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向家坝水电站泄水中孔底板施工滑模设计 　　摘要：泄水坝段中孔是向家坝水电站的重要泄水通道，其斜直段底板坡比设计为1:2.051，要求底板与侧墙同步整体浇筑。我们依据滑模设计原理，设计了新型滑模，在泄水坝段大仓面浇筑中得到成功应用，满足了施工质量和工期要求。 　　关键词：中孔 滑模 设计 　　中图分类号：U445.39文献标识码： A文章编号： 　　1 、工程概述 　　向家坝水电站泄水坝段共分为13个坝段，设有12个表孔、10个中孔，采用溢流表孔与泄水中孔间隔布置型式，高低坎底流消能。中孔布置在每个泄水坝段中部，进口底板高程305.0m，孔口尺寸6.0m×9.6m(宽×高)，采用短有压喇叭型进口，有压段末段布置弧形工作门。明流泄槽段从工作弧门后开始，底板坡度为1:2.051斜直段，后接半径为55.0m的反弧段和高程253.0m的水平段。泄水中、表孔后接消力池结构。 　　泄水坝段中、表孔是向家坝水电站的主要泄水通道，中孔单孔设计最大泄流量达到1987m3/s，入池最大流速约40m/s。泄水中、表孔泄洪消能具有水头高、单宽流量大、流速高、泥沙多、泄洪时间长等特点。根据控制性工期目标和过流面施工质量要求，泄水中孔采用底板和侧墙同步整体浇筑方案。 　　2、设计技术要求 　　泄水坝段中、表孔其设计流速高、流量大、结构复杂，对混凝土体形及混凝土表面平整度要求非常高，具体设计要求如下： 　　① 过流面不允许有垂直升坎或跌坎。 　　② 各种孔口的有压段和门槽区，不平整度控制在3mm以下，纵向坡控制在1：30以下，横向坡控制在1：10以下。其余部位的不平整度均控制在5mm以下，纵向坡控制在1∶20以下，横向坡控制在1∶5以下。 　　③ 混凝土表面在1m范围内的凹凸值控制在2mm以下。混凝土表面不允许残留钢筋头和其它施工埋件，不允许存在蜂窝、麻面及孔径或深度＞2mm的气泡、孔洞，不允许残留混凝土砂浆块和挂帘等。 　　图1：泄水中孔结构示意图 　　3、施工方案比选 　　根据坝体设计结构，泄水中孔底板反弧段及水平段底板可采用立样架、人工抹面方式施工。斜直段底板设计坡比为1:2.051（对应与水平面夹角26°），不能直接采用立样架人工抹面施工工艺，须先立模板成型，然后人工抹面方式施工。通过对立钢模板、滑模和翻模三种方案进行了技术经济比较，因滑模方案具有浇筑后混凝土外观质量好、有利于发挥塔带机高强度混凝土浇筑、总体施工投入较小等优点，最终确定中孔采用滑模成型、然后人工抹面的浇筑施工方案。 　　4、模板设计思路 　　① 滑模设计采用配重方式平衡混凝土浮托力，样架兼作轨道，滑模在牵引力作用下沿样架滑动，形成1:2.051设计坡度，然后人工抹面施工。 　　② 泄水坝段主要采用2台塔带机浇筑、以3m升层为主，模板设计强度和刚度须满足高强度混凝土浇筑要求。 　　③ 中孔采用底板和侧墙同步整体一次成型施工工艺，因此，底板滑模须与侧墙模板作为整体设计，避免相互干扰。 　　④ 由于中孔底板和侧墙采用一期整体浇筑，滑模牵引方式不能采用机械牵引，只能人工采用导链葫芦上拉，因此滑模的重量必须控制。 　　⑤ 为控制成本，模板设计应尽量利用现有模板。 　　5、滑模结构设计 　　滑模主要由模板系统、牵引系统、支撑系统、抹面平台四大部分组成。 　　5.1模板系统 　　（1）面板设计 　　中孔设计宽度为6m，过流面两侧墩墙规划采用D22型多卡钢模板，其厚度为12cm。为避免滑模上拉过程中与侧墙钢模板相干扰，滑模长度设计为5.7m，与侧墙两侧钢模板间各预留3cm空间，采用?3cm厚木板填补。由于底板采用一期浇筑，滑模随仓内砼浇筑上升而上拉，滑模宽度须满足1个坯层砼浇筑，依据底板坡比，滑模宽度确定为1.5m。 　　按照滑模计算长度和宽度，结合现有模板，面板选用2块D15型多卡模板，该面板单块尺寸为3m×1.2m，另在面板上、下游方向各设1根∠160×100×10角钢，模板面板总宽度可达到1.5m，满足设计要求。2块D15面板之间通过“U”形卡连接，D15面板与∠160×100×10角钢之间通过螺栓连接。 　　面板背后支撑采用实腹式钢桁架，共2榀，钢桁架之间通过横向连接杆连接成整体，与D15面板间通过Φ48钢管用钩头螺栓连接。 　　配重采用袋装混凝土，装在模板面板上，配重重量根据计算得出。 　　（2）结构计算 　　结构计算主要验算配重量以及面板、桁架的强度和刚度。 　　① 荷载 　　混凝土侧压力： 　　按F=0.22γC?t0?β1?β2?V1/2公式计算，得 F=20.7kn/m2。 　　砼振捣力：取3 kn /m2 　　模板自重（不含配重）：1978 kg 　　② 配重重量 　　根据 F=23.7kn/m2（