塔里干水利枢纽地下厂房工程交通竖井滑模混凝土施工.pdf

a 0 。 水利水电施工2 0 1 0 第 5期 总第 1 2 2期 塔 里干水利 枢 纽地 下厂房工程 交通 竖井 滑模 混凝 土施 工 露吴志军 ( 中国水利水电第十工程局有限公司) 【 摘要】 伊 朗塔里 干水利枢纽发 电厂房工程 交通 竖井深 8 9 ： 4 m，其 混凝 土衬砌 用滑模从 底到顶 多井孔 同时 整 体滑升 ，其垂 直位移偏差设计要求为不超过 5 c m。 【 关键词】 交通 竖井 多孔 井滑模施工水平度 及倾 斜度监测校 正 1 概 述 伊 朗塔 里下水利枢纽工程位 于伊朗北 部 AL B ( ) RZ山 脉南面的塔 里干河 ( Ta l e g h a n R i v e r )上 ，从 首都德 黑兰 ( Te h a r a n )往两北 】 4 0 k m处。塔里干水利枢纽工程分为 大坝工程和发 电工程两 部分 。大 坝工 程包括 黏土 心墙 土 石坝、溢洪道 、导流洞 和泄 水底 孔 。发 电工 程包 括取 水 口、引水 隧洞 、压力 管道 、地 下 主厂 房 ( 位 于库 区 内水 下部分 ) 、调压室 、尾水洞 、交 通竖井 、地 面副厂房 和开 关站。 交通 井是连接 地 面副厂房 与地 下主 厂房 的唯一 通 道 ，其开 挖 尺 寸为 8 6 m 1 4 6 m，井 壁 混 凝 土 衬砌 厚 右端墙 图 1 交通竖井平面布置图 ( 单位 c m) 4 8 8 0 c m，中问隔墙厚 4 0 c m，从 顶 到底 内含 2个 排风 井 、4 个送风井 、】个 吊物井 、1个 电梯井 、1 个 楼梯 井 、1个 电缆井 、1 个 走廊 井、1个前 室井 等共 1 2个小井 ，其 中 最大的吊物井 尺寸为 4 5 m1 4 5 r n ，最小 的一个 送风井 尺寸为 0 3 8 mX 0 4 8 6 m。交通 竖井 平面布置见图 1 。 2 倾斜检测及校正的难点及要点 该竖井 井深 为 8 9 4 m，工 程 量大 ，施 工 难度 大 ，工 期长 。后期施工 时段天气 已经 开始变冷 ，为 了施工安 全 ， 做好混凝土保 温措 施 ，在 交通竖 井滑 模施 工时 ，搭 建施 工平台时完全盖住井口，并在其上搭保温棚。竖井底部 为了安全禁止 施工 人员进 入 。这 样一 来 ，即使 施工期 间 临时全部停止滑模施工，也没有办法在竖井底部或顶部 架测量仪器 来测量 滑模位 移。滑模体 本体 从上 到下 由分 料平台、主平台、抹面平台_ 二 个平台构成，另外在模体 顶部悬挂一活 动钢筋 制安平 台来 运输 钢筋 ，整 个滑模 竖 直 高度 达 1 7 m左 右。在滑模 滑升 时 ，最小 的一个井 用钢 管代替，其余 l 1 个井整体同时滑升，相当于 4 层 1 1 个单 元 1 7 m高的楼房塞于竖井内，即使将测量仪器搬到井内 也无法架设或者通视 。特别是 电梯 井成 型尺寸为 2 1 m 2 2 m，而相应 的 电梯 轿箱 最 大尺寸 为 2 0 m2 1 m，如 果滑模单边偏移大于 5 c m，将不能保证电梯轨道安装精 度满足设计和规 范要求 ，也就 能保 证 电梯 以后 的正 常 运行 。滑模模体组装后总重达 5 0 t ，加 上施 工过程 中其 上 面的操作人员及施工材料的重量，总重不少于 6 0 t ，且为 多井一起滑升，井间相互锁定，所以滑模垂直度的偏移 调整是件非常困难的事情 。 3 滑模滑升偏移 的检 测 3 1 滑模 滑升 水 平度 的检 测 在滑模模体主平台四个角 的竖直桁架 上布置 四支用 透 明塑料管装水而成 的简易水平 汁，在滑模 安装结束启滑 前 提空滑模 ，用测量仪器较平滑模 的水 平度 ，在每支水平计 旁同定一最小刻度 为毫米 的钢尺 ，并标记 其水平位置 。滑 模滑升过 程中 ，监测 每支 水平计 内的水 面相 对 最初水 平 标记来判 断滑模模 体的水平度 。这个水平 度校 准 的同时 ， 也检测滑模 的垂直 度 ，即在保证 滑 模工 作 面垂 直度 的前 提下 ，同时标记 水平 计 的水 平位 置 。也 就 是我们 假想 滑 模 的工作 面和一个 水平 面组 成一 个正 立 方体 ，滑模 工作 面垂直 时 ，滑模 的 四个角 的水 平计 的标 记位 置形 成 的平 面是一个水平 面 。反过来 ，如 果 四个角 的标 记位置 在一 个水平 面 ，那 么滑模 的 T作面的垂直度也是 准确的。 3 2 滑模滑升平面位置及竖直倾斜度的检测 3 2 1 滑模 模体 平面确定 滑模开始 组装 前首 先浇 筑交 通 竖井 底板 。底板 混 凝土浇筑 完毕达到 一定 强度后 ，测 量人 员在 混凝 土底 板 上放 出周边墙 及 中间隔墙 的边 线 许弹 墨线 ，然后 在底 板 上开始组装 滑模 。滑 模组 装完 毕后 ，检测 滑 模各 工作 面 之 间的距离是 否符 合设计 要求 ，即滑模形 成 的混 凝 土结 构符合设 计图纸 ；再 检测 滑模 工 作 卣的垂 直度 然后 再 校正滑模各模 板边 线与相 应底 板上 的墨 线对 齐 以确定 其 平面位置符合 设计 罔纸 。这 时滑 模 的位置 就 是滑模 开 始 工作 的起始位 置 。滑 模 的平 面位 置确 定后 ，复核 滑模 工 作面 的垂直度 准确 的情况 下，对 四个 角 的水 平计 的水 位 位置做好标记 。这 时我 们设 想 的正立 方体 上平 面的水 平 度 、垂直方 向的垂直 度和 平 面位 置完 全确 定 了。如果 这 个滑模立方体 能够 沿着理 想 的垂 直度 向上 滑行 到 顶 ，那 么滑模所形成 的 1 1 个混凝土竖井就是垂直 的 。 3 2 2 竖直激光导 向束检测滑模 的倾斜 度 在底板上 安装滑模前 ，在交通 竖井井 口的上游 和下游 各同定一个激光指向仪 ，一个 布置在 电梯井 内 ，一 个布置 在排风井 内，测出两激光指 r 口 J 仪 的坐标并在竖井底 板混凝 土面上 放 出这 两 点 的位 置 。在 这 个 位 置 上 各 安 装 一 个 1 0 c mXl O c m的钢板，冉把这个点标记在钢板上。然后调 整激光指 向仪使 其各 自指 向其 坐标相 同 的点 ，即形成 从 竖井底到顶部两条垂直 激光导 向光束 。每 次爬升 滑模前 ， 测取排风井及 电梯井 内两 垂直 模板 边相对 激 光导 向束 的 距离并做好记 录 ，由此 判断滑模模体 偏移 的方 向及大小 ， 以便在爬升滑模 的 过程 中及 时调 整校 准平 面位 置 。滑 模 实际施工过程中，这几组测量数值非常重要，需要专人 2 4小时 随时测量监控 ，一 日 J 发现位置偏移 ，就要及 时调 。 3 2 3 全站仪监测滑模水平位置及其倾斜 度 用激光导 向束 监测 滑模 的倾 斜度 是在 假 定模 体是 刚 体的前提下进行的。虽然在设计时已考虑了模体的刚度， 但在滑模滑升的监测过程 中也应 考虑到模体变形问题； 塔里干水利枢纽地下厂房工程交通竖井滑模混凝土施工 J 再者 因为滑模 附近 的其他 地段 开挖爆 破 与滑模 施 T 同步 进行 ，其震动对 激光 指 向仪 的影 响也 是不 可忽 略 的。闪 此每滑升两火即 7 m左右就用 I E I C A T C R 3 0 2仝站仪监 测滑模施工 成 型混 凝 土体 形 情 况 以推 测 滑模 偏 移情 况 。 滑模平面位置及偏移 检测见图 2 。 图 2 滑模 平面位 置及 偏移检 测 ( 单位 ：c m) L E I C AT C R 3 0 2全站仪测量精度 2 ，其激光测量 功 能有 效距 离 8 0 m。在 滑 升 1 7 3 4 0 0 m 高程 以下交 通 井 时，将全站仪架在 1 7 1 6 O O m高程与交通 井相通的交通 通道内 。而在滑升 1 7 3 4 m 高程 以上 部位 时 ，将全 站仪架 在 1 7 3 4 O m高程灌浆廊道与之相接的廊道内。用激光在 交通竖井最大 的 吊物 井 内的 上 、下游 及左 边墙 上各 测 两 个点 的坐标 ，所测 点 尽 可 能 地接 近 模 体 即 其抹 【 平 台 。 当所 测位置较高 时 ，在 全站仪 的 目镜 上加 弯管 目镜 进行 观测 。用 C AD画 出理论 模 体 平 面 冈，并标 所 测 的六 点。移动模体平面模 块尽 町能多 地让 这六 点落 在 吊物井 的上 下游及左端 边 墙 的 内边 上 ，即得 滑 模 的 实 际位 置 ， 将其与理论位置相比较来判断模体偏移及扭转情况，特 别 是电梯井的偏移情况 。 3 2 4电梯 井的倾 斜监测 该交通竖井 的 电梯井 倾斜 度 至关 重要 ，故存 滑模施 工 中加强对 电梯 井 的监 测 ，每 滑升 两 天 即 7 m左 右 ，用 5 k g的重锤检测 电梯井 四边 的垂度 。为 r 减少 雨锤 的摆 动 幅度 ，用细钢丝吊重锤并将其浸在机油桶中。 通过以上几种 方 法综 合判 断 滑模 滑升 的水平 度 、平 面位 置及倾斜度 ，作为调 整滑模 的依据 。 4滑模滑升偏移 的校正 4 1 滑模滑升水平度的校正 用不均衡爬升滑模与不均衡 混凝 土人仓法调整 滑模 水 平度 。如果发现模体水 平度超过允许 范嗣 ，在爬升时 ，需 要关闭偏高侧几个液压干斤顶进行不均衡爬升并且先浇 偏高侧混凝土并振捣 ，后浇偏低侧 混凝土 。关闭爬升 下斤 顶 的个数视 不水 平 程度 变化 及保 证 滑 模 整体 稳 定 而定 ， 不能操之过急 ，需要经几 个循 环过程缓慢完成渊整 。 49 0 水利水电施工 2 0 1 0 第5 期 总第 1 2 2 期 4 2 滑模滑升偏移及倾斜度的校正 断定滑模偏 移及倾 斜度 超过 允许 范 围时 ，特别 是 在滑升与 其他洞 室 交接处 冈受力 不 均而 容 易发 生偏 离 ， 需要采取加外 力法进行 校正 。最初 采用 过用 花篮 螺杆加 外力法 ，但模体太 大、小井 及千斤 顶 太多 ，未 能 阻止其 继续偏移 。后采用于拉葫芦J J t 1 l- 力法进行 了校 正。用 3 4 个于拉葫芦在偏离侧一 端挂在 同岩支护锚杆上 ，一端挂 在模体主平台的主桁架上，当模体滑升时，用均衡适度 的力 同时收紧葫芦将模 体强行 拉 向原位 ，通 过一个 循 环 可以调整 同 8 O 的偏 离 ；进行 正常滑 升二个 循环 ，再进 行完 整的调整 。在 调整时 手拉葫 芦一端 只 能挂在 围岩 支 护锚杆上 ，可 以把几个锚杆连接在一起 以增加承 载能力 ， 但绝 不能拉在 制作 的钢筋 笼上 ，以免 引起 安全 事故 ；另 一 端 只能挂在 主平 台的主桁架 上 ，而挂 在其 他部 位有 可 能将 其损坏且 拉不动模 体 ，更不 能挂在 支撑 杆上 以免损 坏支撑杆影 响千斤顶 的爬升 。 5 结束语 经过各个班组 的共 同努力 ，采用 多种方 法监 测与 控 制滑模 滑 升 偏 移 与 倾 斜 度 ，最 终 交 通 竖 井 最 大 偏 移 4 2 c m，电梯井最大偏移 2 8 c m，满足设计要求的最大偏 移不大于 5 c m的要求 。鉴 于地下 滑模施工 测量 监测 的通 视与操作 困难 ，在 实 际 操 作 时要多方 法 多途径不辞辛劳 地多监 测 多检杏 ；在 校 正时要面 对实际多探索 ，采取有 一 0 i0 ( 上 接 第 3 j页 ) 效适用的方法进行校正。其监测与校正的方法可供类似 的滑模施工参考 。 通过塔里 干工程 滑模 的施工 实践 ，为 了保 证滑模 施 工质 量 ，以下几个方 面在 以后的施工 中值得注意 ： ( 1 )滑模用的爬 升千斤顶 的质量在选用 的时候一定选 择质 量好 的生 产厂 家的产 品，否则严 重影 响施 工进 度和 质量 。因为施工过 程 中更 换损坏 的爬 升 千斤顶 比较 困难 而且 费时 ，有些损坏 的爬升千斤顶 无法从 支撑 杆上取 出 ， 只有 把支撑杆 割断 。而支撑 杆是 通过 丝扣 连接 的，不能 直接 焊接连接( 焊接后 支撑 干直径 变 大 ，爬升 千斤 顶不 能通 过) ，这样经常更换爬 升千斤顶 或者支撑杆 ，严 重影 响施 工进度而且增加 了工人 的工作强度 。 ( 2 )液压工作站的配压 阀的加工质量很重要 。如果配 压阀的加工质量好，在压力值接近的情况下，可以保证 各个爬升 千斤 顶 的爬 升速度 比较 接 近，可 以有 效保 证滑 模整体 的水平度 、垂直 度 ，减小 滑模 位 移变 化 ，较好 地 保证 竖井垂直 度 的变化在设 计允 许范 围 内，有 助于 平面 位置 和垂直度 发， 1 ， 蝌 匕的控 制 。同时高 压软管 的直 径和 长度 分配尽 可能相 等 ，使得分 配给各 个爬 升 千斤顶 的工 作压 力值接近 ，减 小 冈压力差 异大使 得 水平度 和位 移发 生大的快速变化 。 ( 3 )钢筋绑扎速度和滑模上升速度要协调。钢筋绑扎高 度不要过于高过滑模 ，以免影响绑扎质量和滑模上升。同时 由于滑模工作位置距离混凝土给料位置较远 ，高差很大，混 凝土的级配也要严格控制 ，以便确保混凝土的浇筑质量 。 7 3不设 固定 充水设施 径流低水头电站 ，一是大坝靠厂房都比较近，河道 内取水方便 ；二是 橡胶 坝塌 坝主要 在汛 期 ，一年 中需要 充水灌坝 的时间小 多。根据这 一特 点 ，对径 流低 水头 电 站运用橡胶坝 u f 以不 没置 同定 充水 没施 ，以节约 工程投 资。橡胶坝 的允水 ，可 以采取 移 动式 水泵 现场 充水 ，有 条件 的电站还 【】 以共 用冷却 水管进 行充 水 ，因 为橡 胶 坝 的充水 时间不是主要控制条件 ，时问长点影 响不大 。 8 橡胶 坝水 电站 的应用 文汀口水 电站 位于 四J I I 青 川县 清江 河上 ，为一坝 两 站的径流式 电站 。其中坝后式电站装机容量 2 5 2 5 k W，引 水式 电站装机容量 1 8 2 0 0 k W ，总装机容量 2 O 7 2 5 k w。电 站所在 的清 汀河 系 白龙 江一 级支 流 ，嘉 陵 江二 级支 流 ， 河道平缓 ，纵坡约 2 5 6 。开发河段长 2 3 k m，呈 C形布 置，便于裁 弯取 直 引 水开 发 ，故 布置 一 座引 水式 电站 。 为最大限度提高经济效益，加大水量利用率，决定兴建 一 坝后式 电站 ，利用 汛期 水量 发 电。根 据坝 型 的对 比分 析，橡胶坝具有加大水头和增加库容的显著特点；针对 其寿命较短的缺点 ， 大 l 此在文江 口电站挡水建筑物上把 橡胶坝和 闸坝相 结合 ，形 成一 座新颖 的组 合坝 型 ，充分 发挥各 自的优点 ，克 服各 自的弱点 ，最 大 限度 利用 好开 5 0 发河段 的水力 资源 。 文江口水电站首部枢纽是闸坝和橡胶坝相结合的产 物。这样 的结 构布 置 ，主要有 以下 优点 ：减 少 闸坝 ( 闸 墩)的高度 ，从而减少 了钢 筋混 凝 土工 程量 ；减 少 闸 门 的高度，闸门高度 由 1 2 m 降低到 8 m，减少钢材用量 3 O 余 t ，也降低了启 闭机 的荷载等级 ，节省 了工 程费用 ；橡 胶坝 置于顶部 ，泄 洪 冲沙 时，泥沙 从下 部 闸孔通 过 ，避 免了对橡胶坝的冲击和磨损，延长了橡胶坝的使用寿命 橡胶 坝的高度 可灵 活调 节 ，洪峰 来 时放空 ，增 加过 流断 面 ，使洪水迅速通 过 ，缩短 对 电站 的影 响 时间 ；洪 峰过 后充坝 ，增加 了水头和库容 ，从而增加 r r 发电收益 。 通过对增加橡 胶坝 前后 经济 效益 的对 比分 析 ，增加 橡胶 坝 后 ，可增 加 装 机 容 量 3 2 0 0 k W ，年 发 电 量 增 加 1 6 ，达到 8 3 6 0万 k w h ，增加 年 售 电收 入 约 3 0 0万 元 ，经济效益显著 。 9 结束语 橡胶坝从引进到发展再到技术改进 ，经历了 5 O余年 的时问，现技术已基本成熟，使用寿命越来越长，在水 利水 电、景观等领 域得 到 了广泛应 用 。橡 胶坝 的优 势将 会继续发扬 ，其弱 点将 在不 断 的实践 中攻 克，使其 得到 更加广泛 的利用 。