混凝土衬砌台车在大岗山水电站工程中的应用.pdf

第 4 5卷 第 4期 2 0 1 4 年 2 月 人 民 长 江 Ya ng t z e Ri v e r Vo 1 45， No 4 Fe b，2 01 4 文 章 编 号 ： 1 0 0 141 7 9( 2 0 1 4) 0 40 0 6 30 3 混凝土衬砌台车在大岗山水电站工程中的应用 王 祥 军 ( 湖南 中铁五新钢模有 限公 司， 湖南 长沙 4 1 0 1 0 0 ) 摘要 ： 为解决大 岗山水 电站泄 洪洞 工程 中大坡度 、 大 断面、 常态混凝土、 渐变段衬砌施 工的难题 ， 提 高隧洞综合 施工效率及质量 ， 研制 了适 用于大坡度 、 大断面 、 常态混凝土 、 渐 变段衬 砌 的钢模 台车 。为台车设计 了 自动提 升浇注 系统和顶模 自动加 高机构 ， 并在衬砌施 工中进行 了生产性 试验 ， 满足 了隧洞衬砌 的施工要 求 ， 实现 了大 断面边墙的一次性衬砌 。介 绍了台车的结构组成及 其技 术参数 ， 可供 同类工程参考。 关 键 词 ： 泄洪洞 ； 常 态混凝 土衬砌 ；衬砌 台车；大 岗山水 电站 中图法分类号 ： T V 5 4 4 9 1 文献标志码 ：A 大 岗 山水 电 站 泄 洪 洞 进 水 口堰 顶 高 程 1 1 1 0 O 0 m， 引渠段底高程 1 1 0 0 O 0 m， 塔顶高程 1 1 3 5 0 0 m， 塔 体 尺寸 为 3 8 5 m 2 7 0 m 2 0 0 m( 长 宽 高 ) ； 无压 泄 洪洞 采用 一坡 到 底 的形式 ， 洞 长 1 0 7 7 5 0 m， 纵 坡 i 为 0 1 0 3 9 ， 断面 形 式 为 圆拱 直 墙 型 ， 净 空 断 面 尺 寸为 1 4 O 01 6 O 0 m1 8 o 02 0 O 0 m( 宽 高 ) ； 泄 洪洞 出口底高程 为 9 9 0 O 0 m。大断 面衬砌 台车在 国 内隧 洞施 工方 面 已有 相 关 的应 用 。 ， 但 能满 足 大 坡 度隧洞衬砌且采用常态混凝土浇注方式以及解决隧洞 渐 变 段施 工 的衬 砌 台 车 ， 在 国 内还是 空 白 。为解 决 现 有衬砌台车结构设计的不足并填补 国内此类隧洞衬砌 施工设备的空 白， 提高隧洞衬砌混凝 土的整体施工质 量 、 效率以及降低施工成本 ， 研制了自动加高式斜洞常 态混凝土 自动浇注台车， 并进行了生产性试验。试验 结 果 表 明 ， 台车能 适应 隧 洞 大坡 度 、 大 断 面 、 常态 混 凝 土 以及 渐 变段 的浇 注施 工 。 衬 砌 台车 的研 制必 须满 足 以下要 求 。 ( 1 )台车 能在 隧洞 大坡 度上 自行 行走 施 工 。 ( 2 )满足 隧洞 浇注 常态 混凝 土 的施工 工 况 。 ( 3 )实 现 隧洞渐 变 段衬砌 的 自动 加高 处理 。 1 工程特点及难点 ( 1 )泄洪洞断面大 、 流量大 、 流速高 ， 最大流速达 5 0 m s ， 对设计及施工质量要求较高。 ( 2 )采用 C 9 0 6 0硅粉混凝土 ， 施工较为困难 ， 且温 控 防 裂难度 大 。 ( 3 )泄洪洞边墙混凝土衬砌采用“自动加高式斜 洞常态混凝土 自动浇注 台车” ， 要求边墙衬砌一次浇 筑成型， 需要使用 自动提升皮带输送系统及混凝 土泵 送 人仓 ， 浇筑 工 艺较 为特殊 。 ( 4)台车 能 满 足 渐 变 段 自动 加 高 2 m 的 施 工 工 况 。泄洪 洞 纵剖 面示 意见 图 1 。 图 1泄洪 洞纵 坡 2 施工方案简述 泄洪洞从进水 口到出水 口共 4种 断面 ， 分别为 1 1 、 22 、 33 、 44 ， 变 形 式 连 接 且 4个 断 面 间 均 以 渐 变形 式连 接 。根据 施工 需要 ， 0+ 0 0 0+2 5 、 1+3 7 51+ 7 7 5进出 口段搭设脚手架平 台， 利用组合模板 进行混凝土衬砌施工。泄洪洞洞身 0+ 2 51+3 7 5 段按照“ 先施工边墙、 再施工顶拱 、 最后施 工底板” 的 收稿 日期 ： 2 0 1 31 21 8 作者简介： 王祥军， 男， 工程师， 主要从事工程机械研发与管理工作。Em a i l ： 2 8 7 4 2 7 8 1 5 q q c o rn 6 4 人 民 长 江 顺序进行施工 ， 洞身配置 1台边墙钢模 台车和 1台顶 拱钢模台车结合的形式以满足衬砌需要。 ( 1 )钢模 台车在桩 号 l+ 0 3 7 7 0+1 5 0段 时 ， 台 车按正常设计尺寸进行衬砌 ， 此段衬砌时 ， 台车不进行 加 高处 理 。 ( 2 )完 成桩 号 1+ 0 3 7 7 0+1 5 0段 衬砌 后 ， 台车 进 入桩 号 0+1 2 0 0+1 5 0段 。在该 段 ， 边墙 台 车继 续 沿 1 + 0 3 7 7 0+1 5 0段设 计轨 道进 行 衬砌 。 在该 段 ， 台车需进行加高处理 ， 边部模板需两次加高 ， 每次加高 1 n l 。 ( 3 )台车进 人桩 号 0+ 0 2 5 0+1 2 0段 ， 边 墙 台车 在上 段 已完成 加高 处理 ， 可继 续进 行衬 砌 。 3 特殊施工要求的解决措施 3 1 常态混凝土施工工况 的实现 传统 的衬 砌 台车 均 采用 泵 送 浇 注 ， 但 泵 送 浇 注 对 混凝土的要 求较高。对于泄洪洞 大体 积混凝 土的浇 注 ， 采用 常态 混凝 土浇 注 有 利 于 高标 号 混 凝 土 温 度 的 控制 ， 有利于施工成本的降低 ， 对混凝土的整体浇注质 量 具有 重要 意义 。 设 计 台车混凝 土 自动 浇注 系统是 为解 决 常态 混凝 土 的浇 注 问题 。台车设 计采 用 变频起 吊系统并 结合 布 料 机 系统 ， 可顺利 实 现 混 凝 土 的 常 态浇 注 。 为解 决 在 大 坡度 上混 凝土 起 吊 系统 的行走 问题 ， 台 车设 计 电机 一 链 条驱动 系统 ， 保证 在 大坡 上施 工时 ， 混凝 土 的正常 起 吊和浇注。这种浇 注方式大大降低了施工成本 ， 提 高了施工效率 ， 有效降低了工人的劳动强度。 3 2渐变段衬砌的实现 由于隧洞渐变段需加高 2 m， 这对 钢模 台车的设 计提出了挑战。为了节省施工成本 ， 要求衬砌台车能 自动加 高 ， 以完成渐 变段 加 高的衬 砌 。 台车设计 自动加高机构 ， 采用液压 自动实现加高， 每 次加 高 1 n l ， 可方 便完 成 台车 在渐 变段 的加高 ， 保 证 了台 车在渐 变段 的衬 砌施 工 。 4台车结构及技术参数 该隧道衬砌台车的主要结构包 括液压顶推系统、 门架总成、 托架总成 、 平 台总成 、 模板总成、 起 吊系统、 布料系统 ， 以及液压 系统和 电气系统 。台车结构如 图 2所 示 。 台车 的主要 技 术 参 数 为 ： 总 质 量 2 0 0 t ； 爬 坡 能 力 1 5 。 ； 横移 量 左 右 各 7 0 m m； 模 板 液压 系统 压 力 1 6 M P a ； 走行液压系统压力 1 6 MP a ； 起 吊系统起升速度 8 m mi n ； 起 吊系统走行速度 ( 水平) 1 5 m m i n ； 布料机输 送 量 29 0 t h 。 图 2台 车 结构 5 衬砌台车工作流程 该衬砌台车工作流程为 ： 立模一找正一 浇筑混凝 土一等强一脱模一台车行走一进行下一循环 。 5 1 立 模 启动台车的液 压顶推系统将 台车移动到工作位 置 ， 台车移动到位后 ， 即可准备支立模板。台车立模工 艺流程为 ： 模板就位一撑开左右侧 向模板一撑开左右 侧 向小动模一调整、 找正、 封端模一 开始浇筑。 5 2 脱 模 当混凝 土达 到拆 模 强 度 后 ， 将 台 车所 有 螺 旋 千 斤 支撑卸掉 、 拆除堵头模板 ， 准备脱模。 5 3 常态混凝土浇筑 立模完成后 即可进行浇注 。浇注时， 从钢模 台车 侧向模板顶部利用布料机并结合溜筒 和溜槽 进行浇 注 ， 浇 注 至混凝 土快要 平齐 时 ， 停止 混凝 土 的浇注 。布 料机 可 以左 右 横 移 运 动 ， 实 现 两 边 仓 号 的 均 匀 浇 注 。 台车坡度 浇注示 意 如 图 3所示 。 图 3 台车坡度浇注示意 台车设计采用电机 一链条式驱动起 吊系统 ， 可有 效保证混凝土料斗在纵 向行走的稳定性 ， 大大降低 了 第 4期 王祥军 ， 等： 混凝土衬砌 台车在 大 岗山水 电站工程 中的应用 6 5 施工 强度 。 凝 土 内轮廓 、 中线及 外观 质量 满足 设计 要求 。 5 4 渐变段 的加高处理 该台车在隧洞衬砌过程中， 实现常态混凝土的浇 钢模 台车在 完成 正 常 衬 砌 段 施 工后 ， 即进 入 渐 变 注 ， 降低 了施 工成 本 ， 大 大提高 了施 工 效 率 ；在 台车衬 段 ， 台车在该段需进行加高处理。加高时， 操作液压系 砌作业中， 引入布料机作业 ， 有利于降低劳动强度。该 统 ， 加 高 装置 每次 自动加 高 1 0 0 0 m m， 加高 2次 ， 即可 台车实 现 了立模 、 拆模 及 台车走 行 的 自动 化控 制 ， 操 作 完成台车的加高工作。加高完成以后 ， 安装相应 的加 维修简便 、 快捷 ， 提高了隧洞施工 的综合施工速度。 高立 柱 ， 台车 即可 进行 衬砌 作业 。 参 考文 献 ： 台 车 设 计 液 压 驱 动 式 自 动 加 高 装 置 ， 有 效 地 解 决 言 青 房 水 库 输 水 隧 洞 工 程 中 的 应 了隧洞内渐变段衬砌的施工难题 ， 大大提高了施工效 2 揭选松 ，刘德树 ， 彭立敏 隧道 混凝 土施工技 术 西部探 矿 工 率 ， 节约了施工成本 。 程， 2 0 0 5 ( 7 ) 3 敬启双 大断面衬砌 台车在遂渝线龙凤隧道 中的应用 J 现代 隧 6 结 语 道 技 术 ，2 0 0 6， ( 4 3 ) 6 通过台车衬砌作业的生产性试验 ， 该台车解决 了 断面 ,2 0 0 隧垌 6, 车 的设计 和应 剀 怔业高等 浇注高标号常态混凝土 以及隧洞渐变段加高衬砌的问 5 胡 继峰 三峡 电源 电站尾水洞施工钢模 台车设计及 应用 人 民 题 ， 实 现 了隧道 衬砌 混凝 土 边墙 一次 性浇 筑 ， 达到 了预 长 江， 2 0 0 6 ， 3 7 ( 6 ) 期 目的 。 6 唐果良 特大断面隧道液压 模板台 车的 研制与 施工 技术 J 现代 通 过作 业 试验 ， 脱模 后混 凝 土表 面光 滑平顺 ， 无 蜂 隧道技术， o o ， ( ) 窝、 麻 面 气 泡 等 缺 陷， 混 凝 土 错台 在I m m 范 围 内 ， 满 l钢 模 台 车 在 水 布 垭 电 站 尾 水 洞 衬 砌 施 工 中 的 应 用 湖 足混凝土质量要求 。混凝 土成 型断面经测量检查 ， 结 ( 编辑 ：徐诗银 ) 构 物边 线 与设计 边线 尺 寸相 差 在 5 m m 之 内。衬 砌 混 App l i c a t i o n o f c o nc r e t e l i n i ng t r o l l e y i n c o n s t r uc t i o n o f Da g a ng s ha n Hy d r o po we r St a t i o n WANG Xi a n g j u n ( C h i n a R a i l w a y Wu x i n G r o u p o fS t e e l T e m p l a t e ， C h a n g s h a 4 1 0 1 0 0 ，C h i n a ) Abs t r ac t ： Fo r o v e r c o mi ng t h e l i n i n g c o n s t r u c t i o n di ffic ul t i e s a n d i mpr o v i n g c o n s t ru c t i o n e ffici e n c y o f s pi l l wa y t un ne l o f Da g a n g s ha ng Hy dr o po we r St a t i o n，we d e v e l o p a n e w l i ni n g t r o l l e y t ha t i s s u i t e d f o r l i n i ng c o ns t r uc t i o n c h a r a c t e r i z e d a s s t e e p s l o pe， l a r g e c r o s ss e c t i o n，n o r ma l c o n c r e t e g r o ut i ng a n d c o mp l i c a t e d t r a ns i t i o n s e c t i o n s The i n n o v a t i o n s for h e l i ni ng t r o l l e y i n v o l v e s e l fl i f t c o n c r e t e p o u r i n g s y s t e m a n d a ut oh e i g h t e n i ng de v i c e f o r t o p t e mp l a t eI n t h e c o ns t ru c t i o n t r i a l s，t h e n e w i nn o v a t i o ns h a v e f ul fil l e d t h e r e qu i r e me n t s o f t u nn e l l i ni ng c o n s t ruc t i o n，r e a l i z i ng o n et i me l i ni ng for l a r g e c r o s ss e c t i o n s u c c e s s f ul l y Ke y wor d s： s pi l l wa y t u n ne l ；n o r ma l c o n c r e t e l i ni n g；l i n i n g t r o l l e y；Da ga ng s h a ng Hy d r o po we r S t a t i o n ( 上 接 第 6 2页 ) App l i c a t i o n o f t r e nc h c o ns t r uc t i o n by c i r c u l a t i o n d r i l l i n g i n c ut o ff wa l l c o n s t r uc t i o n o f c o f f e r d a m HUANG Xi a n g p i n g，ZHOU Ch a n g ma o，HE Yi n g，YANG Hu a g ui ( C h i n a G e z h o u b a G r o u p F o u n d a t i o n En gi n e e r i n g Co ，L t d ，Y i c h a n g 4 4 3 0 0 2，C h i n a) Abs t r ac t ： S e r i o us a c c i d e n t s o f s t i c k i ng，d r i l l i n g b ur y i n g，l e a k a g e a n d c o l l a p s e wo u l d o c c ur wh e n c o nd u c t i ng t r e n c h c o n s t r u c t i o n b y dr i l l i ngs p l i t t i n g me t h o d i n t he l o o s e ni n g a nd ho l l o w s t r a t a wi t h ma n y bo ul de r s F o r s o l v i ng t h e s e p r o b l e ms，a n e w t r e nc h f o r ma t i o n me t h o d o f c i r c ul a t i o n dr i l l i ng wa s de v e l o p e d a nd s uc c e s s f u l l y a p pl i e d i n t h e c ut o ff wa l l c o ns t r u c t i o n o f c o f f e r d a m o f Ho u z i y a n Hy d r o p o wer S t a t i o n Th e p r e s e nt e d me t h o d d i v i d e s t h e o v e r b u r de n l a y e r i n t o s e v e r a l c i r c u l a t e d s e c t i o ns wi t h 1 0m d e pt h f r o m t o p t o b o t t o m whe n e v e ry t r e nc h s e c t i o n c on s t ruc t i o n i s c a i e d o ut ，t h e n t h e c o n s t r u c t i o n p r o c e d ur e o f f i r s t l y ma i n h o l e，ne x t a u x i l i a r y h o l e a nd fin a l l y s ma l l wa l l i s a d o pt e d for t h e c i r c u l a t e d s e c t i o n s Fi n a l l y，t h e t r e n c h c o n s t r u c t i o n wa s fin i s h e d o n e s e c t i o n b y o n e s e c t i o nTh e e n g i n e e r i n g p r a c t i c e s ho ws t h a t t he pr e s e n t e d me t h o d wi l l r e du c e c o ns t ruc t i o n a c c i d e nt s e f f e c t i v e l y，a n d i s f a vo r a b l e t o a c c i d e n t t r e a t me n t Ke y wo r ds： c i r c ul a t i o n d r i l l i n g；t r e n c h c o n s t r u c t i o n；c u t o ff wa l l ；e n g i n e e r i ng a p p l i c a t i o n