CN116556373B - 一种大坝、库盆垫层面板混凝土横纵滑模结合施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大坝、库盆垫层面板混凝土横纵滑模结合施工方法，包括步骤：一、安装垫层衬砌施工基础；二、进行第i仓垫层无砂混凝土施工；三、安装面板衬砌施工基础；四、进行第i仓面板混凝土施工。本发明通过安装横向导轨和纵向桁架式行车，实现垫层面板滑模的纵向无地轨滑动和横向沿轨滑动，仓间的行车转移快速方便，其中可升降的纵向桁架式行车为模板提供了强有力的支撑，增加模板运行的稳定性，使垫层面板厚度可控性提高，使面板厚度均匀且方便脱模；此外通过安装高度可调的滑模本体和模体，使模板的高度可随纵向桁架式行车的挠度变形量实时调整，保证施工成型的垫层和面板表面平整，避免表面波浪起伏。

Description

一种大坝、库盆垫层面板混凝土横纵滑模结合施工方法

技术领域

本发明属于垫层面板施工技术领域，具体涉及一种大坝、库盆垫层面板混凝土横纵滑模结合施工方法。

背景技术

目前，大坝或水库库盆的垫层和面板混凝土衬砌主要采用纵向拉模法，以面板施工为例，按照面板分块宽度制造模体，沿纵向分缝固定边摸，利用卷扬机牵引模体沿着边模自下而上连续浇筑混凝土。为抵抗混凝土侧压力，防止模体上浮，需在模体上放置一定数量的配重。该方法在大坡长面板混凝土衬砌中普遍使用。

虽然纵向拉模法的技术已比十分成熟，施工速度质量也有保障；但存在的问题也十分突出，主要表现在以下几个方面：

1、纵向拉模法主要依靠坡面上铺设的斜溜槽自溜输送混凝土，除人工频繁安拆溜槽比较繁琐外，更重要的是混凝土输料制约因素较多，质量不稳定。同时，人工配合分料槽布料，入仓、平仓工作量较大，一定程度上制约了施工速度。

2、纵向拉模法完全依靠自重和配重抵抗混凝土侧压力抗浮，可靠性较差，不确定性较大；滑升过程中易出现波浪起伏不平现象，致使面板厚度、平整度难以有效控制，修补工作量较大，对混凝土表面质量带来一定影响。

3、纵向拉模法一般采用双卷扬牵引模体，很难实现同步提升，无法克服钢丝绳的弹性拉伸，造成滑升不均匀、脱模强度不一致等，甚至出现拉裂、流淌等现象，增加了修复工作量，影响了工程质量。

综上所述，设计提供一种结构相对简单、安装移动方便，并能够有效克服上述缺陷、提高衬砌效率、提升面板混凝土质量、简化施工工序、优化劳动组织的施工装置，尤其是中等坡长的垫层面板施工方法，成为本领域工程技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种大坝、库盆垫层面板混凝土横纵滑模结合施工方法，通过安装横向导轨和纵向桁架式行车，实现垫层面板滑模的纵向无地轨滑动和横向沿轨滑动，仓间的行车转移快速方便，其中可升降的纵向桁架式行车为模板提供了强有力的支撑，增加模板运行的稳定性，使垫层面板厚度可控性提高，使面板厚度均匀且方便脱模；此外通过安装高度可调的滑模本体和模体，使模板的高度可随纵向桁架式行车的挠度变形量实时调整，保证施工成型的垫层和面板表面平整，避免表面波浪起伏。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种大坝、库盆垫层面板混凝土横纵滑模结合施工方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、安装垫层衬砌施工基础：

沿坡顶和坡底铺设横向导轨，在两个横向导轨上安装第一纵向桁架式行车，在第一纵向桁架式行车上安装沿其纵向移动的摊铺振平升降车，在第一纵向桁架式行车内设置皮带输送布料机，在第一纵向桁架式行车顶部设置用于带动摊铺振平升降车纵向移动的第一卷扬机提升机构；

所述第一纵向桁架式行车包括桁架车体、行车底座和支撑在桁架车体两端的第一升降液压缸，第一升降液压缸通过行车底座与横向导轨滑动配合；

所述摊铺振平升降车包括沿桁架车体纵向滑动的第一车架、设置在第一车架底部一侧的滑模本体和另一侧的螺旋摊铺机头，滑模本体与第一车架之间通过第三升降液压缸连接，螺旋摊铺机头与第一车架之间通过第四升降液压缸连接；

步骤二、进行第i仓垫层无砂混凝土施工：

步骤201、调整第一升降液压缸、第三升降液压缸和第四升降液压缸的伸长量，使滑模本体与坡体坡面相平行，且滑模本体与坡体坡面的间距为垫层的设计厚度；

步骤202、皮带输送布料机将无砂混凝土沿第一纵向桁架式行车由坡底至坡顶均匀布料至坡体坡面上，第一卷扬机提升机构带动滑模本体和螺旋摊铺机头由坡底至坡顶摊铺振平物料，直至完成第i仓垫层的施工；其中，i为正整数；

步骤三、安装面板衬砌施工基础：

控制第一纵向桁架式行车带动摊铺振平升降车沿横向导轨移动至第i+1仓，随后在第i仓对应的横向导轨轨段上安装第二纵向桁架式行车和面板滑模升降车，在第二纵向桁架式行车内设置皮带输送布料机，在第二纵向桁架式行车顶部设置用于带动面板滑模升降车沿第二纵向桁架式行车纵向移动的第二卷扬机提升机构；

所述第二纵向桁架式行车与第一纵向桁架式行车结构相同，所述面板滑模升降车包括沿第二纵向桁架式行车纵向滑动的第二车架和设置在第二车架底部的模体、螺旋布料机和辅助平台，所述模体与第二车架之间通过第二升降液压缸连接，所述螺旋布料机设置在模体前方，所述辅助平台吊装在模体后方；

步骤四、进行第i仓面板混凝土施工：

步骤401、调整第二纵向桁架式行车的高度和第二升降液压缸的伸长量，使模体与面板表面相平行，且模体与垫层的间距为面板的设计厚度；

步骤402、皮带输送布料机将混凝土沿第二纵向桁架式行车由底至顶均匀布料至坝体上，同时，第二卷扬机提升机构牵引面板滑模升降车、模体和螺旋布料机由底至顶进行滑模施工，直至完成第i仓面板的施工；

持续进行垫层无砂混凝土施工和面板混凝土施工，直至垫层、面板施工完成。

上述的一种大坝、库盆垫层面板混凝土横纵滑模结合施工方法，其特征在于：所述行车底座上具有两个立杆，桁架车体两端套设在所述立杆上且与其滑动配合，第一升降液压缸的固定端设置在桁架车体上，第一升降液压缸的伸缩端铰接在行车底座上，铰接轴与横向导轨呈垂直布设。

上述的一种大坝、库盆垫层面板混凝土横纵滑模结合施工方法，其特征在于：所述第一卷扬机提升机构和第二卷扬机提升机构均包括设置在桁架车体上端的三个卷扬机，所述第一卷扬机提升机构中的两个卷扬机分别牵引滑模本体和螺旋摊铺机头，另一个卷扬机牵引第一车架，所述第二卷扬机提升机构中的两个卷扬机分别牵引模体的两端，另一个卷扬机牵引第二车架。

上述的一种大坝、库盆垫层面板混凝土横纵滑模结合施工方法，其特征在于：所述模体包括与第二升降液压缸连接的中心定滑模和铰接连接在中心定滑模两端的折叠滑模节，中心定滑模上设置有用于驱动折叠滑模节展开或收回的折叠液压缸。

上述的一种大坝、库盆垫层面板混凝土横纵滑模结合施工方法，其特征在于：步骤三中，在控制第一纵向桁架式行车由第i仓移动至第i+1仓时，具体步骤如下：

将第一车架与第一纵向桁架式行车锁定；调整第三升降液压缸回缩，使滑模本体与已施工成型的第i仓垫层脱离；控制第一纵向桁架式行车沿横向导轨移动至第i+1仓仓位；随后解除第一车架与第一纵向桁架式行车的锁定，第一卷扬机提升机构下放第一车架至第一纵向桁架式行车底部，完成移仓；

第二纵向桁架式行车的移仓步骤与第一纵向桁架式行车的移仓步骤相同。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明通过设置横向导轨和纵向桁架式行车，实现垫层面板滑模的纵向无地轨滑动和横向沿轨滑动，仓间的行车转移快速方便。

2、本发明通过设置可升降的第一纵向桁架式行车和第二纵向桁架式行车，为滑模本体和模体提供了强有力的支撑，增加模板运行的稳定性，抗浮性较强，使垫层面板厚度可控性提高，此外，其可升降的特征使面板厚度均匀且方便脱模，以便后续模板的快速转移。

3、本发明通过设置高度可调的滑模本体和模体，使模板的高度可随桁架车体的挠度变形量实时调整，保证施工成型的垫层和面板表面平整，不会因为桁架车体挠度变形导致成型的垫层面板表面波浪起伏，避免返工。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明面板衬砌施工基础的结构示意图。

图2为本发明第一纵向桁架式行车与摊铺振平升降车的结构示意图。

图3为本发明第二纵向桁架式行车和面板滑模升降车的结构示意图。

图4为本发明第一纵向桁架式行车与横向导轨的结构示意图。

附图标记说明:

1、横向导轨；3、摊铺振平升降车；4、皮带输送布料机；5、桁架车体；6、行车底座；7、第一升降液压缸；8、第一车架；9、滑模本体；10、螺旋摊铺机头；11、第三升降液压缸；12、第四升降液压缸；13、垫层；15、面板滑模升降车；16、第二车架；17、模体；18、第二升降液压缸；19、螺旋布料机；20、辅助平台；21、面板；22、立杆；23、卷扬机；24、中心定滑模；25、折叠滑模节；26折叠液压缸。

具体实施方式

如图1至图4所示，本发明的一种大坝、库盆垫层面板混凝土横纵滑模结合施工方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、安装垫层衬砌施工基础：

沿坡顶和坡底铺设横向导轨1，在两个横向导轨1上安装第一纵向桁架式行车，在第一纵向桁架式行车上安装沿其纵向移动的摊铺振平升降车3，在第一纵向桁架式行车内设置皮带输送布料机4，在第一纵向桁架式行车顶部设置用于带动摊铺振平升降车3纵向移动的第一卷扬机提升机构；

所述第一纵向桁架式行车包括桁架车体5、行车底座6和支撑在桁架车体5两端的第一升降液压缸7，第一升降液压缸7通过行车底座6与横向导轨1滑动配合；

所述摊铺振平升降车3包括沿桁架车体5纵向滑动的第一车架8、设置在第一车架8底部一侧的滑模本体9和另一侧的螺旋摊铺机头10，滑模本体9与第一车架8之间通过第三升降液压缸11连接，螺旋摊铺机头10与第一车架8之间通过第四升降液压缸12连接；

步骤二、进行第i仓垫层无砂混凝土施工：

步骤201、调整第一升降液压缸7、第三升降液压缸11和第四升降液压缸12的伸长量，使滑模本体9与坡体坡面相平行，且滑模本体9与坡体坡面的间距为垫层13的设计厚度；

步骤202、皮带输送布料机4将无砂混凝土沿第一纵向桁架式行车由坡底至坡顶均匀布料至坡体坡面上，第一卷扬机提升机构带动滑模本体9和螺旋摊铺机头10由坡底至坡顶摊铺振平物料，直至完成第i仓垫层13的施工；其中，i为正整数；

步骤三、安装面板衬砌施工基础：

控制第一纵向桁架式行车带动摊铺振平升降车3沿横向导轨1移动至第i+1仓，随后在第i仓对应的横向导轨1轨段上安装第二纵向桁架式行车和面板滑模升降车15，在第二纵向桁架式行车内设置皮带输送布料机4，在第二纵向桁架式行车顶部设置用于带动面板滑模升降车15沿第二纵向桁架式行车纵向移动的第二卷扬机提升机构；

所述第二纵向桁架式行车与第一纵向桁架式行车结构相同，所述面板滑模升降车15包括沿第二纵向桁架式行车纵向滑动的第二车架16和设置在第二车架16底部的模体17、螺旋布料机19和辅助平台20，所述模体17与第二车架16之间通过第二升降液压缸18连接，所述螺旋布料机19设置在模体17前方，所述辅助平台20吊装在模体17后方；

步骤四、进行第i仓面板混凝土施工：

步骤401、调整第二纵向桁架式行车的高度和第二升降液压缸18的伸长量，使模体17与面板21表面相平行，且模体17与垫层13的间距为面板21的设计厚度；

步骤402、皮带输送布料机4将混凝土沿第二纵向桁架式行车由底至顶均匀布料至坝体上，同时，第二卷扬机提升机构牵引面板滑模升降车15、模体17和螺旋布料机19由底至顶进行滑模施工，直至完成第i仓面板21的施工；

持续进行垫层无砂混凝土施工和面板混凝土施工，直至垫层13、面板21施工完成。

本实施例中，所述滑模本体9和模体17上均设置有附着式振捣器。

需要说明的是，一仓面板施工完成后由坡顶铺洒水进行养护，无需布设洒水管。

需要说明的是，桁架车体5用型钢制造而成，其结构尺寸、钢材规格型号等需根据坡体面板长度、载荷以及模体上浮情况通过理论计算选取，避免挠度过大。

本实施例中，所述行车底座6由电机驱动移动。

需要说明的是，面板混凝土浇筑前，面板的边摸支设和钢筋绑扎也需要正常进行，模体17与边模滑动。

需要说明的是，大坝、库盆的垫层和面板呈倒梯形，倒梯形的两边的两个三角形区域横向导轨1无法安装，因此此处的垫层面板施工后续采用常规做法进行，但倒梯形中部的矩形区域采用本申请的方法进行施工，其施工效率已成倍提高。

需要说明的是，在安装面板衬砌施工基础时，位于下一仓的摊铺振平升降车3可正常工作，摊铺振平升降车3移动至下下一仓时，面板衬砌施工基础已安装完成，可以开始第一仓的面板21施工，使垫层和面板施工之间互不影响。

本实施例中，第二升降液压缸18、第三升降液压缸11和第四升降液压缸12的伸长量随桁架车体5的挠度变形量实时调整，保证施工成型的垫层13和面板21表面平整，不会因为桁架车体5挠度变形导致成型的垫层13面板21表面波浪起伏，避免返工。

本实施例中，面板混凝土的初次浇筑和滑模初次滑升按以下五个步骤进行：第一次浇筑3-5cm厚、半骨料的混凝土或砂浆；接着按分层厚度不大于30cm浇筑第二层混凝土；厚度达到50cm时，开始试滑5-10cm，检查脱模混凝土强度是否合适。第四层浇筑后再滑升5-10cm，继续浇筑第五层混凝土并滑升10-20cm，若无异常现象，便可进行正常浇筑和滑升。混凝土浇筑采用分层浇筑，分层厚度不大于30cm。

本实施例中，所述第一车架8套设在桁架车体5外侧，与桁架车体5通过滚杠或滚轮滚动，使皮带输送布料机4不影响摊铺振平升降车3的正常工作。

需要说明的是，皮带输送布料机4能够实现长距离多点卸料。

本实施例中，所述辅助平台20呈水平布设，人工站在辅助平台20上辅助平仓并补充振捣。

本实施例中，模体17上还悬吊有提浆机，可通过行走小车沿模体17横向行走，及时对脱模的混凝土提浆压实，方便人工抹面。

需要说明的是，通过设置横向导轨1和纵向桁架式行车，实现垫层面板滑模的纵向无地轨滑动和横向沿轨滑动，仓间的行车转移快速方便。

通过设置可升降的第一纵向桁架式行车和第二纵向桁架式行车，为滑模本体9和模体17提供了强有力的支撑，增加模板运行的稳定性，抗浮性较强，使垫层面板厚度可控性提高，此外，其可升降的特征使面板厚度均匀且方便脱模，以便后续模板的快速转移；

通过设置高度可调的滑模本体9和模体17，使模板的高度可随桁架车体5的挠度变形量实时调整，保证施工成型的垫层13和面板21表面平整，不会因为桁架车体5挠度变形导致成型的垫层13面板21表面波浪起伏，避免返工。

本实施例中，所述行车底座6上具有两个立杆22，桁架车体5两端套设在所述立杆22上且与其滑动配合，第一升降液压缸7的固定端设置在桁架车体5上，第一升降液压缸7的伸缩端铰接在行车底座6上，铰接轴与横向导轨1呈垂直布设。

本实施例中，所述第一卷扬机提升机构和第二卷扬机提升机构均包括设置在桁架车体5上端的三个卷扬机23，所述第一卷扬机提升机构中的两个卷扬机23分别牵引滑模本体9和螺旋摊铺机头10，另一个卷扬机23牵引第一车架8，所述第二卷扬机提升机构中的两个卷扬机23分别牵引模体17的两端，另一个卷扬机23牵引第二车架16。

需要说明的是，三个卷扬机23同步均匀牵引保证模体滑升的平稳性。

本实施例中，滑模本体9和模体17上设置有摩擦轮，卷扬机23通过摩擦轮带动模板滑升，减少模体的摩阻力，使模体17的脱模强度均匀，防止拉裂。

本实施例中，所述模体17包括与第二升降液压缸18连接的中心定滑模24和铰接连接在中心定滑模24两端的折叠滑模节25，中心定滑模24上设置有用于驱动折叠滑模节25展开或收回的折叠液压缸26。

本实施例中，螺旋布料机19也随模体17分节设置，便于随模体17的长度变化进行安拆。

本实施例中，步骤三中，在控制第一纵向桁架式行车由第i仓移动至第i+1仓时，具体步骤如下：

将第一车架8与第一纵向桁架式行车锁定；调整第三升降液压缸11回缩，使滑模本体9与已施工成型的第i仓垫层脱离；控制第一纵向桁架式行车沿横向导轨1移动至第i+1仓仓位；随后解除第一车架8与第一纵向桁架式行车的锁定，第一卷扬机提升机构下放第一车架8至第一纵向桁架式行车底部，完成移仓；

第二纵向桁架式行车的移仓步骤与第一纵向桁架式行车的移仓步骤相同。

本实施例中，可采用钢丝绑扎的方式将第一车架8与第一纵向桁架式行车锁定，目的在于在第一纵向桁架式行车移仓时第一车架8不与第一纵向桁架式行车之间产生位移，减少晃动，保证施工现场安全。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (3)

1.一种大坝、库盆垫层面板混凝土横纵滑模结合施工方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、安装垫层衬砌施工基础：

沿坡顶和坡底铺设横向导轨（1），在两个横向导轨（1）上安装第一纵向桁架式行车，在第一纵向桁架式行车上安装沿其纵向移动的摊铺振平升降车（3），在第一纵向桁架式行车内设置皮带输送布料机（4），在第一纵向桁架式行车顶部设置用于带动摊铺振平升降车（3）纵向移动的第一卷扬机提升机构；

所述第一纵向桁架式行车包括桁架车体（5）、行车底座（6）和支撑在桁架车体（5）两端的第一升降液压缸（7），第一升降液压缸（7）通过行车底座（6）与横向导轨（1）滑动配合；

所述摊铺振平升降车（3）包括沿桁架车体（5）纵向滑动的第一车架（8）、设置在第一车架（8）底部一侧的滑模本体（9）和另一侧的螺旋摊铺机头（10），滑模本体（9）与第一车架（8）之间通过第三升降液压缸（11）连接，螺旋摊铺机头（10）与第一车架（8）之间通过第四升降液压缸（12）连接；

步骤二、进行第i仓垫层无砂混凝土施工：

步骤201、调整第一升降液压缸（7）、第三升降液压缸（11）和第四升降液压缸（12）的伸长量，使滑模本体（9）与坡体坡面相平行，且滑模本体（9）与坡体坡面的间距为垫层（13）的设计厚度；

步骤202、皮带输送布料机（4）将无砂混凝土沿第一纵向桁架式行车由坡底至坡顶均匀布料至坡体坡面上，第一卷扬机提升机构带动滑模本体（9）和螺旋摊铺机头（10）由坡底至坡顶摊铺振平物料，直至完成第i仓垫层（13）的施工；其中，i为正整数；

步骤三、安装面板衬砌施工基础：

控制第一纵向桁架式行车带动摊铺振平升降车（3）沿横向导轨（1）移动至第i+1仓，随后在第i仓对应的横向导轨（1）轨段上安装第二纵向桁架式行车和面板滑模升降车（15），在第二纵向桁架式行车内设置皮带输送布料机（4），在第二纵向桁架式行车顶部设置用于带动面板滑模升降车（15）沿第二纵向桁架式行车纵向移动的第二卷扬机提升机构；

所述第二纵向桁架式行车与第一纵向桁架式行车结构相同，所述面板滑模升降车（15）包括沿第二纵向桁架式行车纵向滑动的第二车架（16）和设置在第二车架（16）底部的模体（17）、螺旋布料机（19）和辅助平台（20），所述模体（17）与第二车架（16）之间通过第二升降液压缸（18）连接，所述螺旋布料机（19）设置在模体（17）前方，所述辅助平台（20）吊装在模体（17）后方；

步骤四、进行第i仓面板混凝土施工：

步骤401、调整第二纵向桁架式行车的高度和第二升降液压缸（18）的伸长量，使模体（17）与面板（21）表面相平行，且模体（17）与垫层（13）的间距为面板（21）的设计厚度；

步骤402、皮带输送布料机（4）将混凝土沿第二纵向桁架式行车由底至顶均匀布料至坝体上，同时，第二卷扬机提升机构牵引面板滑模升降车（15）、模体（17）和螺旋布料机（19）由底至顶进行滑模施工，直至完成第i仓面板（21）的施工；

持续进行垫层无砂混凝土施工和面板混凝土施工，直至垫层（13）、面板（21）施工完成；

所述模体（17）包括与第二升降液压缸（18）连接的中心定滑模（24）和铰接连接在中心定滑模（24）两端的折叠滑模节（25），中心定滑模（24）上设置有用于驱动折叠滑模节（25）展开或收回的折叠液压缸（26）；

步骤三中，在控制第一纵向桁架式行车由第i仓移动至第i+1仓时，具体步骤如下：

将第一车架（8）与第一纵向桁架式行车锁定；调整第三升降液压缸（11）回缩，使滑模本体（9）与已施工成型的第i仓垫层脱离；控制第一纵向桁架式行车沿横向导轨（1）移动至第i+1仓仓位；随后解除第一车架（8）与第一纵向桁架式行车的锁定，第一卷扬机提升机构下放第一车架（8）至第一纵向桁架式行车底部，完成移仓；

第二纵向桁架式行车的移仓步骤与第一纵向桁架式行车的移仓步骤相同；

第一车架、第二车架套设在桁架车体外侧；

通过设置高度可调的滑模本体和模体，使模板的高度可随桁架车体的挠度变形量实时调整，保证施工成型的垫层和面板表面平整。

2.按照权利要求1所述的一种大坝、库盆垫层面板混凝土横纵滑模结合施工方法，其特征在于：所述行车底座（6）上具有两个立杆（22），桁架车体（5）两端套设在所述立杆（22）上且与其滑动配合，第一升降液压缸（7）的固定端设置在桁架车体（5）上，第一升降液压缸（7）的伸缩端铰接在行车底座（6）上，铰接轴与横向导轨（1）呈垂直布设。

3.按照权利要求1所述的一种大坝、库盆垫层面板混凝土横纵滑模结合施工方法，其特征在于：所述第一卷扬机提升机构和第二卷扬机提升机构均包括设置在桁架车体（5）上端的三个卷扬机（23），所述第一卷扬机提升机构中的两个卷扬机（23）分别牵引滑模本体（9）和螺旋摊铺机头（10），另一个卷扬机（23）牵引第一车架（8），所述第二卷扬机提升机构中的两个卷扬机（23）分别牵引模体（17）的两端，另一个卷扬机（23）牵引第二车架（16）。