浅谈泄洪洞龙落尾底板浇筑模板设计

摘 要：本文介绍一种大型模板的设计过程，该模板针对溪洛渡水电站龙落尾底板浇筑设计，并在约700m的斜面底板浇筑上成功应用，底板浇筑效果良好、施工效率高。该模板获得一项国家实用新型专利“斜面液压自行式隐轨拖模”（专利号ZL 2012 2 0242834.X），适合推广应用到龙落尾底板、面板坝、贴坡等结构混凝土浇筑。

关键词：龙落尾底板；模板；设计

中图分类号：S611文献标识码： A 文章编号：

1 概况

1.1 工程概况

溪洛渡水电站泄洪洞工程是世界上最大的泄洪洞，有三项指标雄冠全球。一是总泄量为世界最大，四条泄洪洞全部开启可宣泄每秒16820立方米的流量。二是单洞泄洪能力世界最大，在千年一遇洪水的工况下，单洞泄洪能力为每秒3858立方米；比黄河多年平均流量的两倍还多出每秒309立方米。三是过流面流速世界最高。溪洛渡水电站泄洪洞龙落尾段设计流速每秒50米，远超出国家规范每秒40米。

1#泄洪洞长1769.571m，2#泄洪洞长1563.304m。均采用有压接无压，中段设置闸门室，出口采用龙落尾方式设计。其中，泄洪洞龙落尾段又由奥奇曲线段、斜坡段及反弧段组成，斜坡段最大坡度22.46°，开挖断面为15.7×20.65 m～17.2×22.1m（宽×高）圆拱直墙型，衬砌后断面为14.0×19.0m（宽×高），衬砌厚度分别为0.8m、1.0m及1.5m。

1.2 施工难点与重点

1.2.1龙落尾底板处在高速水流区，设计流速达到50m/s，远超出国家规范每秒40m，底板平整度要求高。

1.2.2底板要求连续浇筑，需要制作大型模板。

1.2.3单条龙落尾段全长300余米，最大坡度22.46o，且底板线型有凹有凸，坡度不断变化。

1.2.4龙落尾先浇筑边墙，后浇筑底板，施工空间受限。

2 混凝土主要设计要求

2.1 过流面不允许有垂直升坎或跌坎（洞身底板掺气跌坎除外）。过流面不平整度（用3m直尺检查）控制在3mm以下，并按纵向坡度控制在1：20以下，横向坡度控制在1：10以下。

2.2 浇筑混凝土成型后的偏差控制及处理

2.2.1 过流面成型后的偏差（指成型表面与设计轮廓之间的偏差）不应超过模板安装允许偏差的1.5倍，即不超过10mm，并按平整坡度控制进行打磨；

2.2.2 成型后的偏差超过10mm时，按平整坡度控制进行表面打磨和拆除，对表面采用环氧砂浆进行修补。

3 模板的技术要求

3.1 模板面板的尺寸

3.1.1 根据竖井滑模的施工经验，模板面板的长度初选1m~2m之间。

3.1.2 模板面板的宽度是根据边墙的体型偏差来确定的。

3.1.3 面板的厚度设计为10mm，根据几个钢模台车浇筑边墙以后台车面板变形情况确定的，面板厚度8mm时，变形量较大，面板厚度10mm时，变形量很小。

3.2 模板的技术要求

3.2.1 模板整体挠度暂定不大于5mm；模板长、宽、对角线误差控制在±3mm；模板平整度（用3m直尺检查）小于1.5mm，四个角整体挠曲控制在3mm。

3.2.2 面板和背架原则上要求在厂内加工拼装成整体，运输至工地。

3.2.3 面板宽度（垂直水流方向）13.92m，两边距离侧墙各4cm，用胶皮固定，加工4cm宽的胶皮压条，采用橡胶条紧密连接；

3.2.4 要求面板可实现倾角变幅，初定为0°5°，以适应斜坡上凹凸两种体型。

3.3 模板的运动系统

3.3.1 行走方式：液压滑行式。

3.3.2 固定方式为插销式或卡扣式，分析其优缺点进行选定；

3.3.3 油缸行程初定70cm。

3.3.4 工况频率，每1~2时行走一次。

3.4 模板的轨道

3.4.1 轨道距离边墙40cm。轨道安装在两排钢筋之间。

3.4.2 轨道初步选定8#槽钢，实际根据受力计算确定。

3.4.3 轨道顶面离砼表面高度7cm，浇筑完成后轨道埋在混凝土中。

3.5 模板的配重

为了平衡新浇筑混凝土产生的浮托力，在面板的上方、两个滑块之间设计水箱并且设钢筋堆放平台，充水作为微调配重的重量或者堆放钢筋作为固定的配重重量。

3.6 抹面平台

拖模后面设置抹面平台，抹面平台长1.5m。

4 研发并成功应用的模板

本模板主要由走行梁、平衡梁、模板系统、工作平台及液压系统等部分组成，见图1；

图1 模板总体布置三维示意

4.1走行梁

走行梁主要由横梁、前滑座、后滑座、调节螺杆等部分组成；

前滑座与横梁采用刚性连接，其轨面设计为圆弧面，后滑座与横梁采用铰接，其轨面为平面（增大与轨道的接触面积），该结构可满足不同轨道倾角及滑座高度调整的需要。前、后滑座与横梁间均设置有调节螺杆，调节螺杆的调节范围为±25mm，通过调整调节螺杆高度可实现模板与轨道相对倾角的调整。

4.2平衡梁

平衡梁用于平衡承重梁、模板及工作平台侧的倾覆力矩。采用t12、t8钢板焊接成箱形结构，腔内间隔2m焊接有全封闭的隔板，将平衡梁分成6个密闭的腔室，顶部翼缘板开设有200×200方孔，用于注水配重（该配重方式设计最大配重量为4t）。平衡梁腹板上焊接有支撑架，同时可在其上方堆放钢筋实现固定配重。

4.3模板系统

模板系统由模板、承重梁、支撑架等部分组成。

模板系统用于保证混凝土表面质量，承受并传递混凝土浇筑时的浮力。面板采用t10钢板，背楞采用I12工字钢及[12槽钢组焊。模板宽度按1.5m设计，总长度按13.92m设计（两侧预留40mm）。模板端部安装120mm×30mm厚橡胶板（或木板），用于与侧墙间密封，侧墙与中线的偏差通过弹簧伸缩进行自适应调整。橡胶板（或木板）在弹簧力的作用下始终与侧墙接触。

承重梁采用钢板焊接成箱形结构，梁高1.4m。采用箱形结构即可保证在混凝土浇筑过程中模板系统的刚度满足施工要求，同时又可作为水箱来平衡混凝土浇筑时对模板产生的浮力。承重梁与走行梁前端采用铰接连接，后端安装有支撑螺杆进行锁定，通过采用螺旋千斤顶的顶升及下降可带动模板实现0～5°变幅调整。

模板后端设计有支撑架，用于将模板后端载荷传递至承重梁及作为钢筋配重平台使用，该支撑架采用I12工字钢焊接加工，宽度方向布置间距1m。

4.4平台系统

平台系统用于抹面作业，其宽度为1.5m，采用[12槽钢及I12工字钢组焊成框架结构，平台上方由用户自行铺设木板作为盖板。平台设计与轨道平行，通过螺旋锁具扣斜拉于支撑架上。

4.5液压系统

液压系统主要由液压泵站、前进油缸、液压管路等组成；

拖模左右走行梁下方各设置一支前进油缸，每支油缸均采用一路手控换向阀单独控制，以便于控制油缸动作的同步性。

4.6轨道

本拖模轨道采用[8槽钢及t14钢板组焊加工，轨道精度应满足反弧度及奥曲曲线段施工精度要求。轨道顶面为满足卡轨器锁定需要设置有φ30mm定位孔，其布置间距为700mm。

4.7卡轨器

受轨道的结构的限制，卡轨器只能采用插销式结构。

4.8 拖模轨道支撑

拖模轨道在钢筋下方设置独立支撑。

5 结论

本发明提供一种斜面液压自行式隐轨拖模，该拖模由走行梁、平衡梁、模板系统、工作平台及液压系统等组成；走行梁由横梁、前滑座、后滑座、调节螺杆、油缸座组成，前滑座与横梁采用刚性连接，后滑座与横梁采用铰接；模板系统由模板、承重梁、模板系统支撑架组成，承重梁与平衡梁平行设置，承重梁与平衡梁下面两端垂直方向各设置一根走行梁，模板后端设有模板系统支撑架；工作平台与轨道平行，通过螺旋锁具扣斜拉于模板系统支撑架上；液压系统主要由液压泵站、前进油缸、液压管路等组成，液压泵站设置于承重梁中部，两根走行梁下方各设置一支前进油缸，该拖模不受坡面坡度限制，能进行大方量、大面积连续混凝土浇，筑浇注速度快、质量好，适合推广应用到龙落尾底板、面板坝、贴坡等结构混凝土浇筑。

作者简介：

黄照元（1984.2~）男，云南曲靖人，助理工程师，项目工程部主任，从事水利水电施工技术管理工作。