拉西瓦水电站尾水洞边顶拱钢模台车拆模时间研究 - 水工导流洞堵漏案例.doc

拉西瓦水电站尾水洞边顶拱钢模台车拆模时间的研究 王秀明　张刚平　李翅翔 摘 要 拉西瓦水电站尾水洞混凝土衬砌在施工中采用先底拱后边顶拱的施工方式，由于跨度较大，为确保施工质量，控制混凝土衬砌单循环时间，加快施工进度，对边顶拱钢模台车的拆模时间进行了计算和研究，为确定较为合理的边顶拱钢模台车拆模时间提供了理论依据。 关键词 拉西瓦水电站 边顶拱钢模台车 计算　拆模时间 1．工程简介 拉西瓦水电站位于青海省贵德县与贵南县交界处的黄河干流上，是黄河上游龙羊峡以下的第二个大型梯级电站，尾水洞为圆形断面，开挖直径19.1 m，混凝土衬砌厚度80cm， 1＃尾水洞长499.09 m，2＃尾水洞长699.30 m。混凝土衬砌施工顺序为先底拱后边顶拱，边顶拱为顶部240o范围，采用全液压穿行式钢模台车进行衬砌，参见图1。单循环衬砌长度为12m 2.边顶拱钢模台车拆模时间的研究 拉西瓦水电站尾水洞衬砌成型后的直径为17.5m，跨度较大，混凝土衬砌采用钢模台车共需要95个循环，两条尾水洞各配置一套底拱和边顶拱钢模台车。根据实际剩余工期，要求每循环时间不能大于5天，但实际施工强度，台车定位、立堵头模板、混凝土浇筑已经占用4天时间，按照规范要求，钢模台车拆模时间必须达到混凝土设计标号的40％～50％，根据试验结果，达到混凝土设计标号的40％～50％需要30h，则每循环时间已超过5d，无法满足工期要求。为此，在其他工序施工强度一定的情况下，依据规范对拆模时间进行研究，确定合理的钢模台车拆模时间，以缩短单循环时间，加快施工进度。 图1 边顶拱钢模台车示意图 2.1　研究依据 审稿：刘祥吾根据《拉西瓦水电站引水发电系统砼浇筑施工技术要求》、《水利水电工程模板施工规范》（DLT-5110-2000）和《水利水电工程施工组织设计手册》对拆模时间有如下规定： 审稿：刘祥吾 （1）一般当围岩稳定、坚硬时，顶拱应在混凝土强度达到设计标号的40％～50％后拆模。在有计算及试验论证的情况下，拆模时间可适当提前。 （2）隧道顶拱衬砌的拆模时间可以按照结构力学的方法计算，这时作用于衬砌上的荷载，对于Ⅰ类围岩只考虑衬砌自重；对于Ⅱ类围岩，按照具体情况确定是否考虑山岩压力与混凝土衬砌自重的共同作用；对于Ⅲ～Ⅴ类围岩，均需要考虑山岩压力与混凝土衬砌自重的共同作用。若有外水压力作用，只考虑作用在顶拱120°范围内的水压力。 （3）拆模时间还应根据洞内温度等影响混凝土强度增长的因素和隧洞断面形状、跨度及外部荷载等因素确定。 （4）美国砼学会（ACT）建议的最短拆模时间应根据经验和试件强度确定。对于外露砼面最短拆模试件不得小于12h，对于施工缝不得短于8h。 2.2　研究准备 2.2.1 技术准备 成立尾水洞钢模台车拆模时间研究小组，按照规范要求，根据结构力学知识原理，建立研究计算模型，确定边界条件和计算方法。 2.2.2 试验准备 为科学地确定钢模台车拆模时间，决定在尾水洞边顶拱混凝土开盘浇筑后，由试验部门成型标准试块6组，并分别按14 h、16 h、18h、20 h、22 h、24 h小时龄期及时进行力学试验。 尾水洞边顶拱第一仓砼浇筑于2006年4月22日开盘，由于第一仓砼料可泵性差，浇筑不正常，业主中心试验室对砼配合比、塌落度进行了多次调整，故第一仓砼不具有代表性，对砼取样试验成果没有进行强度分析，拆模时间为48h。 第二仓砼于2006年5月3日开盘，试验室于开盘后3h成型标准试块（150mm×150mm）6组（每组3块），并与现场同条件养护。本次浇筑砼651m3，平均浇筑强度为11.5m3/h，砼可泵性良好，砼浇筑速度正常。按照预定方案分别对混凝土14 h、16 h、18h、20 h、22 h、24 h小时龄期强度进行了力学试验，并绘制了混凝土强度与混凝土龄期关系曲线，具体试验成果和龄期与强度的关系曲线见如表1、表2、表3、 表1 施工配合比 水灰比 水泥 (85%) 粉煤灰 (15%) 水 砂子 (39%) 小石 (50%) 中石 (50%) JM-2 (0.6%) DH9 (0.002%) 0.47 280 50 155 754 589 590 1.98 0.0066 注：1..水泥为青海产“昆仑山牌”中热42.5水泥；2.粉煤灰为甘肃平凉II级粉煤灰；3.粗骨料为当地红柳滩的天然骨料（天然骨料占30％，其余为人工骨料）；4.细骨料为天然砂，细度模数为2.9。 表2　 混凝土拌和物性能试验 气温 (℃) 混凝土 温度(℃) 坍落度 (cm) 工作性 含气量 容重 kg 棍度 粘聚性 泌水性 可泵性 13 15 18cm 上 优 无 良好 4％ 2410 表3