牟　毅，　杨 钦 鸿，　高　静

(1.中国人民武装警察部队 水电第八支队，重庆　401320；2.中国人民武装警察部队 水电第三总队，四川 成都　611130)



藏木水电站大跨度溢流面拉模设计与应用

牟毅1，杨 钦 鸿1，高静2

(1.中国人民武装警察部队 水电第八支队，重庆401320；2.中国人民武装警察部队 水电第三总队，四川 成都611130)

藏木水电站左岸大坝3#～8#坝段为表孔溢流坝段，各坝段溢流面宽度各不相同，坝段宽度分别为9 m、12 m、15 m、20 m、23 m，溢流面过流曲面由指数曲线段、直线段和反圆弧段连接组成，分别设计了溢流面曲率可调节的3 m、6 m、8 m拉模模块，其可以灵活自由拼合，以满足不同跨度、不同曲率溢流面使用要求，达到了节约模板投资，缩短施工工期等要求。

藏木水电站；大跨度；溢流面；曲率可调节；拉模

1　工程概况

藏木水电站位于西藏自治区加查县境内，为雅鲁藏布江干流上的第一座水电站，枢纽布置格局为重力坝+坝后式厂房，由左、右岸挡水坝段、溢流坝段、厂房坝段、冲沙底孔坝段、坝后式地面厂房等组成。大坝共分19个坝段，其中1#、2#为左岸挡水坝段， 3#～8#坝段为溢流坝段，9#、16#为左右冲沙底孔坝段，10#～15#坝段为厂房挡水坝段，17#～19#坝段为右岸挡水坝段，大坝建基面高程为3 198 m，最大坝高116 m，坝顶总长度为387.5 m。以5#～8#坝段为例(图1)，溢流面高程为3 236～3 291 m，(坝)0+005.80至(坝)0+039.13之间的曲线表面指数曲 线 参 数 为y=0.039 2×1.85，(坝)0+039.13至(坝)0+049.17之间为1∶0.7的直线斜面段，(坝)0+049.17至(坝)0+078.00之间为反弧面(圆弧半径为35 m)，溢流面宽度分别为9 m、12 m、15 m、20 m、23 m。

该工程溢流坝段地处西藏高海拔、高寒地区，浇筑工期紧，任务重，单个坝段跨度大，跨径各不相同，传统的施工工艺无法满足溢流面混凝土施工技术要求，而采用曲率可调节模块化拉模施工能最大程度灵活拼装，实现多跨度曲率可调节混凝土浇筑施工，满足该工程工期进度、质量要求。

2　模板设计概念

2.1模板设计原则

藏木水电站大坝共设有6个表孔溢流坝，单个表孔溢流坝段由指数曲线段、直线段和反圆弧段组成。为了拟合相应的曲率变化，模板设计宽度取值1.2 m，从而实现了曲线段及直线段通用一套模板，达到了缩短工期，确保工程质量的目的。

图1　大坝溢流面典型剖面图

为便于坝段间周转使用，采用模块化设计能够提高模板的通用性和周转次数，从而降低施工难度和施工成本。模板选材应符合规范要求，应保证其结构具有足够的稳定性、刚度和强度；具有足够的密封性，以保证混凝土的结构尺寸、形状和相互位置符合设计规定。

模板在使用工况下倾斜度大，受到混凝土上浮力、侧压力较大，模板使用轨道进行固定并设置桁架在模板背部以增强其刚度，确保了将大跨度模板扰度控制在规范要求的范围以内。桁架采用可调螺杆进行曲率调节以拟合坝曲面，拉模采用手动葫芦提供牵引力上升。

2.2模板设计规划

依据该工程特点，面板模块设计为：1节8 m×1.2 m、2节6 m×1.2 m、2节3 m×1.2 m。以上模块可根据溢流面宽度自由组合。

2.3模板工作原理

拉模依靠手动葫芦提供的牵引力在溢流面混凝土浇筑的同时缓慢滑动爬升，混凝土侧压力及上浮力通过拉模面板背部的桁架传递到行走轮。行走轮以集中力的形式作用于轨道上，轨道将力分散至预埋锚杆中。

在混凝土浇筑过程中，拉模根据混凝土入仓强度缓慢爬升，在尾部的抹面平台上，由人工进行二次收浆抹平压光，混凝土浇筑成型后，表面平整、光滑、密实，质量满足设计要求。

3　模板的设计

3.1面板

面板厚度为114 mm(由4 mm厚钢板和筋板组成，筋板厚度为6 mm、高110 mm)，面板宽度为1 200 mm，长度方向预设模块长度分块布置。为方便施工运输及吊装，同时考虑底部溢流面、闸墩溢流面及宽尾墩溢流面处的滑模施工，将滑模设计成五节 组 合 结 构(8 000 mm×1 200 mm、2节

6 000 mm×1 200 mm、2节3 000 mm×1 200 mm)，每节面板之间以及面板与桁架之间采用M16×45高强度螺栓连接。

3.2桁架

每节面板平面内均布置有上、中、下三榀桁架，桁架间距190 mm，桁架高度为1 609 mm，平面主桁架上纵梁采用∠100×63×10 mm的单肢角钢，下纵梁采用∠110×70×10 mm的单肢角钢；纵向连接主要采用∠50×5 mm等边角钢和50×4 mm方管，横向斜撑主要采用∠70×70×6 mm和10#槽钢，桁架之间采用M16×55高强度螺栓连接。在每节面板上纵梁底部均焊接有2组钢绳牵引挂钩吊耳，吊耳采用σ=10 mm钢板制作，相互间隔焊接在上纵梁上，滑模施工中由于溢流面宽度不同造成面板有多种组合，每种组合均采用不同吊耳挂钩钢绳调整牵引受力，可使滑模一直保持在正常状态下滑升(图2)。

3.3抹面作业平台

图2　拉模设计透视图

滑模施工时，溢流面坡面收仓面同时需要进行抹面收光处理。为方便抹面人员施工操作，在滑模的尾部设两个抹面平台。抹面平台主要由支架和平台两部分组成，支架由8#槽钢和∠45×4 mm等边角钢组成，工作平台由∠50×5 mm和∠30×3 mm等边角钢以及钢模网组成。抹面平台采用钢丝绳栓销铰接的方式固定在滑模下纵梁桁架上并随滑模一起滑升，抹面平台与桁架采用花篮螺栓连接，可根据坡面变化进行调整。

3.4轨道及锚固系统

轨道采用焊接H型钢(200×200)制作加工，每节长度为3 m，根据各溢流坝面线型变化情况弯曲加工而成。轨道的固定采用φ25钢筋支撑架、M30预埋定位锥和M30上拉杆支撑固定，轨道节间采用螺栓连接固定。

3.5牵引系统

滑模的提升系统由2台30 t手动葫芦、导向滑轮、牵引绳组成。由于滑模跨度大、爬升速度缓慢，故采用手动葫芦以保证滑模爬升的连续性和受力的可调节性。

4　受力分析及内力计算

4.1模板荷载分析及内力计算

以该工程受力最大的5#溢流坝段为例，溢流面跨度为23 m，坡度由半径35 m反圆弧曲面段变化至1∶0.7直线斜坡段、再变化至指数曲线段。拉模运行至1∶0.7直线段时，拉模的上浮靠轨道上翼缘约束滚轮，从而抵消新浇筑混凝土的上托力和自重的分力，此时桁架承受的浮托力最大。根据经验，荷载桁架高度取值为1 609 mm。主桁架上纵梁采用∠100×63×10 mm的单肢角钢，下纵梁采用∠110×70×10 mm的单肢角钢；纵向连接主要采用∠50×5 mm等边角钢和50×4方管，横向斜撑主要采用∠70×70×6 mm的角钢和10#槽钢。

通过计算可知，上下弦杆、竖杆、斜杆均能满足强度及稳定性要求。

4.2牵引力计算

通过计算可知，选用两台30 t的手动葫芦能够满足牵引力要求。

5　现场安装及应用

5.1模板安装

滑模安装程序：测量放线→轨道基础混凝土施工→轨道辅设→吊装滑模→安装牵引提升装置→安装配重及施工平台→安装抹面平台→运行。

(1)轨道安装。溢流面混凝土采用有轨滑模，轨道选用焊接H型钢(200×200)制作加工，轨道一侧采用预埋定位锥及上拉杆进行支撑固定，预埋定位锥采用φ25钢筋支架进行支撑，轨道采用φ25钢筋斜撑进行支撑，支撑钢筋与溢流面台阶预埋锚筋进行焊接固定。安装前，首先进行精确放样，放样后用钢筋支架或斜撑支撑，支撑间距为60 cm，然后安装定位锥、上拉杆及轨道，轨道为3 m一节，轨道侧面采用钢管或钢筋限制其侧向变形。定位锥及上拉杆中心线距坝段横缝、闸墩边墙(宽尾墩边线)距离为62 mm，轨道安装完成后进行复测，采用可调螺杆进行高程调节，以满足溢流面结构边线精度要求。

轨道安装完成后，其接头必须布置在支撑架顶板上；在设计荷载作用下，支点间轨道的变形不应大于2 mm，轨道标高的允许偏差为-2 mm、轨距允许偏差为±3 mm、轨道中心线的允许偏差为3 mm。

(2)面板、桁架及抹面平台。按设计图纸测量放样进行模板安装，多设控制点以利检查校正。模板安装过程中，经常性地保持足够的临时固定设施，以防其倾覆。在3314平台或下游消力池预设场地进行现场拼装，将每节面板与桁架组装完成，然后根据施工需要拼装好组合模块，最后在滑模后部安装抹面平台。抹面平台采用钢丝绳栓销铰接的方式固定在滑模下纵梁桁架上，随滑模一起滑升，抹面平台与桁架采用花篮螺栓连接，可根据坡面变化调整倾斜度。安装完成后，采用缆机将其整体吊装至轨道上。

滑模拼装前，对滑模的面板进行表面平整度检查，对不合格的部位及时进行处理；拼装完成后，用3 m靠尺进行模板整体检验，其应满足±3 mm/ 3 m的设计技术要求。

(3)提升系统。滑模的提升系统由2台30 t手动葫芦、导向滑轮、牵引绳组成。按照各坝段分段情况，在每段上游方向一定距离进行布置。手动葫芦固定在预埋吊环上，采用φ25锚筋锚固。

图3　拉模现场施工图

5.2拉模的现场应用

混凝土采用6 m3吊罐入仓，浇筑分层厚度为30 cm不间断连续浇筑，下料时沿拉模两侧往中间均匀、连续下料，从而保证模板受力均衡。模板上间隔2.5 m布置一台2.2 kW的附着式振捣器进行振捣，在浇筑过程中，辅助人工采用插入式软轴振捣棒进行补充振捣，以确保混凝土浇筑振捣质量。拉模根据混凝土入仓强度将上升速度控制在0.2～0.3 m/h，拉升时，安排专人监控模板动力平衡状态，同时由人工在后部抹面平台上及时提浆抹面，待初凝后喷洒养护剂进行保湿养护(拉模拼装与浇筑过程见图3。

6　结　语

藏木水电站左岸表孔溢流面二期混凝土施工采用了曲率可调节式拉模，曲率可调节式拉模适用性强，在其使用过程中采用拉杆调节桁架，既可应用于直线段，也可应用于曲线段。该模板的应用，节约了施工成本，提高了施工工效，溢流面经过人工二次抹面，溢流面表面平整、密实，可以较好地抵抗水流的冲刷。经过工程实际应用，曲率可调节模块化拉模能满足该工程需求。

(责任编辑：李燕辉)

2016-07-12

TV7;TV52;TV51;TV53+6

B

1001-2184(2016)04-0033-03

牟毅(1980-)，男，四川宣汉人，高级工程师，学士，从事水利水电工程建设技术工作;

杨钦鸿(1978-)，男，甘肃皋南人，高级工程师，学士，从事水利水电工程建设技术工作；

高静(1984-)，女，河南新乡人，工程师，学士，从事水利水电工程施工技术与管理工作.