江垭大坝溢流面滑模施工
林家骅 徐同印
摘 要 由于江垭大坝溢流坝段溢流面形态复杂,需采用多种滑模进行混凝土浇筑施工,其中有同时相对滑升的反弧段大跨度滑模,有陡坡段侧收缩滑模、弧段两侧收缩滑模等复杂形态滑模。因溢流面流速高,在合同和施工技术规范中提出了较高的平整度要求。为满足平整度要求,滑模施工时必须采用小变形的滑模桁架,对特大跨度的滑模桁架,其刚度和安装精度控制要求尤为突出。施工中对不符合平整度要求的部位进行了凿除磨平处理。
主题词 滑动模板 溢流坝 砼浇筑 平整度 江垭水利枢纽由于高坝泄洪时溢流面流速高,为了避免溢流面平整度不够而使溢流面产生空蚀破坏,因而在绝大多数溢流面施工中采用滑模技术,以确保其浇筑外形与设计体型相符,同时达到较好的平整度。江垭大坝处于湘西暴雨区,洪峰峰高量大,运用溢洪道泄流机会多,故确保溢流面滑模施工质量尤为重要。
1 溢流坝设计特点
江垭大坝于河床中部设有3个溢流坝段,5、7号坝段长33.25 m,中间6号坝段长21.5 m,共布置有3个中孔和4个表孔。表孔堰顶高程为224.0 m,孔口宽14 m,堰面曲线为WES曲线,即:y= 0.0515x1.85,两侧边孔与中间两孔均以1∶0.8陡坡与各自反弧段及挑坎相接。两侧边孔于190 m高程设有掺气槽;中孔设置在表孔闸墩下(进口高程为180 m,进口尺寸为5 m×7 m),孔身自进口检修门槽后至出口弧门段均为钢衬,出口处陡槽宽5 m,并于174.5 m高程处设有掺气槽。溢流坝采用高、低坎大差动挑流空中碰撞消能。表孔的两个边孔及中孔出流为低挑坎,高程为150 m,反弧半径为26 m,挑角为35°,尾部为两侧收缩8°的边导墙;表孔中间两孔出流为高挑坎,高程191.2m,反弧半径为20 m,挑角为15°,尾部两侧尾墩以3.16°扩散。
之所以在低挑坎处收缩与高挑坎处扩散,其目的是使高、低挑坎的两股水流在空中充分碰撞消能。溢流面混凝土设计标号为C35,因预留台阶不同,厚度为1.4 m左右。由于设计上对溢流面复杂形态要求,使滑模施工难度大为增加。为满足平整度要求,合同技术规范规定:以1.5 m长度水平尺量测,平行于水流方向的高差值不超过3 mm;非平行于水流向的高差值不得超过6 mm。
2 溢流面不同部位滑模方式与类型
由于受溢流面复杂形态的限制,按传统方法不可能采取从低部位一直滑升到堰顶的滑模方式,而需要针对不同部位与不同形状采取多种类型滑模及滑升方式。
2.1 低反弧段大跨度相对滑升
由于3个中孔与2个边孔共用低反弧段与挑坎挑流,为了实现低挑坎挑出水流能与高挑坎挑出水流在空中等宽撞击消能,故设计体型为低反弧段两侧导墙以8°角收缩,即以有侧墙存在的5、7号坝段反弧段滑模面自上游向下游逐渐收缩;6号坝段反弧段滑模面为等宽。为了保证反弧段滑模面成一整体,滑升时由两套滑模由低处相对滑升。这样5、7号坝段反弧段滑升时以最低处分界,向上游滑升时滑模桁架跨距达27.36 m,向下游滑升时滑模桁架跨距也达24.91 m。6号坝段滑升时上下游滑模桁架跨距均为22.5 m。考虑到上述滑模长度特大,为防止过多变形,故滑模桁架采用为高度1.522 m,宽度为1 m,滑模面板为厚6 mm的钢板。滑升施工效果不很理想,大体在圆心角30°范围内,体型误差为负值;大于该中心角度范围,角度愈大,体型误差愈大,且均为正值。低部位体型误差为-20 mm左右,高部位体型误差为70 mm左右。为了保证施工技术规范要求的平整度,施工中对体型高出较多部分均采用凿除与磨平处理。
2.2 陡坡段滑模
溢流面中间段均为不同类型的陡坡,有等宽与变宽两种型式。如果两侧边墙未浇筑,即可将轨道设置于滑模浇筑面外用等宽滑模浇筑变宽溢流面;如边墙已经浇起来,则装改设模时需采用收分模板,即于滑模桁架前,另设置一个可以向左、右伸缩模板,依据浇筑面变化而调整,这种方式采用于两侧边孔陡坡与中间2个表孔陡坡段。由于滑模桁架支承轨道支承于侧墙钢架上,因而必须保证钢架牢固,以免产生变形。
2.3 堰面滑模
由于堰面为等宽滑升,虽然有一定曲面,但只要于闸墩上安设好轨道,保证精度,并在特定部位安设导向装置,滑升施工并不困难。
2.4 大坝溢流面滑模种类与体型误差
大坝溢流面滑模自下游至上游、低部位至高部位的滑模桁架计有11种类型,其溢流面部位、滑升特点与滑升后体型误差见表1。溢流坝滑模示意图与溢流坝剖面图分别见图1、图2。
3 滑模施工中的经验与教训
通过施工实践,在如何达到溢流面设计体型并满足平整度要求上,我们得出以下经验与教训。
(1)滑模桁架必须有足够的刚度,在荷载作用下要求其变形尽可能小。目前我国滑动模板施工技术规范SL32-92规定:溢流面滑模模体主梁的最大变形量应小于1/800计算跨度,因而当设计跨距27.36 m与24.91 m滑模桁架时,也以小于1/800计算跨度作桁架设计标准。施工后发现溢流面体型误差很大,反弧段最低处误差为-20 mm左右,当反弧段上游圆弧切角达40°左右时,该处混凝土上托力大,体型误差达70 mm左右。为了尽可能满足体型要求,浇筑后对高出部位进行凿除与磨光处理。从大跨度反弧段滑模施工中我们得出一个经验,即应该以允许体型误差来设计滑模桁架。
(2)桁架行走轨道及轨道支承钢架是确定溢流面体型误差的又一个关键部位。首先轨道要有一定刚度,如轨道变形就会影响到滑模桁架变形,其次轨道支承柱跨距不能过大。SL32-92技术规范中规定,轨道安装允许偏差为0~-2 mm,这在混凝土上托力起决定作用时是合适的,可以减少体型正误差,如陡坡段;但在反弧段低部位或堰面顶部位,滑模自重起主要作用时,轨道安装允许负误差与滑模变形叠加,将增加体形负误差,故轨道安装时应依据不同部位考虑其允许正误差或负误差。
(3)由于平整度与体型误差要求高,因而在溢流面浇筑时,要求仓面浇筑层次分明,严禁振捣器伸入滑模桁架部位,增加局部荷载引起变形。另外浇筑时必须控制滑升速度,以免滑升后再发生变形。在冬季日平均温度5~10℃、陡坡1∶1~1∶0.8范围内,滑升速度为15 cm/h左右。。
(4)为了确保规定的平整度,于陡坡段滑升时及时以1.5 m水平尺测量平整度,如超过要求,应及时予以解决,以免滑升成型后再磨平。
(5)由于反弧段滑模跨度大,初期滑升时对滑模变形重视不够,在实际滑升后体型变化较大。为了保证设计体型,对浇筑体型突出较多部位或为便于下次滑模连接,对突出部位进行凿除与磨平处理。对体型误差较小部分,按合同技术规范规定:平行于水流向的突变型不平整处必须将其磨成不陡于1∶20的斜面。不平行于水流向的突变型不平整处,则须在水流方向将其磨成高长比不陡于1∶50的斜面;在非水流方向磨成不陡于1∶20的斜面。对弧段合同技术规范没有规定。我们参照上述要求,考虑到反弧段半径为26 m,以两点间弦长作为长,以两点间体型误差差值作为高来计算其坡度,不符合要求则进行处理。
致谢
黄智勇高级工程师对本文的撰写提供了指导意见,谨致谢忱!作者简介
林家骅 男 辽宁省水利水电工程局江垭工程指挥部 顾问 高级工程师 湖南省慈利县 427221
徐同印 男 辽宁省水利水电工程局江垭工程指挥部副总工程师 高级工程师 湖南省慈利县 427221
|
