3.1 面板坝坡比:高宽比1:1.405(坝面倾角α=36°。〕
3.2 混凝土面板厚度:884 mm～300 mm
3.3 混凝土初凝时间:2.5～3小时
3.4 混凝土坍落度:8～12 cm
3.5 施工区域气温:白天30°～40°，晚上20°～30°
二、滑模系统
滑模系统由箱式顶模、抹面修整平台、提升机构、安全系统、侧模、混凝土运输系统等组成。
1、箱式顶模
1.1 顶模尺寸的选定
长度:根据面板沉陷缝间距15m，且端头考虑30 cm～50cm外挑长度的规定，顶模设计长度16m，其每端挑出侧模50cm，考虑运输方便，顶模由三节拼接而成，三节的长度分别为4000mm，8000mm和4000mm。
宽度:根据混凝土初凝时间25～3小时，每小时浇筑一层，每层混凝土浇筑厚度为25cm～30cm (斜长约40cm左右)浇筑四层即可以开始脱模，因此，顶模的宽度选定为1500mm。
1.2 顶模浮托力的计算
面板混凝土浇筑方式为分层入仓振捣，每层混凝土摊铺厚度30cm，与顶模接触宽度约0.5m，计算顶模浮托力时按两层混凝土计算。
滑模要求自重加配重的法向分力略大于新浇混凝土对滑模产生的浮托力，即要求:
(G1 +G2)×cosα≥P
P=Pn×L×b×sinα
P=10×(15×0.5×2)×sin36°
P=80.37KN
(G1 +G2)×cos36°≥80.37
(G1 +G2)≥95.23KN
所以要求滑模自重加配重的合计大于95.23KN，取(G1 +G2) =96KN
式中: G1 G2一滑模的自重、滑模的配重(KN}
P—新浇混凝土对斜坡面上滑模的浮拖力(KN)
Pn—内倾模板的混凝土侧压力，本方案取作Pn =10KN/m2
L、b—滑模长度、滑模宽度(m)
α—面板与水平面间的夹角
为减轻顶模的重量，本工程顶模设计成水箱式，水箱容积为8m3。滑模在运输及安装时，水箱内不装水，待滑模就位后，在水箱内注水以满足砼浮托力的要求。
2、抹面修整平台
抹面修整平台安装在滑模下部，长2米，人行道宽0.7米，设有安全护栏，平台的升降用三个0.5吨手拉葫芦，人行道上设有卷膜（砼覆膜养护）滚筒支架。
基于巴贡地区雨水较多，为方便施工操作，在抹面平台及上口进料处设计了简易的防雨篷。
3、提升机构
3.1 顶模牵引力的计算
T= (Gsina+fGcos a+τS)K
=(G×sin36+0.05G×cos36+2×15×1)×3
=(0.59G+0.04G+30)×3
=(0.63×96+30)×3
=90.48×3
=271KN
所以当滑模自重加配重的合计为G=G1+G2=96KN时，滑模的总牵引力为271KN
式中: T—滑模牵引力(KN)
G—滑模自重加配重(KN)
f—滑模与侧模顶面间的滑动摩擦系数
τ—滑模面板与新浇混凝土之间的粘结力，一般取2kpa
S—滑模与新浇混凝土的接触面积
K—安全系数，K=3
滑模提升机构是在顶模的两端各安装一台五吨卷扬机，通过导向滑轮，最大牵引力可达到30t。
顶模两端的下部安装一个双槽滑模，φ24的钢丝绳四根，由于卷扬机滚筒只能卷200米长的钢丝绳，不能满足坡长的需要，因此在坝面用80或90的角钢，长1.5米成三角形埋设地锚，用φ32钢丝绳一头固定在地锚上，然后按50米一根，分三段铺设在坝面，下端挂16吨双槽滑轮和滑模两端的卷扬机双槽滑轮连接。当滑模卷扬机上的钢丝绳卷完时，可利用滑模两端安装的16吨手拉葫芦，收紧后起到固定保护作用，然后把卷扬机上的双槽滑轮和第二节φ32的钢丝绳连接，滑模就可连续工作。
电控箱的功能:操作两台5t卷扬机联动、单独动作、正反向运转；振捣器、低压电源等。
4、安全系统
前面第3条讲到，16吨手拉葫芦是双成使用：一是固定滑模移动卷扬机上的钢丝绳，二是当滑模提升定位后，把手拉葫芦收紧，收到滑模的安全保护作用；当滑模上升、下滑时，工作人员要离开滑模；当滑模定位后，才可上滑模施工。
5、侧模板
侧模主要材料采用P3015、P2015和P1015钢模板拼装，侧模底部用55厚木板制作，可根据坡比变化加工成1:1.4的斜度木模，木模的下部开有60×6的槽口，保证W型止水铜片的安装中心。
侧模的顶部采用100×63×8的角钢用M12的沉头螺栓固定在侧模顶部做滑模的行真轨道，角钢100的宽面和混凝土接触，同时用6毫米钢板焊成三角槽，做沉陷缝。侧模固定支架，采用φ25螺纹钢制作，二根为一品，每品中间有15毫米的间隙便于M12的钩头螺栓通过和组合模板连接，支架和坝面接触点用φ25螺纹钢，长800毫米打入坝面700毫米固定支架。
侧模设计为3米一段。
6、混凝土入仓系统
混凝土运输系统在滑模的前面安装一条长7米600型皮带输送机，该机可左右运动，把中心溜槽输送下来的混凝土通过皮带输送到各个部位，减少劳动强度和混凝土分离。
7、材料运输台车
为了便于钢筋、侧模、止水材料的运输，本工程制作两台运输台车。
三、技术说明
1、施工工艺流程框图
测量放线
接缝处砂浆找平
埋设止水铜片
安装侧模、绑扎钢筋

安装顶模及抹面平台
铺设溜槽
浇筑混凝土
顶模及抹面平台移位
吊装运输台车
混凝土养护
拆除侧模

2、操作规程
2.1 现场顶模的拼装和就位
在第一浇筑块的趾板附近，搭设一个临时拼装顶模的平台，进行顶模的拼装，将三节顶模用螺栓连接成一体，待侧模安装调整完成并通过测量验收后，吊装顶模到滑模的起始位置，模板的尾部应贴紧趾板(如果趾板斜面与混凝土面板面在同一直线上，可以将顶模安放在趾板斜面上)，利用安全防护装置临时固定住，防止下滑和移位，并注水用于滑模的配重。
2.2 地锚的施工、溜槽的铺设
顶模就位的同时，进行坝顶移动地锚及坡面中间地锚的施工。地锚的承载力应大于顶模牵引力。滑升机构安装调试完成后，在混凝土浇筑之前，应进行一到二次的试滑，检验系统有无问题，并确定上下统一指挥的方式。同时，进行混凝土入仓溜槽的铺设，溜槽铺于仓号的中间，并直接铺在钢筋网上。
2.3 抹面平台及塑料薄膜支架的安装
在混凝土浇筑之前，应安装好抹面平台、塑料薄膜支架及塑料薄膜。
2.4 侧模安装
在铜止水片安装完成后，进行侧模的安装，模板面与止水片中心对齐，支架用φ25螺纹钢（长800毫米）打入坝面700毫米。侧模顶部为滑模的轨道，要与面板的设计线一致，误差应符合规范要求。
2.5 混凝土的浇筑
混凝土浇筑应严格遵守分层摊铺和振捣的原则，每层的摊铺厚度为25cm～30cm (斜长约50m左右〕，按照顶模的设计宽度，可满足三次铺料的要求。
仓面混凝土振捣宜选用直径不大于50mm的插入式振捣器，3～4台，振捣器应垂直插入混凝土内进行振捣。
2.6 顶模的滑升
根据已给定的技术参数，顶模的首次滑升是在第四层混凝土平仓振捣完成之后进行，即第一层混凝土在顶模内停留的时间，不应超过3个小时。因此，要求混凝土的入仓强度的下限为每小时一层(25cm～30cm)。按照88cm的面板厚度计算，混凝土小时入仓强度至少应达到7m3/小时。
按照混凝土初凝时间的上限2.5小时(150分钟)和气温条件，脱模时间在2小时左右，浇筑一层混凝土的速度可拟定为40分钟，顶模的滑升速度可达到每小时75cm～100cm。白天气温较高，混凝土的入仓强度可以加大，缩短到20～30分钟浇筑一层，这样，滑升速度可以达到为每小时1m～1.5m，混凝土小时入仓强度为15m3/小时。
为减少摩阻力，保证顶模滑行平稳，滑升前应铲平模板前沿堆积的混凝土，每隔10～15分钟小距离滑升一次。
2.7 周边三角部分的浇筑
面板的三角部位都是位于岸坡趾板的衔接处，为了浇筑该部分，一种采用旋转法（附图一）施工；另一种方法（附图二）是需要另外安装一段侧模，作为顶模斜向滑行的一条轨道，该段侧模应与岸坡趾板平行支立，水平距离应大于8m，另外一条轨道为岸坡趾板，同时，在岸坡一侧用导链(手动葫芦)控制顶模的滑升方向，顶模应斜向水平滑升，直至三角部分浇筑完成后，即可恢复正常滑升施工。

附图一 附图二
周边倾角较大的三角块的滑模浇筑

2.8 表层混凝土的修整和养护
顶模滑升后，工人可以在抹面平台上，对脱模的混凝土表面进行修整、抹面、压光。然后，立即覆盖塑料薄膜，以防止表面水份迅速蒸发而产生干缩裂缝，同时可以防晒、防雨。面板混凝土由一层紧贴的塑料薄膜保湿，这是最好的养护方法。
3、注意事项
3.1 顶模的移位和修整
顶模在完成一个仓号的连续浇筑后，先滑空2m，将配重水箱内的水排干，再滑至滑落架上，并用安全钢丝绳将模板与地锚进行可靠拉结。
顶模移位到另外的浇筑段时，在面板下垫木板或方木，避免损坏面板。
3.2 混凝土的摊铺和振捣
混凝土必须水平摊铺，铺层厚度严格控制，不允许厚薄不均、高低不平，否则影响滑升速度。几台振捣器不宜同时振捣，以避免产生顶模的共振，使刚刚脱模的混凝土产生变形。严禁振捣器顺钢筋网插入顶模下部，导致混凝土从顶模尾部挤出，难以处理而造成质最事故。
3.3 脱模时间的控制
根据经验，混凝土初凝前可以脱模，有利于混凝土表面的修整、抹面和压光，同时避免混凝土在模板内停留时间过长，因粘结力过大，而造成混凝土表面被拉裂。
由于混凝土的塌落度为8cm～12cm，白天和晚上气温的差异，混凝土配合比和外加剂的特性等因素，脱模时间需要在实践中进行摸索，灵活掌握。
3.4 停滑的紧急措施
由于停电、暴风雨等特殊原因，必须暂停混凝土浇筑，除了按照施工规范对己经入仓的混凝土进行处理外，还必须设法将顶模按照脱模时间的要求继续滑升，直至顶模完全脱空。
该滑模方案在浙江温州泽雅水库、湖北水布垭电站、浙江余姚水库使用后，效果良好！
7