李冰黎，張瑞棋，邳建亞

（1.中交第一航務工程局有限公司，天津 300461；2.中交天津港灣工程研究院有限公司，天津 300222；3.中交一航局第一工程有限公司，天津 300456）

0 引言

目前，國內(nèi)溢洪道設計控制剖面形式主要有寬頂堰、實用堰、帶胸墻的孔口。寬頂堰具有結(jié)構(gòu)簡單、施工方便等優(yōu)點，但寬頂堰流量系數(shù)?。粚τ谛沽髁勘容^大的工程一般采用實用堰，實用堰分為駝峰堰和折線堰；帶胸墻的孔口常用于水庫，主要有利于提高水庫的汛期限制水位，對于開敞式泄流工程應用較少。國內(nèi)大部分溢流工程采用開敞式實用堰，堰頂下游宜優(yōu)先采用WES型冪曲線，堰頂上游可采用雙圓弧、三圓弧或橢圓曲線[1]。遲穎[2]在大河水庫除險加固設計中分析比較折線堰和駝峰堰，在流量系數(shù)、下泄量和壩頂高程接近的情況下，駝峰堰造價低于折線堰。于桂云等[3]介紹了一種改良式駝峰堰，與普通駝峰堰相比上游堰面較下游堰面陡，并在峽山水庫工程中進行驗證，發(fā)現(xiàn)改良后的堰型流量系數(shù)較大，水流條件良好，可應用于單向泄洪且河道比較陡的攔河水閘。劉廣勝等[4]比較翼形堰和駝峰堰的水力特性，低堰的泄洪能力與體型、水頭和壩高等因素有關。盧泰山等[5]采用物理模型試驗對梯形明渠駝峰堰的泄流量、過水斷面、流量系數(shù)及變化規(guī)律、壓力分布的水力特性進行研究，結(jié)果顯示：梯形明渠駝峰堰與同底寬明渠駝峰堰規(guī)律相同。

因駝峰堰為多曲面順滑過度，傳統(tǒng)的泄水閘駝峰堰施工工藝為分段多次澆筑拼接成形，施工時容易產(chǎn)生多個施工縫，造成開裂，并且多次收面施工工藝效率低。本工程溢流面駝峰堰為堰面澆筑、振搗、收面一次成型，要保證滑模系統(tǒng)能按照設計的軌道滑動，不出現(xiàn)卡輪或跑?，F(xiàn)象。同時，要在兩個泄水閘閘墩之間有限空間內(nèi)設計滑模系統(tǒng)及混凝土澆筑工藝，保證澆筑后混凝土不開裂，澆筑質(zhì)量滿足設計要求。

1 工程簡介

江西信江航電樞紐工程虎山嘴泄水閘為河床式攔河泄水閘，共12孔。泄水閘溢流面形式采用A型開敞式駝峰堰，由3段反弧段和1段直線段組成。駝峰堰分2步進行澆筑施工，首先澆筑下層混凝土臺階，然后澆筑C35HF抗沖耐磨溢流面面層。

2 滑模構(gòu)造及牽引裝置

2.1 滑模整體結(jié)構(gòu)

駝峰堰溢流面面層混凝土采用滑模施工進行澆筑，采用以牽引特制的重力式滑動鋼模板沿溢流面坡面邊澆筑邊滑升的施工方式，有效保證施工質(zhì)量和進度。

滑模系統(tǒng)[6-7]主要由模板體、軌道及其支撐構(gòu)件、牽引設備和人工抹面平臺組成?；ｓw由3部分組成，每部分滑模體均由鋼面板和三榀鋼桁架螺栓柔性連接成為整體，具體滑模模板構(gòu)造如圖1所示。面板為柔性面板，使得滑模體可沿軌道做柔性滑動，在軌道內(nèi)滑模體設置行走輪，由手拉葫蘆牽引滑行，使滑模體面板做柔性滑動，以滿足駝峰堰混凝土面弧線的體形要求，滑模軌道結(jié)構(gòu)示意圖見圖2。在澆筑過程中，混凝土的浮托力由模板自重和配重來克服。

圖1 滑模模板結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 Schematic diagram of slip form structure

圖2 滑模軌道結(jié)構(gòu)示意圖Fig.2 Schematic diagram of slip form track structure

2.2 牽引裝置樣式選取及計算

為了保證駝峰堰堰面一次成型，使滑動模板系統(tǒng)平穩(wěn)有序在滑軌上進行滑動，考慮滑模體最大滑動距離，利用泄水閘門槽設置“類貝雷架”做牽引受力系統(tǒng)，可避免在堰面設置預埋件安裝滑輪。根據(jù)多次現(xiàn)場試驗預演，最終確定牽引架底部距駝峰堰堰面1.8 m，兩端固定在泄水閘閘墩，手拉葫蘆吊點在貝雷架上雙向設置，每側(cè)4個。牽引裝置“類貝雷架”牽引固定梁安裝圖如圖3所示。

圖3 “類貝雷架”牽引固定梁Fig.3 The"bailey like frame"traction fixed beam

為了能順利將滑模提升，采用手拉葫蘆提供動力，滑模牽引力[8]計算如下：

式中：A為模板與混凝土的接觸面積，1.5伊7=10.5 m2；?為模體與混凝土的黏結(jié)力，鋼模取0.5 kN/m2；φ 為模體傾角，φ=28，（sinφ=0.469，cosφ=0.883）；G為模體自重（全部重量，按最不利考慮），約為98 kN；P為混凝土浮托力，5伊7伊1.5=52.5 kN；f1為模體與混凝土的摩擦系數(shù)，取0.5；f2為滾輪與軌道的摩擦系數(shù)，為0.05；k為牽引力安全系數(shù)，為1.5耀2.0，取1.5。

經(jīng)計算，R=118.75 kN，7 m滑模牽引力為11.88 t即可滿足要求，考慮安全系數(shù)采用4個5 t手拉葫蘆進行牽引，中間布置2個5 t手拉葫蘆防止模板瞬間拉力巨大，避免發(fā)生模板脫落。

3 施工工藝流程及操作要點

3.1 施工工藝流程

溢流面施工主要有底層混凝土臺階澆筑、滑模軌道及模板安裝、其他模板支立、混凝土澆筑及收面等步驟。

3.2 混凝土臺階澆筑

為確保溢流面面層混凝土單次澆筑厚度均勻，控制表面裂縫，分2次澆筑。首先進行底層澆筑混凝土臺階，第二步澆筑駝峰堰面。臺階高度以最薄尖角部位與堰面表面不小于100 cm，臺階距離溢流面門槽60 cm，臺階高度均勻控制，確保達到厚度要求。

3.3 止水焊接、軌道固定

泄水閘閘孔正中設有結(jié)構(gòu)縫，結(jié)構(gòu)縫處布置有止水銅片，為防止安裝沖突，采用“門”字形軌道支架對軌道進行架立，使止水銅片從支架下方穿過，有效地解決了止水和軌道安裝相互沖突的問題。軌道固定支架采用型鋼焊接形式，橫向?qū)?.5 m，結(jié)構(gòu)縫處“門”字形槽鋼軌道支架高度為現(xiàn)場實際計算長度。閘墩側(cè)軌道則采用措施筋拉桿與固定埋錐焊接固定。

軌道固定于上部拉桿，上、下拉桿采用預埋圓臺螺母形式進行連接，下拉桿需與現(xiàn)場混凝土底板固定。上部拉桿及預埋圓臺螺母可在澆筑成型后拆卸周轉(zhuǎn)進行使用，確保無外露鋼筋?！伴T”字軌道支架現(xiàn)場布置情況如圖4所示。

圖4 止水、軌道固定實物圖Fig.4 Physical drawing of water stop and track fixing

3.4 鋼筋綁扎

鋼筋安裝時，應嚴格控制保護層厚度。鋼筋與模板之間，應設置數(shù)量足夠、強度高的砂漿墊塊，梅花形布置，可采用鋼筋馬鐙固定。

3.5 滑模安裝

滑模安裝程序為：裝配前準備工作寅軌道安裝寅滑模安裝寅滑?；喗M安裝寅牽引鋼絲繩安裝寅調(diào)試、試運行。

倉面清理、測量放線等準備工作完成后進行軌道安裝，軌道梁共設3根，模體前2根后1根，用螺栓緊固在兩軌道上。軌道梁設在模體前后各6 m范圍內(nèi)，以不干涉牽引鋼絲繩及抹面平臺為準。軌道及軌道橫梁上內(nèi)穿M30螺桿或鋼筋與堰面鋼筋焊接固定。后使用70 t吊車分別將組裝好的2塊滑模面板等安裝至上、下軌道內(nèi)并上緊。軌道行走裝置大樣圖見圖5。

圖5 軌道行走裝置大樣圖Fig.5 Detailed drawing of track running device

3.6 混凝土澆筑

滑模模板及牽引裝置布置完成后，對模板進行試拉，確保滑?？身槙郴瑒雍髲臀?，復位后對軌道曲線重新測量進行校核。校核無誤后方可進行澆筑。

采用布料機入倉，澆筑C35HF防沖耐磨混凝土，用力抹壓，把所有抹紋壓平壓光，達到面層表面密實光潔。駝峰堰堰面壓光，施工現(xiàn)場照片見圖6。

圖6 駝峰堰堰面壓光實物圖Fig.6 Practical drawing of hump weir surface calendering

4 質(zhì)量控制要點

4.1 模板澆筑提升速度

為防止滑模面板與混凝土的粘結(jié)，滑模每10 min左右滑升1次，塌落度控制在（100依20）mm即可滿足要求，滑模速度25~35 cm/h，實際以混凝土表面達到脫模強度為準。

4.2 抹面壓光

混凝土脫模后，為確?；炷帘砻嬷旅堋⑵秸?，進行3次抹壓面工作：第1次應在初凝前進行，確保新澆混凝土面層出漿；第2次，當面層砂漿初凝后，把凹坑、砂眼填實抹平，注意不得漏壓；第3次，當面層砂漿凝前，即人踩上去稍有腳印，用鐵抹子壓光無抹痕。

4.3 養(yǎng)護

壓光后立即用苫布遮蓋，避免陽光直射和雨淋，混凝土終凝后，在堰面混凝土上覆蓋塑料薄膜，流水養(yǎng)護，隨模體滑行而滑行進行養(yǎng)護，并做好養(yǎng)護記錄。

4.4 操作要點

1）軌道面上用油漆標示刻度，在滑模滑動過程中，設專人檢測滑模兩端是否同步。

2）施工過程中嚴格控制滑模安裝質(zhì)量，滑模移動時間、移動速度，模板滑動時應注意觀察混凝土表面發(fā)生的變化，避免裂縫、混凝土外凸、松散等情況的發(fā)生[9]。

3）在滑行過程中，混凝土表面不允許殘留鋼筋頭和其它施工埋件，不允許存在蜂窩、麻面及孔徑或深度較大的氣泡、孔洞，不允許殘留混凝土砂漿塊。

4）嚴禁在雨天進行溢流面堰面澆筑。

5）及時對圓臺螺母孔進行封堵。

6）滑模體重復利用時，做好軌道弧度復核、是否變形，并及時添加軌道滑輪潤滑劑、做好模板打磨養(yǎng)護。

5 結(jié)語

信江航電樞紐泄水閘溢流面采用A型開敞式駝峰堰，相較其他類型堰面多一組反弧段，施工難度大。本工程通過現(xiàn)場反復試驗驗證，利用泄水閘閘墩固定“類貝雷架”做為滑模牽引系統(tǒng)。采用滑模施工，可以有效縮短施工時間，保證堰面一次成型，并且具有澆筑速度快、澆筑面層厚度均勻的優(yōu)點。能夠有效減少澆筑時間，防止混凝土面層開裂。通過對澆筑后的成品檢查驗證，駝峰堰堰面很少出現(xiàn)裂縫，該技術(shù)在虎山嘴12孔泄水閘溢流面施工中取得良好的工程效果。