重庆鲤鱼塘水库面板板间缝W型铜止水连续压制成型施工

　　【摘要】本文主要介绍了在大坝面板混凝土施工中经多次试验自行研制的专门用于加工W型止水压制机具，该机具有模具加工简单、加工成本低、成型尺寸准确、止水质量好、操作方便等诸多优势，特别是通条连续成型无焊缝，尽可能保证了止水的完整性和延展性，同时简单介绍连续压制加工成型的施工经验和简要经济分析。
　　【关键词】水库，面板，铜止水，连续，压制，施工
　　
　　一、工程简介
　　鲤鱼塘水库工程位于重庆市开县境内，地处长江三峡区段小江流域的二级支流桃溪河上游，开发任务以农业灌溉和城镇供水为主，兼有发电等综合效益，并为安置三峡移民提供有利条件。工程分枢纽和灌区两大部分，枢纽包括大坝、溢洪道、排沙放空洞、引水洞、坝后电站。工程规模为Ⅱ等大（2）型，大坝坝型为混凝土面板堆石坝，最大坝高为103.8m。
　　大坝面板共分20块钢筋混凝土面板，单块宽度12m，面板厚度0.3-0.6m，板间缝底部设W型铜止水(其中鼻腔高度8.6cm),表层止水为GB高分子止水材料，并在坝前下部设有粉煤灰自愈系统及粘土铺盖。
　　二、项目意义
　　本文主要介绍了在大坝面板混凝土施工中经多次试验自行研制的专门用于加工W型止水压制机具，该机具有模具加工简单、加工成本低、成型尺寸准确、止水质量好、操作方便等诸多优势，特别是通条连续成型无焊缝，尽可能保证了止水的完整性和延展性，同时简单介绍连续压制加工成型的施工经验和简要经济分析。
　　三、模具加工
　　整个加工模具长度4m，由龙门架、盖模、底模、限位及导向装置、液压千斤顶等组成，整体结构见图1模具组装图。
　　1、 盖模和底模
　　盖模由两根长度为4m的[20槽钢焊接在一起为主架，下部焊接能满足止水成型尺寸的4块厚度1.2cm长度4m的钢压板，钢压板端部焊接相同长度的圆钢以满足止水断面弧度要求；底模为活动部分，由3根长度为4m的I10工字钢为主架，上铺厚度为1cm的钢板，钢板上焊接能满足止水成型尺寸的压板及端部圆钢，（为降低压制时对铜片摩阻力，两侧压板有意设计较矮），底模为渐变设计，以满足原材和成型的过渡，有效防止突变压破铜片，出口为1.6m的成型段，其余2.4m为过渡渐变段，如图1所示。由于W型止水尺寸不同，盖模和底模的设计也不尽相同，因此加工具体尺寸应以满足止水形状为准。当完全顶起底模时，利用盖模和底模共同作用将铜板初步压制成W型，如图2模具断面图所示。
　　
　　图1模具组装图
　　2、龙门架
　　龙门架由3组[20槽钢组成，是整个模具的支撑，下部焊接在厚度为2cm的钢板基座上。盖模与龙门架焊接固定在一起。

　　图2模具断面图
　　3、 限位及导向装置
　　为防止底模在顶起过程中发生偏移，影响成型质量或发生安全事故，必须设置导向及限位装置，导向装置为4根导向套筒，套筒由内外两根钢管组成，外钢管内径略大于内钢管外径，两根钢管中间填充黄油用作润滑；外钢管采用80mm内径，底部焊接在基座钢板上，内钢管焊接在底模底部工字钢上。限位装置设在两端的龙门架槽钢内侧如图1所示，由双层L型加筋钢板组成，外层钢板焊接在龙门架上，内层钢板焊接在底模底部，两层钢板有一定间隙，能确保底模能上下自如。
　　4、 千斤顶
　　如有条件可安装电动液压千斤顶减少人工作业强度，本次采用两个QYL5G液压千斤顶，分别布置在底模正下方，距离两端1m处。
　　四、现场安装
　　模具加工成型后，一般根据现场板间缝的位置针对性如图3安放在坝顶，需将模具进料口抬高，确保压出的止水能平顺铺在坡面上，防止成型止水受折破损。由于一般采购的铜板原材为卷材，重量大，人工转动供料困难，因此必须设置一个能让卷材转动的中部有转轴（转轴上焊有间隔120。三个方向张紧螺丝）的三角架，将卷材套在转轴上并调节张紧螺丝紧固，人工转动实现连续供料，转轴上必须设置卡位装置，便于放下底模时防止已成型止水过重拉动原材转动突然滑下坡面发生安全事故。
　　同时为防止整套设备因下部止水过重发生滑动、倾翻，应安装适当地锚紧固。
　　
　　图3现场安装示意图
　　五、 现场加工
　　模具及卷材现场安装并加固好后即可进行止水加工工作，每次压制成型长度为1.6m，利用液压千斤顶将底模完全顶到位后，止水中间鼻腔即形成，但两侧翼缘由于底模两侧压板高度不够，未完全垂直成型，可采用人工持木锤轻敲成型。如止水两侧端部设有45。斜翅翼缘，此时亦可采用简易扳具人工扳制成型。然后放下千斤顶松开底模，继续进料进行下一循环，连续将止水成型。在出料端还可以安排人员完成鼻腔内的氯丁橡胶棒及填充泡沫的安装，并涂刷沥青漆。
　　连续压制长度一般以能防止止水过重下滑为原则，鲤鱼塘工程最大加工长度为130m仍有加长空间，在有足够的安全防护措施的情况下，加工长度应能满足目前国内施工的一次最长面板施工长度。
　　六、 施工成本及工效分析
　　1、 模具加工成本
　　模具加工原材料为1300Kg，加上损耗及其它，约需钢板、型材约1.6T，加上人工费等，预计加工总成本为10000元。由于设备简单，不易损坏，因此即使只用于本工程一次，加工总长度亦达到4000m，每米的设备费用应在2.5元左右。而据知同类型止水的专门加工机具价格在20万元左右，因此此模具的设备费用优势相当显著。
　　2、人工配置及加工工效
　　加工时压制及填塞泡沫及橡胶棒和涂刷沥青漆，共需配置6名普通劳动力，一般一天加工长度为120m。每米的人工费约需3元。
　　3、其它经济效益
　　由于成型了通条的W型止水，因此基本每条分缝不需要再进行止水焊接作业，能节约大量焊接材料和人工费用。　　
　　七、 加工质量
　　根据鲤鱼塘工程面板已施工情况，采用此模具加工的止水成型质量较好，完全能满足设计要求，突出的优点在于通条连续成型无焊接接头，从而根本解决了人工焊接可能出现细微孔洞漏水、焊接热加工过多改变铜材性能等影响面板防渗效果的问题。
　　八、 结语
　　采用本压制模具主要技术要点：1、确保压模有足够的的渐变过渡段，是保证连续压制的关键，特别是在鼻腔高度较大情况下，渐变段长度应较长，不宜小于20倍鼻腔高度，否则容易在渐变--成型的接头部位发生褶皱破坏；2、压模的限位导向装置是确保质量安全的重要环节；3、必须配备足够的安全紧固装置防止止水在加工一定长度后突然滑脱造成安全事故；4、控制止水成型出料角度与设计坡比一致，距离坡面高度控制在5cm以下，防止止水受折破坏。5、应采用退火紫铜卷材，其延伸率应大于20％；6、一定要确保鼻腔位置居中，连续偏差过大会导致长条成型止水扭曲。
　　鲤鱼塘水库工程采用较为简单的压制模具，实现了W型铜止水的连续加工成型，具有加工简单、成型质量可靠、操作简单、施工成本低、有利于保证工程质量等诸多优点，我们在自行加工时曾经多次试验方试制成功，对于水利施工同行在自制面板堆石坝面板板间鼻腔高度较大的W型铜止水加工模具有较高参考价值。