移动式钻灌平台车设计及在面板堆石坝趾板灌浆中的应用
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四川水利
２０１８������ Ｎｏ������ ３
移动式钻灌平台车设计及在面板堆石坝趾板 灌浆中的应用
王玉溪ꎬ马继峰ꎬ陈彦好 ( 中国水利水电第十工程局有限公司ꎬ成都ꎬ６１００７２)
【摘 要】本文以老挝南湃水电站面板堆石坝趾板灌浆施工实例ꎬ主要介绍一种可用于岸坡趾板上钻灌施工的移动
(１) 此处先进行一跨两支座单根槽钢受力简 单计算:
１８＃Ｑ２３５ 普通槽钢 ｇ ＝ ２３ｋｇ / ｍ ＝ ０������ ２３ｋｇ / ｃｍꎬ 截面模量 Ｗ ＝ １５２ｃｍ３ ꎬ普通 Ｑ２３５ 钢容许应力 [ ｂ] ＝ １４００ｋｇ / ｃｍꎮ
计算最大弯矩: Ｍｍａｘ ＝ １ / ８ｇｌ０ ２ ＋１ / ８ｑｌ０ ２ ꎬ此处 设为均布荷载ꎬ则 ｑ 值取负ꎬ ｌ０ 为 ４００ｃｍꎮ
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图 １ 台车结构示意
２������ ２ 台车材料及成品设备选取 台车的主材选择为 １８＃ 槽钢作为主材ꎬ附属
部件采取 ϕ４０ｍｍ 架管ꎬ连接方式采用乙炔气氧 焊焊接ꎬ部分附属部件采取扣件连接( 如防坠栏 杆等) ꎮ 牵引系统本工程选取的是 １０ｔ 单筒卷扬 机ꎬ配以 ϕ１５������ ５ｍｍ 钢丝绳ꎮ 左右岸各配置一套 牵引系统ꎮ
３ 台车承载力计算
本工程计算台车主体承载力的方式首先是计 算实际荷载ꎬ再进行主体台车承载力验算ꎮ ３������ １ 实际荷载计算
计算工程实际施工时主体台车的实际荷载ꎮ 主要荷载包括以下几个方面:
(１) 钻孔设备及配件:１５００ｋｇꎻ (２) 施工人员:３００ｋｇ: (３) 辅 助 荷 载: 计 算 取 １２３２ｋｇ ( 其 中 木 板: ４３２ｋｇꎬ满载岩芯 ８００ｋｇ) ꎮ 以上总荷载为 ３０３２ｋｇꎬ超额系数选择 １������ ３ꎬ即 实际荷载为 ３０３２×１������ ３ ＝ ３９４１������ ６ｋｇꎮ ３������ ２ 台车承载力验算 台车受力计算断面选取分别见图 ２、图 ３ 和 图 ４ꎮ
大坝的基础处理主要是在面板堆石坝的趾板 上ꎮ 左岸趾板分为 ２ 段ꎬ高程 １０４８ｍ ~ １０８９ｍ 为 一段ꎬ高程 １０８９ｍ ~ １１４０ｍ 为一段ꎮ 右岸趾板为
１ 段ꎬ即高程 １０４８ｍ ~ １１４０ｍ 为一段ꎮ 趾板坡度 为 ３０° 左 右ꎬ 左 岸 趾 板 斜 长 ６４������ ９ｍ ＋ １２５������ ４ｍ ＝ １９０������ ３ｍꎬ右 岸 趾 板 斜 长 １４３������ ０ｍꎬ 趾 板 宽 度 为 ４������ ０ｍꎮ
混凝土面板堆石坝坝顶高程 １１４５ｍꎬ建基面 高程 １０４８ｍꎬ最大坝高 ９７ｍꎬ坝顶长度 ２３５ｍꎬ坝顶 宽度 ８ｍꎮ 坝顶上游设 ５ｍ 高的“ Ｌ” 形防浪墙ꎬ墙 顶高程 １１４６������ ２０ｍꎻ上游坝坡为１ ∶ １������ ４ꎬ下游坝坡 综合坡比为１ ∶ １������ ５ꎮ
本工程基础处理主要为面板堆石坝趾板的固 结灌浆、帷幕灌浆ꎬ大坝内的边坡预应力锚索ꎮ １������ ２ 施工现场简述
１ 工程简介
１������ １ 工程概况 南湃( Ｎａｍ Ｐｈａｙ) 水电站位于老挝万象省北
部 Ｐｈｏｕｎ 区ꎬ坝址位于南俄河( Ｎａｍ Ｎｇｕｍ) 支流 南湃河( Ｎａｍ Ｐｈａｙ) 满铺恩村( Ｂ������ Ｍｕａｎｇｐｈｏｕｎ) 下 游ꎮ 电站坝址距老挝首都万象约 ２４９������ ５ｋｍꎬ厂房 距万象约 １９３������ ５ｋｍꎮ 电站坝址附近最近城镇为万 荣( Ｖａｎｇ Ｖｉｅｎｇ) ꎬ公路里程约 ９３������ ５ｋｍꎬ对外交通 较为便利ꎮ 本工程为长引水式电站ꎬ主要任务是 发电ꎮ 枢纽建筑物主要由混凝土面板堆石坝、溢 洪洞、引水隧洞、发电厂房和尾水系统等组成ꎮ
有: Ｍ / Ｗ ＝ ｂ 则: Ｗ × ｂ ＝ Ｍ ＝ １ / ８ｌ０２(ｇ － ｑ) 得: ｇ － ｑ ＝ １５２×１４００×８ / ４００２ ＝ １０������ ６４ 则: ｇ ＝ １０������ ６４－０������ ２３ ＝ １０������ ４１ｋｇ / ｃｍ ＝ １０４１ｋｇ / ｍ 故: ｌ０ ＝ ４ｍꎬ Ｎ０ ＝ １０４１×４ ＝ ４１６４ｋｇꎮ 即用槽钢搭设的长度为 ４������ ０ｍ 的单根单跨双 支座均布荷载梁ꎬ最大承载力为 ４１６４ｋｇꎮ 本工程采取的是三跨四支座连续梁ꎮ 查« 承 受均布荷载的等跨连续梁各截面最大及最小弯矩 (弯矩包络图)的计算系数表» 可查出弯矩分布系 数ꎮ 计算单个三跨四支座ꎬ支座弯矩等效均布荷 载 ＰＥ : 等效均布荷载设为 ＰＥ ＝ Ｎ０ ＝ ４１６４ｋｇꎬ可求得 实际 Ｎ ꎮ 有: ＰＥ ＝ (８ / ３) ×( Ｎ / ｌ０) 即:４１６４ ＝ (８ / ３) ×( Ｎ / ４) 则: Ｎ ＝ ６２４６ｋｇꎮ 即在单 个 三 跨 四 支 座 上 最 大 承 载 力 Ｎ ＝ ６２４６ｋｇꎬ远远大于实际荷载 ３９４１ｋｇꎬ 是满足承载 力要求的ꎮ ３������ ３ 牵引系统受力计算 ３������ ３������ １ 质量计算 台车牵引系统示意如图 ５ꎬ计算台车总质量
台车主体的规格设计为平台ꎬ尺寸为 ４ｍ×４ｍ 的正方形ꎬ底部为贴合趾板坡面的三角形平行支 架ꎮ 此种设计是为了满足台车上地质钻机可移动 的范围ꎬ以及起落钻时有足够的空间架立三脚架ꎮ 同时在平台外设置一个施工工棚ꎬ供工人避雨及 放置随身的施工工具等ꎮ
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四川水利
针对这种施工环境ꎬ本工程选择制作平台式 钻灌一体台车进行施工ꎮ
２ 钻灌台车设计
２������ １ 台车结构形式 根据现场实际情况ꎬ本工程所使用的功能主
要是满足趾板上固结、帷幕钻孔和灌浆施工且在 趾板上能上下移动ꎮ 台车分为两个部分ꎬ一是台 车主体ꎬ二是台车运行的牵引系统ꎮ 在左右岸各 配置一套牵引系统ꎬ左岸配置 ２ 套台车主体ꎬ右岸 配置 １ 套台车主体ꎬ并制作 １ 套备用ꎬ台车结构示 意见图 １ꎬ采用单筒卷扬机及钢绳组合体系作为 牵引系统ꎮ
图 ２ 台车原型示意 图 ３ 台车三跨四支座受力单元示意
图 ４ 台车正面连接示意
������５６Hale Waihona Puke Baidu�����
王玉溪ꎬ马继峰ꎬ陈彦好:移动式钻灌平台车设计及在面板堆石坝趾板灌浆中的应用 ２０１８������ Ｎｏ������ ３
设计台车为 ４ 个三跨四支座连续梁共同受 力ꎬ由于荷载强度并不大ꎬ进行验算时先进行简化 验算ꎮ
式平台车ꎬ用它代替传统的在趾板上搭设满堂钢管脚手架可缩短施工周期ꎬ降低施工成本ꎮ 该台车经过设计计算及安装 调试ꎬ运行安全可靠ꎬ在该项目取得成功运用ꎮ
【关键词】面板堆石坝 趾板 移动式钻灌平台车 灌浆 南湃水电站
中图分类号:ＴＶ５３１ ∶ ＴＶ５４３ 文献标识码:Ｂ 文章编号:２０９５－１８０９(２０１８)０３－００５４－０４
四川水利
２０１８������ Ｎｏ������ ３
移动式钻灌平台车设计及在面板堆石坝趾板 灌浆中的应用
王玉溪ꎬ马继峰ꎬ陈彦好 ( 中国水利水电第十工程局有限公司ꎬ成都ꎬ６１００７２)
【摘 要】本文以老挝南湃水电站面板堆石坝趾板灌浆施工实例ꎬ主要介绍一种可用于岸坡趾板上钻灌施工的移动
(１) 此处先进行一跨两支座单根槽钢受力简 单计算:
１８＃Ｑ２３５ 普通槽钢 ｇ ＝ ２３ｋｇ / ｍ ＝ ０������ ２３ｋｇ / ｃｍꎬ 截面模量 Ｗ ＝ １５２ｃｍ３ ꎬ普通 Ｑ２３５ 钢容许应力 [ ｂ] ＝ １４００ｋｇ / ｃｍꎮ
计算最大弯矩: Ｍｍａｘ ＝ １ / ８ｇｌ０ ２ ＋１ / ８ｑｌ０ ２ ꎬ此处 设为均布荷载ꎬ则 ｑ 值取负ꎬ ｌ０ 为 ４００ｃｍꎮ
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图 １ 台车结构示意
２������ ２ 台车材料及成品设备选取 台车的主材选择为 １８＃ 槽钢作为主材ꎬ附属
部件采取 ϕ４０ｍｍ 架管ꎬ连接方式采用乙炔气氧 焊焊接ꎬ部分附属部件采取扣件连接( 如防坠栏 杆等) ꎮ 牵引系统本工程选取的是 １０ｔ 单筒卷扬 机ꎬ配以 ϕ１５������ ５ｍｍ 钢丝绳ꎮ 左右岸各配置一套 牵引系统ꎮ
３ 台车承载力计算
本工程计算台车主体承载力的方式首先是计 算实际荷载ꎬ再进行主体台车承载力验算ꎮ ３������ １ 实际荷载计算
计算工程实际施工时主体台车的实际荷载ꎮ 主要荷载包括以下几个方面:
(１) 钻孔设备及配件:１５００ｋｇꎻ (２) 施工人员:３００ｋｇ: (３) 辅 助 荷 载: 计 算 取 １２３２ｋｇ ( 其 中 木 板: ４３２ｋｇꎬ满载岩芯 ８００ｋｇ) ꎮ 以上总荷载为 ３０３２ｋｇꎬ超额系数选择 １������ ３ꎬ即 实际荷载为 ３０３２×１������ ３ ＝ ３９４１������ ６ｋｇꎮ ３������ ２ 台车承载力验算 台车受力计算断面选取分别见图 ２、图 ３ 和 图 ４ꎮ
大坝的基础处理主要是在面板堆石坝的趾板 上ꎮ 左岸趾板分为 ２ 段ꎬ高程 １０４８ｍ ~ １０８９ｍ 为 一段ꎬ高程 １０８９ｍ ~ １１４０ｍ 为一段ꎮ 右岸趾板为
１ 段ꎬ即高程 １０４８ｍ ~ １１４０ｍ 为一段ꎮ 趾板坡度 为 ３０° 左 右ꎬ 左 岸 趾 板 斜 长 ６４������ ９ｍ ＋ １２５������ ４ｍ ＝ １９０������ ３ｍꎬ右 岸 趾 板 斜 长 １４３������ ０ｍꎬ 趾 板 宽 度 为 ４������ ０ｍꎮ
混凝土面板堆石坝坝顶高程 １１４５ｍꎬ建基面 高程 １０４８ｍꎬ最大坝高 ９７ｍꎬ坝顶长度 ２３５ｍꎬ坝顶 宽度 ８ｍꎮ 坝顶上游设 ５ｍ 高的“ Ｌ” 形防浪墙ꎬ墙 顶高程 １１４６������ ２０ｍꎻ上游坝坡为１ ∶ １������ ４ꎬ下游坝坡 综合坡比为１ ∶ １������ ５ꎮ
本工程基础处理主要为面板堆石坝趾板的固 结灌浆、帷幕灌浆ꎬ大坝内的边坡预应力锚索ꎮ １������ ２ 施工现场简述
１ 工程简介
１������ １ 工程概况 南湃( Ｎａｍ Ｐｈａｙ) 水电站位于老挝万象省北
部 Ｐｈｏｕｎ 区ꎬ坝址位于南俄河( Ｎａｍ Ｎｇｕｍ) 支流 南湃河( Ｎａｍ Ｐｈａｙ) 满铺恩村( Ｂ������ Ｍｕａｎｇｐｈｏｕｎ) 下 游ꎮ 电站坝址距老挝首都万象约 ２４９������ ５ｋｍꎬ厂房 距万象约 １９３������ ５ｋｍꎮ 电站坝址附近最近城镇为万 荣( Ｖａｎｇ Ｖｉｅｎｇ) ꎬ公路里程约 ９３������ ５ｋｍꎬ对外交通 较为便利ꎮ 本工程为长引水式电站ꎬ主要任务是 发电ꎮ 枢纽建筑物主要由混凝土面板堆石坝、溢 洪洞、引水隧洞、发电厂房和尾水系统等组成ꎮ
有: Ｍ / Ｗ ＝ ｂ 则: Ｗ × ｂ ＝ Ｍ ＝ １ / ８ｌ０２(ｇ － ｑ) 得: ｇ － ｑ ＝ １５２×１４００×８ / ４００２ ＝ １０������ ６４ 则: ｇ ＝ １０������ ６４－０������ ２３ ＝ １０������ ４１ｋｇ / ｃｍ ＝ １０４１ｋｇ / ｍ 故: ｌ０ ＝ ４ｍꎬ Ｎ０ ＝ １０４１×４ ＝ ４１６４ｋｇꎮ 即用槽钢搭设的长度为 ４������ ０ｍ 的单根单跨双 支座均布荷载梁ꎬ最大承载力为 ４１６４ｋｇꎮ 本工程采取的是三跨四支座连续梁ꎮ 查« 承 受均布荷载的等跨连续梁各截面最大及最小弯矩 (弯矩包络图)的计算系数表» 可查出弯矩分布系 数ꎮ 计算单个三跨四支座ꎬ支座弯矩等效均布荷 载 ＰＥ : 等效均布荷载设为 ＰＥ ＝ Ｎ０ ＝ ４１６４ｋｇꎬ可求得 实际 Ｎ ꎮ 有: ＰＥ ＝ (８ / ３) ×( Ｎ / ｌ０) 即:４１６４ ＝ (８ / ３) ×( Ｎ / ４) 则: Ｎ ＝ ６２４６ｋｇꎮ 即在单 个 三 跨 四 支 座 上 最 大 承 载 力 Ｎ ＝ ６２４６ｋｇꎬ远远大于实际荷载 ３９４１ｋｇꎬ 是满足承载 力要求的ꎮ ３������ ３ 牵引系统受力计算 ３������ ３������ １ 质量计算 台车牵引系统示意如图 ５ꎬ计算台车总质量
台车主体的规格设计为平台ꎬ尺寸为 ４ｍ×４ｍ 的正方形ꎬ底部为贴合趾板坡面的三角形平行支 架ꎮ 此种设计是为了满足台车上地质钻机可移动 的范围ꎬ以及起落钻时有足够的空间架立三脚架ꎮ 同时在平台外设置一个施工工棚ꎬ供工人避雨及 放置随身的施工工具等ꎮ
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四川水利
针对这种施工环境ꎬ本工程选择制作平台式 钻灌一体台车进行施工ꎮ
２ 钻灌台车设计
２������ １ 台车结构形式 根据现场实际情况ꎬ本工程所使用的功能主
要是满足趾板上固结、帷幕钻孔和灌浆施工且在 趾板上能上下移动ꎮ 台车分为两个部分ꎬ一是台 车主体ꎬ二是台车运行的牵引系统ꎮ 在左右岸各 配置一套牵引系统ꎬ左岸配置 ２ 套台车主体ꎬ右岸 配置 １ 套台车主体ꎬ并制作 １ 套备用ꎬ台车结构示 意见图 １ꎬ采用单筒卷扬机及钢绳组合体系作为 牵引系统ꎮ
图 ２ 台车原型示意 图 ３ 台车三跨四支座受力单元示意
图 ４ 台车正面连接示意
������５６Hale Waihona Puke Baidu�����
王玉溪ꎬ马继峰ꎬ陈彦好:移动式钻灌平台车设计及在面板堆石坝趾板灌浆中的应用 ２０１８������ Ｎｏ������ ３
设计台车为 ４ 个三跨四支座连续梁共同受 力ꎬ由于荷载强度并不大ꎬ进行验算时先进行简化 验算ꎮ
式平台车ꎬ用它代替传统的在趾板上搭设满堂钢管脚手架可缩短施工周期ꎬ降低施工成本ꎮ 该台车经过设计计算及安装 调试ꎬ运行安全可靠ꎬ在该项目取得成功运用ꎮ
【关键词】面板堆石坝 趾板 移动式钻灌平台车 灌浆 南湃水电站
中图分类号:ＴＶ５３１ ∶ ＴＶ５４３ 文献标识码:Ｂ 文章编号:２０９５－１８０９(２０１８)０３－００５４－０４