针梁式钢模台车在洪家渡水电站引水隧洞混凝土衬砌施工中应用

针梁式钢模台车在洪家渡水电站引水隧洞混凝土衬砌施工

中的应用

[摘要]：采用针梁式钢模台车对水工隧洞全断面衬砌，其成型度好，表面光洁度高，施工速度快，给施工创造一个较好的条件。本文简要介绍针梁式钢模台车在洪家渡水电站引水工程1#引水隧

洞0+220m桩号以后段衬砌混凝土施工中应用，在施工中不断总结、优化，使得衬砌混凝土施工达到快速、优质的目的。本文着重介绍在引水隧洞混凝土衬砌施工中的几点施工经验，以供参考。

关键词：洪家渡水电站针梁式钢模台车引水隧洞全断面混凝土衬砌

一、工程概况

洪家渡水电站位于贵州省织金县与黔西县交界处的乌江上游六冲河上，是乌江梯级龙头电站。电站装机容量600mw，保证出力171.5mw，多年平均电量15.94亿kw.h。主体工程由钢筋混凝土面板堆石坝、洞式溢洪道、泄洪洞、引水系统、地面厂房及开关站等几部分组成。

该电站采用三洞三机单元供水方式，1#引水洞长616.136m、2#引水洞长600.057m、3#引水洞长576.118m，由进口段、闸门井段、引水隧洞段、压力钢管段组成。引水隧洞开挖直径9.0m、9.8m，纵坡i=0.08，衬砌内径为7.8m的圆形断面，压力钢管内径6.0m，开挖洞径7.4m。根据148的联营协议，水电八局承建引水隧洞0+220桩号以后段。

根据洪家渡水电站引水工程特征、施工进度等要求，引水隧洞衬砌混凝土衬砌中采用针梁式钢模台车，砼泵输送砼入仓一次浇筑成设计断面。混凝土衬砌成型度和表面光洁度均达到设计要求。

二、针梁式钢模台车简介

1、根据引水隧洞结构、长度以及引水隧洞施工环境等，并参考以往隧洞工程衬砌混凝土施工资料，引水隧洞采用针梁式钢模台车衬砌隧洞全圆断面底、边、顶一次成型，针梁式钢模台车设计长度为12m，设计直径为7.82m。

2、全圆针梁式液压钢模台车主要由模板总成、针梁总成、梁框总成、水平和垂直对中调整机构、卷扬牵引机构、抗浮装置、液压系统、电气系统等组成。

2.1模板总成

它用于隧洞的成形，隧洞的形状和尺寸主要靠它来制约。考虑到混凝土对模板的压缩作用，模板半径较理论半径大10mm。模板间用螺栓联接，每组模板由顶模、左边模、右边模、底模四块组成。各模块与园心夹角分别为：顶模40°，左边模110°，右边模100°，底模110°。底模两边分别用铰耳销轴连接左、右侧模板。顶模的一边与右侧模板用铰耳销轴连接，另一边与左侧模板用螺栓和销轴联接，当顶模油缸收缩时，顶模与左侧模板脱开，形成400-500mm 的间隙，左、右侧模板就可在侧模油缸的作用下与浇筑面脱开，完成顶模和左右侧模板的收缩。

2.2针梁总成

它是钢模的受力支撑平台和台车行走的轨道。针梁总成为装配式桁架组合结构。针梁上、下焊接有四条方钢轨道。

2.3梁框总成

它的下部与底模用螺栓联接，构成一个门框式构架，在框架上、下部安装有行走轮系，针梁从门框内穿过，框架上都是安装边模、顶模伸缩油缸的支承面。梁框门架是通过各支承千斤和油缸与模板连接。门架与底模上的横梁构成框架结构。

2.4 底座

前、后底座分别安装在针梁的两端，是针梁的受力支点，衬砌时台车的全部重量都落在两个底座上，每个底座上安装两个液压竖向油缸。

2.5 端头堵板

为了解决钢模两端的封堵问题，设计了端头堵板，它是由堵头角铁、钢模拱板及封头木板组成，用螺栓联接。

2.6 抗浮装置

由于是一次性浇注，当浇注速度过快时，钢模将受到混凝土产生的浮力，为了不使钢模在浮力作用下向上移动，在钢模两端安装四个抗浮千斤顶制约上浮力的作用，在前后抗浮架上安装四个侧向千斤顶，使针梁和钢模不产生侧向位移。抗浮架有2套，分别安装在模板的前后部，并与门架连接，抗浮架下面安装有滚轮,因此，抗浮架随模板在针梁上移动，抗浮架上安装有竖向抗浮千斤和水平抗浮千斤，在浇筑时防止错台和克服混凝土的涨力。

2.7 行走机构

行走机构是由支座和多个滚轮等零件组成，共有四套行走架安装在门架内针梁的上下方，因此针梁可在行走架的滚轮上移动，支座由槽钢构成，滚轮是铸钢件，滚轮设计成带轮边的结构，使针梁或模板移动时不会左右摆动。

2.8水平和垂直对中调整机构

平移机构安装在针梁下面前、后底座上，前、后底座上各安装有2个竖向油缸与针梁连接，竖向油缸的伸缩可使针梁上升和下降，以便模板垂直方向的对中调整，从而完成底模的脱模和立模，最大脱模行程为390mm；前、后底座上各安装有1个水平油缸，利用其左、右移动来调整模板中心线与隧洞中心线相吻合，左右移动行程为125mm。

2.9卷扬牵引机构

由摆线针轮减速器驱动双卷筒作同步旋转，钢模和针梁通过钢丝绳的牵引作相对运动z(即固定针梁移动钢模或固定钢模移动针梁)。卷扬牵引机构安装在针梁的后端，卷扬机有两个钢丝绳卷筒，两个卷筒之间用链条连接，两个卷筒上的钢丝绳分别与门架前后端连接，从而带动针梁和模板作相对运动，完成台车的移动。

2.10液压系统

台车立模、拆模、定位找正工序都是靠液压油缸的伸缩来完成。液压系统由3个顶模油缸、6个侧模油缸、4个竖向油缸、2个水平油缸和两套泵站组成。3个顶模油缸、 6个边模油缸(每边3个)作

立顶模、侧模用；4个底座竖向油缸支撑针梁，是钢模移动和浇注混凝土的受力支点，底模与混凝土脱离也是靠它的顶推作用来完成。液压系统由一台电机作动力，每个油缸均由单向节流阀控制速度。

2.11电气系统

主要对液压系统油泵电机的开关和卷扬机电机的正、反运转进行控制，它采用380v三相四线制供电，最大供电能力100kw，它供给油泵电机、卷扬机电机、变频机组、附着式振动器、照明和电焊机用电等。针梁两端为混凝土输送泵预留有电源开关。

3、工作原理

3.1 钢模工作原理

钢模上安装了三组油缸，可完成立模、拆模工作。在顶模和边模的对应位置上安装螺旋千斤顶，油缸伸出，钢模定位后，旋紧螺旋千斤顶，这样保证衬砌尺寸的准确性，并减轻油缸载荷。脱模时，先脱顶模，再脱右边模，然后脱左边模，最后底座竖向油缸向上顶，使整个台车向上运动，底模便与混凝土脱离。

3.2行走原理

安装在针梁上的卷扬机用两根钢丝绳，分别绕过针梁端部和梁框上的滑轮，固定在针梁两端，针粱和钢模互为支点相对运动使台车前进。在脱模之前，收缩底座油缸，悬吊底座，针梁下面轨道落在底模行走轮上，开动卷扬机使针梁向前移动，到位后放下底座，油缸顶在针梁然后进行脱膜、在脱模后，开动卷扬机使其反方向运