【摘 要】為在溪洛渡水電站泄洪洞龍落尾段工程中解決大坡度、大斷面、常態(tài)砼襯砌的難題，綜合提高隧洞施工效率及質(zhì)量，研制了適用與大坡度、大斷面、常態(tài)砼澆注的襯砌鋼模臺(tái)車。在襯砌施工中進(jìn)行了生產(chǎn)性試驗(yàn)，臺(tái)車順利完成龍落尾段的施工，澆注常態(tài)砼滿足對(duì)混凝土的質(zhì)量要求。施工中解決了隧洞內(nèi)臺(tái)車大坡度的行走、常態(tài)砼的澆注等難題，實(shí)現(xiàn)了大斷面一次性襯砌成功。

【關(guān)鍵詞】溪洛渡水電站 泄洪洞龍落尾 大坡度襯砌 常態(tài)砼襯砌 大斷面襯砌臺(tái)車

溪洛渡水電站是金沙江流域四個(gè)巨型水電站中最大的一個(gè)，上游為白鶴灘水電站，下鄰向家壩水電站。溪洛渡水電站四條泄洪洞分別布置在左右兩岸，隧洞出口均采用龍落尾方式設(shè)計(jì)，斜坡段最大坡度22.46°。

龍落尾段為圓拱直墻型，襯砌后凈空尺寸為14×19m（寬×高），襯砌厚度80cm～150cm。國(guó)內(nèi)在隧洞施工方面對(duì)大斷面襯砌臺(tái)車已有相關(guān)的應(yīng)用[1-7]，但能滿足大坡度隧洞襯砌且采用常態(tài)混凝土澆注方式的臺(tái)車，在國(guó)內(nèi)還是空白。為解決現(xiàn)有襯砌臺(tái)車的不足和在此類隧洞襯砌施工設(shè)備的空白，提高隧洞襯砌混凝土的整體質(zhì)量和施工效率以及降低施工成本，研制了國(guó)內(nèi)首臺(tái)斜洞常態(tài)砼全液壓自行式自動(dòng)澆注臺(tái)車，適應(yīng)與隧洞大坡度、大斷面以及常態(tài)砼澆注施工工況，并進(jìn)行了生產(chǎn)性試驗(yàn)。對(duì)研制襯砌臺(tái)車的要求是：滿足隧洞大坡度施工、臺(tái)車能夠自行行走的工況；滿足隧洞澆注常態(tài)砼的施工工況；實(shí)現(xiàn)立模、拆模、行走自動(dòng)化；實(shí)現(xiàn)大斷面襯砌混凝土一次性成型。

一、工程特點(diǎn)及難點(diǎn)

溪洛渡水電站左岸泄洪洞龍落尾由奧奇曲線段、直線段、反弧段、下直坡段等組成。

圖 1 泄洪洞縱坡圖

（一）泄洪洞工程設(shè)計(jì)大斷面、大流量、高流速，龍落尾最高流速達(dá)50m/s，設(shè)計(jì)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求高。

（二）采用C9060硅粉混凝土，施工較為困難，且溫控防裂難度大。

（三）泄洪洞龍落尾邊頂拱砼襯砌模板采用“液壓自行式鋼模臺(tái)車”邊頂拱一次澆筑成型，需要使用自動(dòng)提升皮帶輸送系統(tǒng)及混凝土泵送入倉(cāng)，澆筑工藝較為特殊。

（四）體形標(biāo)準(zhǔn)高，對(duì)邊墻臺(tái)車模板校核精度控制提出了較高的要求。

（五）設(shè)計(jì)坡度大，臺(tái)車行走、定位，混凝土輸送，倉(cāng)面澆筑措施提出特殊要求。

二、施工方案簡(jiǎn)述

龍落尾結(jié)構(gòu)混凝土按照“先邊頂拱、后底板”的澆筑順序分二層施工。分塊時(shí)，反弧段邊頂拱襯砌標(biāo)準(zhǔn)段按底板迎水面弧線長(zhǎng)9m計(jì)；斜坡段邊頂拱襯砌標(biāo)準(zhǔn)段按底板迎水面長(zhǎng)度9m計(jì)；奧奇段邊頂拱襯砌標(biāo)準(zhǔn)段按頂拱下頂面弧線長(zhǎng)度9m計(jì)。邊墻及頂拱采用液壓自行式鋼模臺(tái)車一次襯砌成型，邊墻自制提升吊罐系統(tǒng)配合皮帶機(jī)入倉(cāng)澆筑，堵頭模板采用木模板或自制定型鋼模板；頂拱則采用HBT60混凝土泵送澆筑。

圖 2 隧洞襯砌方案示意圖

三、特殊作業(yè)要求的解決措施

（一）隧洞大坡度施工的實(shí)現(xiàn)

由于隧洞設(shè)計(jì)坡度較大，正常襯砌坡度為22.460，摻氣段坡度為30.50。為保證襯砌臺(tái)車能正常在隧洞坡度上進(jìn)行行走，并且保證臺(tái)車行走的穩(wěn)定性，我們提出采用液壓頂推式全自動(dòng)行走方式，保證臺(tái)車在坡度上行走時(shí)的穩(wěn)定性。臺(tái)車走行機(jī)構(gòu)部分還設(shè)計(jì)前后頂升機(jī)構(gòu)，可以調(diào)節(jié)臺(tái)車的整機(jī)姿態(tài)，保證臺(tái)車順利的通過摻氣坎段。

（二）隧洞澆注常態(tài)砼的施工工況的實(shí)現(xiàn)

由于傳統(tǒng)的襯砌臺(tái)車設(shè)計(jì)均采用泵送澆注，但泵送澆注對(duì)混凝土的要求較高，對(duì)于泄洪洞大體積混凝土的澆注，采用常態(tài)砼澆注，有利于高標(biāo)號(hào)混凝土溫度的控制，有利于施工成本的降低，對(duì)混凝土的整體澆注質(zhì)量具有重要的意義。

臺(tái)車設(shè)計(jì)混凝土自動(dòng)澆注系統(tǒng)是為解決混凝土的常態(tài)澆注問題。臺(tái)車設(shè)計(jì)采用變頻起吊系統(tǒng)并結(jié)合布料機(jī)系統(tǒng)，可順利的實(shí)現(xiàn)混凝土的常態(tài)澆注。為解決在大坡度上混凝土起吊系統(tǒng)的行走問題，臺(tái)車設(shè)計(jì)卷?yè)P(yáng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，保證在大坡上施工時(shí)，混凝土的正常起吊和澆注。這種澆注方式大大降低了施工成本，提高了施工效率，有效降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

四、臺(tái)車結(jié)構(gòu)及技術(shù)參數(shù)

該隧道襯砌臺(tái)車的主要結(jié)構(gòu)包括液壓頂推系統(tǒng)、門架總成、托架總成、平臺(tái)總成、模板總成、起吊系統(tǒng)、布料系統(tǒng)，以及液壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)。臺(tái)車結(jié)構(gòu)如圖3所示：

圖 3 臺(tái)車結(jié)構(gòu)圖

臺(tái)車的主要技術(shù)參數(shù)如表1所列：

臺(tái)車走行速度（m/h）5

爬坡能力（°）31

布料機(jī)輸送量（t/h）90

表1 臺(tái)車的主要技術(shù)參數(shù)

五、襯砌臺(tái)車工作流程

該襯砌臺(tái)車工作流程為：立模—找正—澆筑混凝土—等強(qiáng)—脫?！_(tái)車行走 ——進(jìn)行下一循環(huán)。

（一）立模

啟動(dòng)臺(tái)車的液壓頂推系統(tǒng)將臺(tái)車移動(dòng)到工作位置，臺(tái)車移動(dòng)到位后，即可準(zhǔn)備支立模板。臺(tái)車立模工藝流程如下：模板就位—升起頂部模板—撐開左右側(cè)向模板——模板調(diào)整、找正、封端模 —開始澆筑。

（二）脫模

當(dāng)混凝土達(dá)到拆模強(qiáng)度，將臺(tái)車所有的螺旋千斤支撐取掉、拆掉堵頭模板，準(zhǔn)備脫模。臺(tái)車脫模工藝流程如下：先收左右側(cè)向模板—收縮頂升油缸—收頂部模板--脫模結(jié)束。

（三）常態(tài)混凝土澆筑

立模完成之后即可進(jìn)行澆注。澆注側(cè)墻，使用混凝土起升系統(tǒng)，將混凝土起升至布料機(jī)，開啟布料機(jī)，實(shí)現(xiàn)混凝土的布料。澆注至混凝土快要平齊工作窗口時(shí)，關(guān)閉工作窗，然后依次使用往上的工作窗口的布料機(jī)進(jìn)行澆注，以此類推。拱頂使用澆注口澆注，澆注順序同于澆注側(cè)墻。澆注完成，最后通過澆注口封頂。

臺(tái)車坡度澆注示意如下圖4所示：

（四）襯砌臺(tái)車行走

鋼模臺(tái)車脫模之后，啟動(dòng)行走液壓頂推系統(tǒng)，兩組油缸交錯(cuò)進(jìn)行收縮，即可行走至下一個(gè)襯砌位置。臺(tái)車前進(jìn)時(shí)一組頂推油缸頂推，另一組油缸收縮，待收縮到位以后，需確認(rèn)走行爬行機(jī)構(gòu)與軌道接觸牢固以后再開始行走，如此重復(fù)，即可實(shí)現(xiàn)臺(tái)車行走。

圖4 臺(tái)車坡度澆注示意

圖5 臺(tái)車坡度行走示意圖

龍落尾段底拱縱向坡度為漸變段，并設(shè)置有摻氣坎，最大摻氣坎階梯高度為1.9m。 通過設(shè)置軌道過渡支墩，將摻氣坎階梯段變?yōu)檎劬€段，實(shí)現(xiàn)臺(tái)車順利通過摻氣坎。臺(tái)車設(shè)計(jì)液壓頂推式行走方式，實(shí)現(xiàn)了摻氣坎段的大坡度行走；設(shè)計(jì)走行頂升系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)臺(tái)車在折線段姿態(tài)的調(diào)整，有利于臺(tái)車順利通過摻氣坎段。

六、結(jié)語(yǔ)

通過臺(tái)車襯砌作業(yè)的生產(chǎn)性試驗(yàn)，該臺(tái)車解決了臺(tái)車在隧洞中的大坡坡行走問題、澆注高標(biāo)號(hào)常態(tài)混凝土問題，實(shí)現(xiàn)了隧道襯砌混凝土的邊頂拱整體一次性澆筑，達(dá)到了預(yù)期的目的。

該臺(tái)車自動(dòng)化程度高，引入控制系統(tǒng)和觸摸屏技術(shù)，首次采用液壓頂推式全自動(dòng)行走方式，尤其在大坡度段施工，首次取得成功應(yīng)用，為在隧道大坡度段施工提供了積極的借鑒意義；在隧洞襯砌過程中，實(shí)現(xiàn)常態(tài)砼的澆注，降低了施工成本； 在臺(tái)車襯砌作業(yè)中，引入布料機(jī)作業(yè)，有利于降低勞動(dòng)強(qiáng)度，對(duì)實(shí)現(xiàn)混凝土的自動(dòng)化澆注具有重要的意義。 該臺(tái)車實(shí)現(xiàn)了立模、拆模及臺(tái)車走行的自動(dòng)化控制，操作維修簡(jiǎn)便、快捷，提高了隧洞施工的綜合施工速度。

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作者簡(jiǎn)介：

于松平，女，工程師，本科，湖南長(zhǎng)沙人，主要從事隧道工程機(jī)械研發(fā)管理工作。