竖井混凝土衬砌滑模设计及施工技术.pdf

陕西水利 己 口 1 1年科技专刊 竖井混凝土衬砌滑模设计及施工技术 郭 强 王 燕 ( 中国水利水电建设工程咨询西北公 司 陕 西 西安 7 1 0 0 7 5 ) 摘要 竖井混凝土衬砌施工中采用滑模施工技术， 既可以节约成本， 又可以大幅度提高施工效率。 本文 结合锦 屏一级 电站 的施 工实际， 总结 了其施 工经验 。 关键词 锦屏一级水电站； 滑模 ； 竖井； 混凝土衬砌 中图分类号： U 4 5 5 ． 8 文献标识码： B 1工 程概 况 锦屏一级水电站总装机容量 3 6 0 0 MW，主要由混凝土双曲 拱坝( 最大坝高 3 0 5 m) 、 右岸泄洪洞 、 右岸引水发电系统及地面 出线场等组成。主变室下游侧设两条 G I L出线洞与地面出线场 相连。 G I L出线竖井总高 2 2 4 ． 8 5 m， 最大开挖直径 1 2 ． 1 m， 最大内 径为 1 0 ． 5 m， 为电站永久出线通道。 2滑模结构设计 每条出线竖井由出线道 、 电梯前室 、 电梯井、 排风竖井 、 楼 梯间加压送风竖井、电线竖井 、楼梯间和前室加压送风竖井 8 个小井组成。 8 个小井各设计一套模体， 模体之间采用桁架梁连 成一个整体。 出线井滑模设计采用液压整体滑升模板， 采用整体钢结构 设计。选用液压式滑升千斤顶， 滑升动力装置为自动调平液压 控制台。 滑模装置包括： ①模板、 围圈； ②提升架； ③支撑爬杆； ④液 压系统； ⑤分料平台； ⑥主平台； ⑦辅助平台； ⑧抹面平台。 滑模施工辅助系统由提升系统、 混凝土输送系统和安全爬 梯组 成。 2 ． 1 模板、 围圈 在浇筑混凝土时， 由于荷载为轴力 ， 提升时偏心受拉。调偏 时， 一边承受在由混凝土产生挤压模板的分布荷载， 另一边还 要承受千斤顶的集中力作用， 模板围圈就产生弯矩， 同时整体 受大偏心拉力作用。所以， 要进行抗压、 抗弯强度计算， 模板整 体要进行大偏心受拉的刚度计算。 2 ． 2 提 升架 提升架是滑模与液压控制平台和施工平台的联系构件 ， 主 要作用是控制模板、 围圈由于混凝土的侧压力和冲击力产生的 向外变形 ， 并将承受的作用于整个模板上的竖向荷载传递给千 斤顶和支撑杆。 2 ． 3支撑爬杆 支撑爬杆为滑动模板施工的作业平台，采用 4 8 3 ． 5 m m 钢管。 2 ．4液压系统 滑动模板的液压系统由液压控制台、 高压油管、 液压千斤 一 5 0一 顶组成。为提升液压千斤顶的控制系统 ， 以保证液压千斤顶每 次能够同时滑升， 滑升动力装置采用 自动调平液压控制台。 2 ． 5分料平台 。 ‘ 分料平台上采用 5 e m厚木板全封闭施工， 在溜管下方对应 分料平台位置搭设钢管架， 作为主、 副溜槽搭设平台。平台中心 设置可 3 6 0 。旋转分料回转料斗。料斗下方设置环形分料 U型 槽 ，每个下料点对应 u型槽位置开设 4 0 e m 4 0 e m下料 口， 料 口下接分料溜槽及溜桶。 2 ． 6主平 台 主平台采用 I 2 0工字钢与提升架连接，液压控制平台下部 采用 1 1 6工字钢铺设， 主平台上部采用 3 m m厚花纹钢板作为施 工平台。同时预留孔洞作为施工人员通行的通道 ， 局部孔洞较 小的部位在预留孔洞位置设置可移动式盖板 ， 方便人员通行的 同时保证下部施工人员的安全。 2 ． 7辅助平台 辅助平台用于滑模施工过程中环向及水平钢筋的绑扎 ， 平 台采用 I 1 0工字钢与围圈连接而成。 2 ． 8抹面平台 在距模板下 口 1 ． 8 m处悬挂抹面平台，用于观察混凝土脱 模后的具体情况， 进行表面修补、 压光、 预埋件处理和养护等。 2 ． 9提升系统 提升架是滑模与混凝土间的联系构件 ，用于支撑模体、 固 定围圈， 把模板系统和操作平台系统连成整体， 承受整个模板 和操作平 台系统的全部荷载，并将竖向荷载传递给液压千斤 顶。该系统由卷扬机、 钢丝绳、 吊装支撑梁、 定滑轮、 安全托盖、 施工吊笼、 防坠器、 重量限制器等组成( 上述装置参数的确定通 过荷载计算确定) 。 2 ． 1 0混凝土输送系统 混凝土人仓采用溜管 +溜槽的方式进行。在上井口设置料 斗， 料斗至滑模下料平台采用 D N 2 0 0 m m溜管沿井壁敷设 ， 溜管 末端通过主溜槽将混凝土输送至滑模回料料斗 ， 最后通过与回 转料斗连接的分料溜槽直接人仓或溜筒人仓。井口局部位置溜 管无法使用时， 采用混凝土托泵辅助进行浇筑。 3滑模安装及衬砌混凝土施工 3 ． 1 滑模安装 施工技术 3 ． 1 ． 1 滑模制作组装 模板运至现场后， 先在地面进行组装。调好模板锥度 0 _ 3 ％ ～ 0 ． 7 ％，插好支撑杆下垫 7 0 m m7 0 m m5 r n m钢板，绑扎钢 筋。经检查调整后 ， 试滑 3— 5个行程， 试调合格后， 将各部件编 号、 拆除、 分类堆放、 等待下井。 3 ． 1 ． 2支撑杆爬升试验 千斤顶一次循环的行程一般为 5 0 ra m，可在支撑杆设置限 位卡。加压即提升， 排油即复位， 支撑杆限位卡上调。如此往复 循环 ， 千斤顶沿着支撑杆不断爬升。 3 ． 1 ． 3滑模井下组装 利用 J M5 型电动机卷扬提升， 将模体分块运至井底进行组 装。然后进行钢筋绑扎和千斤顶、 支撑杆安装。将吊盘调平找 正 ， 然后与井壁固定。定出井筒中心， 在井帮上放方向线， 并划 出模板下 口及支撑杆中心的圆周线， 标出支撑位置。在工作面 或吊盘上按中心线及方向线位置组装滑模辅助盘 ， 调平找正后 进行固定。在辅助盘上搭木垛， 在木垛上组装滑模操作盘， 抄平 找正 ， 对正中心线固定。组装提升架及千斤顶， 抄平找正后固 定。安装液压控制系统， 进行千斤顶空载加压试验。插入支撑 杆 ， 对准工作面划出的支撑杆中心点 ， 底部垫上小铁块或小槽 钢， 找正后支撑杆插到底固定。组装模板 ， 围圈及调整丝杠等， 调整好模板直径和锥度。组装完检查合格后，空滑 1～2 个行 程， 运转正常后拆除木垛， 转入正式滑升。 3 ． 2滑模混凝土衬砌施工 3 ． 2 ． 1 钢筋绑扎 模体就位后 ， 进行钢筋绑扎、 焊接。滑升施工中， 保证混凝 土浇筑后露出最上面一层环向筋， 利用提升架焊钢管控制钢筋 保护层。 3 ． 2 ．2混凝土浇筑 在混凝土浇筑前 ， 严格控制混凝土浇筑面分区。混凝土布 料采用平铺法 ， 并在浇筑过程中， 确保仓内下料均匀， 减少浇筑 高差。 模板滑升时， 仓内混凝土面必须保持在同一高程， 以保证 摩擦阻力均匀。初始向模板内浇筑混凝土， 要注意提升前的混 凝土浇筑总厚度 ， 即混凝土的自重应大于摩擦阻力 ， 以免滑升 时将混凝土同模板同时提起。控制的关键为： 初始浇筑的混凝 土速度要快 ， 并在 3小时左右将混凝土浇筑到 5 0 c m一 6 0 c m， 然 后进行模板的初升工作。 3 ． 2 ． 3 模板滑升 施工进入正常浇筑和滑升时， 尽量保持连续施工。每次滑 升高度可与浇筑厚度相适应， 或与横向间距一致。混凝土脱模 强度控制在 0 ． 1 5 MP a 一 0 ． 2 5 MP a 。 模板的滑升分为三个阶段： 初次滑升、 正常滑升和完成滑升。 滑膜经初始滑升并检查调整后 ， 即可正常滑升， 正常滑升 是每次滑升 2 0 e ra 3 0 e ra 。 滑升时， 若脱模混凝土尚有流淌、 坍塌 或便面呈波纹状 ， 说明混凝土脱模强度低 ， 应放慢滑升速度； 若 脱模混凝土表面不湿润， 手按有硬感或伴有混凝土表面被拉裂 现象， 则说明脱模强度高， 宜加快滑升速度。 在模板正常滑升期间， 所有的千斤顶应充分地进、 回油。如 出现油压升高且液压千斤顶顶升出现异常情况时 ， 应立即停止 提升操作， 检查原因并及时处理。为控制操作平台的水平， 应在 滑升过程中随时进行有效的水平度的观测 ， 以便及时采取调平 措施纠正水平升差。与此同时， 也应随时检查和记录结构垂直 度、 扭转及结构截面尺寸等偏差数值， 并采取相应的纠偏措施。 当模板滑升至距终止高程约 l m左右时，滑膜即进入完成 滑升阶段。此时应放慢滑升速度， 井口准确找平混凝土， 以保证 顶部高程及位置的正确。 混凝土脱模以后的表面修面， 是关系到混凝土表面美观及 结构质量的关键工序 ， 这也是滑模施工的一大特点， 在混凝土 脱模以后 ， 要立即进行此项工作。首先检查脱模后的新混凝土 面有无表面缺陷， 若有， 抹面人员应立即使用抹子进行修面， 补 平凹坑和表面细小裂纹。 若表面光洁无缺陷， 可以不再处理。 在 抹面过程中， 应使用混凝土原浆抹面 ， 以保证混凝土外观颜色 统一 。 混凝土浇筑脱模和修面完成以后 ， 需要展开混凝土的养护 工作。在刚脱模的一段时间内， 先使用手动喷雾器给混凝土表 面轻喷水雾， 使得混凝土表面保持湿润。待滑模滑升到一定高 度而即将超出抹面平台施工范围时， 在混凝土表面喷洒一层混 凝土养护剂， 来完成混凝土的后期养护。 4结语 竖井混凝土衬砌施工， 过去习惯采用翻模法， 该方法费工 费时， 施工效率低。在锦屏一级出线竖井中混凝土衬砌施工中 采用滑模施工技术， 实践证明竖井衬砌滑模施工可以节约模板 和支撑材料 ， 加快施工进度， 保证结构的整体性， 保证混凝土质 量 ， 降低工程造价并且在很大程度上提高施工进度， 可在竖井 混凝土施工中广泛运用。※ ’ 一 1 一