鄧 斌， 吳 勇， 熊 瀟

(中國水利水電第十工程局有限公司，四川 成都 610072)

1 工程概述

南椰Ⅱ(Nam NgiepⅡ)水電站位于老撾川壙省(Xieng Khouang)，樞紐工程由南椰河引支流系統(tǒng)及南森河引水發(fā)電系統(tǒng)組成，輸水系統(tǒng)包括引支流壩、引支流隧洞；發(fā)電系統(tǒng)包括水庫及首部的粘土心墻土石主壩、溢洪道、泄洪兼導(dǎo)流洞、進水口及發(fā)電系統(tǒng)的引水隧洞、調(diào)壓井、鋼管道及地面廠房。電站裝機容量為3×60 MW，保證出力為56 MW，多年平均發(fā)電量為7.21×108kW·h，裝機年利用小時為4 006 h。

老撾南椰Ⅱ水電站引水隧洞長10 959.317 m(0+004～10+963.317)，引水隧洞為馬蹄形有壓隧洞，襯砌形式分為A、B、C、D四種型式，針對Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ類圍巖分別采用A、B、C、D 型式襯砌。A型襯砌為只進行底板C25素混凝土澆筑，厚度為30 cm，襯砌后底寬442 cm，高530 cm，頂拱內(nèi)徑為560 cm。B型襯砌與一次支護(邊頂拱噴15 cm混凝土)結(jié)合，二襯亦只進行底板C25素混凝土澆筑，厚度為30 cm，襯砌后底寬408 cm，高515 cm，頂拱內(nèi)徑530 cm。C型襯砌為鋼筋(單層筋)混凝土全斷面襯砌，襯砌厚度底板為40 cm、邊頂拱為35 cm，襯砌后底寬為340 cm，高470 cm，頂拱內(nèi)徑為460 cm，D型襯砌為鋼筋(雙層筋)混凝土全斷面襯砌，襯砌厚度為40 cm，襯砌后底寬為340 cm，高470 cm，頂拱內(nèi)徑為460 cm。

由于該引水隧洞混凝土襯砌洞段長、施工難度大、任務(wù)艱巨和質(zhì)量要求高，采用馬蹄形鋼模臺車是針對該隧洞混凝土襯砌工程最便捷、最有效的施工設(shè)備。

2 臺車的結(jié)構(gòu)及功能

根據(jù)隧洞斷面尺寸要求，項目部特別設(shè)計制作了一套馬蹄形鋼模臺車，該臺車尺寸為12 m×4.3 m×7 m(長×寬×高)，主要由模板系統(tǒng)、臺車中梁、行走裝置及軌道、液壓系統(tǒng)以及絲桿系統(tǒng)組成。該臺車由南椰Ⅱ水電站導(dǎo)流洞直徑7 m的全圓形鋼模臺車改裝而成，以達到節(jié)約臺車制造費用和運輸費用的目的。

2.1 模板系統(tǒng)

該臺車的模板長度為12 m，分為三部分(圖1)，即兩側(cè)模部分與頂模部分，頂模由6張同一標(biāo)準的小模(2 m/張)組成，每塊小模兩側(cè)留10 cm搭接長度，以方便以后的組裝搭接。模板的面板采用厚10 mm的鋼板，主梁采用20 mm厚鋼板，次梁采用10號槽鋼，頂模通過由液壓操作的頂升油缸和平移系統(tǒng)與中梁連接，為方便脫模，頂模與側(cè)模采用鉸接，其他采用螺栓連接。

2.2 臺車中梁

中梁為桁架鋼結(jié)構(gòu)(圖2)，它是連接固定模板和臺車行走裝置的基礎(chǔ)件，臺車定位后，該梁起到主要的支撐和受力作用。上下縱梁、立柱、立柱斜撐、橫梁等構(gòu)成整個機身框架，能夠很好地保證臺車在實際運作中的穩(wěn)定性。為方便拆裝，中梁分為上塊件、下塊件及中梁柱，全部采用45號工字鋼制作，各構(gòu)件之間采用螺栓連接。8臺50 t螺旋千斤頂設(shè)置在該臺車中梁上平面。當(dāng)臺車行駛到指定位置、千斤頂升到固定高度，能夠?qū)δ０迤鸬胶芎玫姆€(wěn)定作用，防止?jié)仓r模板松動而導(dǎo)致混凝土表面不規(guī)整、不光潔，2排、共32根絲桿安裝在中梁兩側(cè)，其主要作用是連接和固定兩側(cè)邊模。

圖1 馬蹄形鋼模臺車洞內(nèi)斷面圖

2.3 行走裝置及軌道

圖2 馬蹄形鋼模臺車主體結(jié)構(gòu)圖

軌輪為該臺車前后行走的主要裝置，其行走輪為一邊三組、共六組，均采用φ500鑄鋼輪；軌道為43 kg鋼軌，軌道下方鋪設(shè)枕木的尺寸要求為20 cm×20 cm×100 cm；臺車行走依靠爬軌器，而爬軌器的動力主要由液壓泵站提供；當(dāng)液壓泵動力輸出時，前-后輪中間油缸(φ140×1 800 mm)通過伸縮作用促使爬軌器舒張和嚙合，實現(xiàn)鋼模臺車前進或停止的功能；由于臺車是從隧洞下游往上游澆筑，考慮到臺車自身行走安全，在軌道兩側(cè)焊接穩(wěn)定支座或鋼管，以避免軌道變形而導(dǎo)致臺車行走偏心。

2.4 液壓系統(tǒng)

臺車的液壓系統(tǒng)由泵站、截止閥、油管和油缸等部件組成，鋼模臺車主要通過8只φ180頂模油缸實現(xiàn)升降作用和8只φ140側(cè)模油缸起到伸縮的功能，對模板的立模、脫模以及臺車的行走起到?jīng)Q定性的控制作用。

3 臺車混凝土襯砌的施工方法

引水隧洞混凝土襯砌施工工藝流程見圖3。

圖3 混凝土施工工藝流程圖

馬蹄形鋼模臺車主要針對全襯砌段(直線段)的混凝土襯砌，工作形式為在已經(jīng)施工完畢的引水隧洞底板上安裝臺車軌道，軌道按每12 m為一段安裝，軌道相互之間采用道夾板螺栓連接，軌道與枕木之間用軌道釘連接牢固。每段軌道在安裝時都必須按照要求的誤差調(diào)整達到安裝精度(兩軌標(biāo)高差為±3 mm，軌距為±5 mm，軌道中心線為±5 mm,支點間軌道變形為±2 mm,軌道接頭錯縫為±1 mm)。因鋼模臺車為軌道式邊頂拱鋼模臺車，故在已澆筑的底板混凝土上鋪設(shè)2根46 kg/m軌道作雙線支撐，行走方式采用液壓爬軌器牽引，行走輪在軌道上滾動行走；門型鋼桁架支撐在軌道上，模板支撐在桁架上，模板的伸縮靠液壓油缸，模板支撐采用可調(diào)絲桿與桁架連接。臺車結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、剛度和強度需滿足要求，能夠承受混凝土澆筑和振搗的側(cè)向壓力和振搗力，防止產(chǎn)生模板位移，確?；炷两Y(jié)構(gòu)外形尺寸準確并擁有足夠的密封性，以免漏漿。

鋼模臺車封頭模板：采用5 cm厚的楔形木板，現(xiàn)場拼裝并固定在鋼模臺車的端部。為避免上下游倉號的混凝土出現(xiàn)銜接不良、錯臺等缺陷，將鋼模臺車直接搭接在已成型混凝土段30～50 cm，使接頭部位平順連接。

在馬蹄形鋼模臺車混凝土襯砌施工中，由于靠近模板部位的混凝土極易粘接模板，故要控制好振動棒與模板之間的距離，保證混凝土的外觀質(zhì)量。邊、頂拱混凝土的振搗、全襯砌段邊、頂拱混凝土的振搗采用固定在鋼模臺車上的附著振搗器，平倉采用從不同倉口入料的方式達到平倉目的。

在混凝土澆筑過程中，應(yīng)派專人守護模板，控制混凝土澆筑上升速度，避免發(fā)生意外，在混凝土具有一定強度后保證不出現(xiàn)損傷混凝土棱角的情況時才能進行脫模作業(yè)，脫模后對模板進行及時修整、清理表面，整齊堆放，以便下一循環(huán)使用。模板在每次使用前應(yīng)清理干凈，面板涂刷脫模劑。

4 混凝土襯砌施工的注意事項

鋼模臺車運行必須指定專人負責(zé)，非指定人員不得運行鋼模臺車；合閘前，必須對電源進行檢查，確定無問題后方可合閘；應(yīng)對驅(qū)動裝置、液壓裝置、制動裝置進線檢查，嚴禁帶病工作；鋼模臺車運行時，操作人員不得擅自離開操作臺，如需離開時必須經(jīng)現(xiàn)場負責(zé)人同意；同時，操作人員應(yīng)聽從指揮人員的信號進線操作，如指揮人員所發(fā)信號不夠清楚或?qū)⒁鹗鹿蕰r可拒絕執(zhí)行，并通知指揮人員。

臺車在澆筑施工時，混凝土在臺車兩側(cè)的入倉速度必須受控。澆筑時，混凝土最大下落高度不能超過3 m，兩側(cè)混凝土面的高差不得大于0.5 m，模板縱向前后混凝土高差要求不超過0.4 m?；炷另敼皾M倉時，封拱泵送要稍緩慢、壓力不可太大，以免臺車受損，臺車施工襯砌后的混凝土灑水養(yǎng)護按規(guī)定進行。

鋼模臺車行走時，必須在其前后15 m的范圍外設(shè)置安全警示帶，禁止行人通行，并掛“禁止通行”的標(biāo)示牌。臺車前進方向20 m范圍內(nèi)嚴禁從事任何施工作業(yè)，并派專人負責(zé)主電源電纜的收放工作，以免造成電纜車輪壓斷或障礙物擠壓或損壞，臺車工作時，配備4～5名人員觀察模板是否與洞壁、混凝土澆筑面接觸、碰撞，協(xié)助指揮人員完成鋼模臺車的行走。

鋼模臺車立模時，先調(diào)節(jié)橫移裝置使鋼模對中，然后升頂模裝置至指定位置，頂緊上下螺旋撐桿，再由側(cè)模裝置撐開側(cè)模到位，頂緊上下螺旋絲桿，然后將側(cè)模裝置撐開側(cè)模到位，頂緊側(cè)部螺旋撐桿后再封堵澆筑。脫模時，先松開螺旋撐桿、收回側(cè)模，然后再降下頂模。

5 結(jié) 語

通過馬蹄形鋼模臺車在老撾南椰Ⅱ水電站引水隧洞混凝土襯砌工程中的實際應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，鋼模臺車經(jīng)過重新設(shè)計和修改后，可適用于其它不同類型的洞段工程，該方案能夠很好地彌補傳統(tǒng)鋼模臺車具有的單一性、獨特性不足，經(jīng)過合理的改造、設(shè)計、優(yōu)化等措施，可更好地體現(xiàn)材料、工藝、制作價值。