砌石重力坝高陡溢流面施工经验.doc

1、砌石重力坝高陡溢流面施工经验摘要：林州市红旗渠补源工程马家岩水库是为举世闻名的林州市红旗渠补源的重要民生工程。大坝坝型为混凝土砌石重力坝，溢流面是大坝重要组成部分。本文简述了高陡溢流面施工方法，施工设备的设计参数及产生的经济效益。 关键词：混凝土砌石重力坝；溢流面；滑模系统；负压溜槽；设计参数； Abstract: an important livelihood project of Linzhou city canal recharge projects - majiayan reservoir is to be known to all the world source Linzhou c

2、ity canal. The dam is concrete masonry gravity dam, spillway is an important part of the dam. This paper describes the high and steep relief surface construction method, design parameters and construction equipment and economic benefits. Keywords: concrete masonry gravity dam; overflow surface; slid

3、ing mode system; negative pressure trough; design parameter; 中图分类号：TV698.2+3 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）04-0000-00 一.工程概况 林州市红旗渠补源工程马家岩水库是为举世闻名的林州市红旗渠补源的重要民生工程。马家岩水库工程大坝坝型为混凝土砌石重力坝，分为挡水坝段和溢流坝段，溢流坝段修建泄洪闸 6 孔。坝顶高程 583.54米，坝顶宽 6 米，坝顶长 317.55 米，最大坝高 111.54 米。其中溢流坝段全长 99.5 米，堰顶高程 575.0 米，宽度 8 米，坡面长度 88.

4、64 米，垂直高度 60.14 米，坡比 1：0.75，溢流面分缝宽度为 8.25m 和 8.5m 两种，共分 12 块，混凝土厚 0.7 米。 二施工方案 本工程坝高坡陡，场地狭窄，施工困难。在此条件下，一要保证溢流面平整光滑，能承受高速水流冲刷，二是要保证施工安全。保证这两点的关键是要解决混凝土的浇筑方法。 如采用泵送混凝土施工方便快捷，能解决混凝土垂直运输难题，缺点是水泥用量大，水化热高，溢流面板易产生温度裂缝；采用覆盖模板的方法分仓浇筑，则不可避免的形成水平施工缝，影响面板表面光滑，在溢流面高速水流的负压下对混凝土造成空蚀；使用大型起重设备施工场面狭窄，坝高坡陡，无法布置。 为解决高陡

5、溢流面施工技术难题，经过施工方案类比，选择了连续成型的滑模施工技术浇筑溢流面和采用负压溜槽解决混凝土在高陡坡面运输入仓难题。溢流面浇筑时，由拌和楼集中生产合格的混凝土，拌和车水平运输至坝顶，由集料斗进入负压溜槽后利用混凝土流动过程中产生的负压，均匀连续的使混凝土缓降进入滑模，避免高陡坡面混凝土骨料分离，滑动模板滑升浇筑成型。 三滑模系统设计参数 滑模施工是现浇混凝土工程的一项施工工艺，由模板系统、滑轨及其支撑构件、牵引设备和抹面操作平台、安全机构五部分组成。混凝土浇筑过程中特制的模板利用牵引设备沿混凝土表面滑动，浇筑成型混凝土实体。 常规滑模的牵引设备采用卷扬机，由于溢流面堰顶下游 WES 曲

6、线段长度大，使用钢丝绳（含滑轮组）普通卷扬机的容绳量无法满足要求；且因本工程溢流坝面宽度仅有 8 米，布置卷扬机后混凝土拌和车将无法到位。因此选用了结构整体性好、施工效率高、节能经济、安全可靠的液压牵引系统。 依据水工建筑物滑模施工技术规范SL32-92，计算确定了滑模系统的各项设计参数： 1.滑模：根据溢流面板设计宽度，滑模长度设计为 8.85m。为保证模板的整体刚度，采用 400mm 工字钢作横梁，用 20mm 厚钢板做肋板，5mm厚钢板做面模，面模宽度 1.0m，面模模板的前部有前导板,以减小模板滑升时可能出现的阻力，尾部连有压面板,以保证模板滑升时不致拉裂或拉毛混凝土表面，面模两端悬出

7、侧模长度各 30cm。 2，滑轨：采用用10 槽钢和轨道支撑焊接一体，每节长度 2.4m，轨道支撑采用 50 钢管焊接成支撑桁架，通过在砌石体中锚固 20 插筋和锚杆连接固定。 3.液压牵引设备：根据计算滑模系统正常滑升的牵引力需 98KN；选用 2 个液压缸，液压系统参数：系统压力 16MPa，控制速度范围为0.52m/h，并具有同步纠偏功能；液压缸参数：缸径 140mm，杆径70mm，行程 1000mm，单缸拉力 120KN。 滑模拉升以在轨道上按 0.8m 间距布置的螺栓孔为支点，液压缸通过顶端绞座与滑轨螺栓连接，液压杆通过绞座与滑模螺栓连接。滑模拉升到位后锁止装置将滑模锁紧在滑轨上，液

8、压缸缸体支点松开，以锁止装置为支点在液压的推动下缸体移至下一个支点并锁紧，准备进行下一次拉升。滑模以每次 0.8m 拉升循环，直至该块溢流面完成。 液压滑模示意图 四.负压溜槽设计参数 本工程设计的负压溜槽由受料料斗、垂直加速段、溜槽体和出料口弯头等部分组成。 （如图 1 所示）溜槽体由单节长度 2 米的溜槽组成，节间由链钩柔性连接，便于拆卸组合。 工作原理：负压溜槽是利用溜槽具有的密封性，当混凝土从集料斗进入负压溜槽下行时，溜槽内部的空气从底部排出，在管内产生负压，此时槽内气压力小于外界气压，溜槽产生内向柔性变形，槽内的混凝土受挤压产生摩擦力，减缓了混凝土的下行速度。在负压条件下，混凝土在溜

9、槽内呈周期性波浪形缓降下行，避免了混凝土离晰，有效地保证了混凝土的运输质量。 负压溜槽示意图 负压溜槽的主要技术参数(坡比 1：0.75)： 五.经济效益 滑模技术和负压溜槽虽然在其他工程中也有使用，但是，马家岩水库溢流面无论坝高、坡度、施工难度在全国同类工程中名列前茅，滑模施工配合负压溜槽运输在高陡溢流面中的施工应用尚属首次，有效的解决了高陡溢流面混凝土浇筑的施工技术难题，施工安全性和施工质量都得到了保证，而且提高了施工的效率，降低了施工成本。 以本工程为例，与采用常规模板施工方案相比较，在施工工作量、劳动力投入、施工机械投入及经济成本、工期等方面都具有显著优势。 1.施工工作量 注：混凝土

10、及钢筋施工量相同 2.同工期（3 个月）时劳动力投入比较（人） 事实上，在常规模板法施工中，因拆模和施工缝凿毛都需在混凝土达到规范规定的龄期后才能进行，3 个月是无法完成溢流面施工的。 注：相同的人员投入略，如：施工员、质检员、安全员、值班电工、混凝土工、钢筋工、电焊工等。 3.设备投入 常规模板法施工（开 4 个工作面才能保证工期）需 2 台 50t 汽车吊用于混凝土的垂直运输；滑模施工（2 个工作面）需 1 台 16t 汽车吊用于滑模的就位。 4. 材料投入（万元） 5.经济比较（万元） 6.工期比较（天） 注：均考虑工序交叉及流水作业。清仓和钢筋制安量相同忽略不计。常规模板法按每浇筑块

11、4m 高施工，总设计块需 20 仓浇筑，按 4 个施工组流水作业，考虑工序重叠，拉丝头处理总工期加 4 天；滑模按 2 个施工组流水作业考虑。 合计工期的计算：常规模板法=2.5（d/仓）20（仓）12（块）4（组） 滑模法=7.5（d/块）12（块）2（组） 马家岩水库溢流面施工从 8 月 5 日开始至 11 月 17 日（其中天气原因影响 16 天）结束，共浇筑混凝土 6170m3。施工中采用滑模施工比常规模板法施工降低成本直接费 50.3 万元，工期提前 105 天。 六.结语 高陡坡度的混凝土施工是水利工程常见的施工项目。在马家岩水库工程施工中采用滑模与负压溜槽相互配合施工，已浇筑的溢流面光滑平整，满足施工质量要求；证明在坡度 1:11:0.75,高差 0100 米范围内都可应用。对提高高陡坡面混凝土浇筑质量，施工效率高，提高施工进度和经济效益方面成效显著。