液压滑模施工技术在地洛水电站中的应用

液压滑模施工技术在地洛水电站中的应用（中国水利水电第十工程局有限公司二分局，四川都江堰611830）摘要：根据有关砼模板施工技术规范的要求,介绍了液压滑模施工技术在竖井施工中的特点，主要对其合理化应用和建议进行了论述。关键词：液压滑模；地洛水电站；应用与思考1.概述地洛水电站调压井为地下埋藏式、水室式调压室，由上室、竖井组成。带上室的水室式调压室井筒断面为圆形，开挖尺寸8.9m，衬砌厚度1.2m，衬砌后尺寸6.5m；调压井井口高程1234.0m，井底高程1156.3m，浇筑井高77.7m，阻抗孔布置于井筒底板上，孔底高程1162.5m,孔口直径2.0m，高1.2m；调压井井筒四周进行固结灌浆和锚杆加固处理。井壁为双层钢筋布置，砼标号为C20，为加快施工进度、质量，调压井井壁砼浇筑采用液压滑模施工技术。滑模于1163.70高程处起滑，滑升高度为70.3m。1163.70高程以下砼采用常规模板立模浇筑。2.施工规划及临时布置2.1施工道路及通道规划（1）施工道路4#道路：已有HZS60拌和站至通气孔盘山公路，混凝土骨料从此道路通过5T自卸汽车直接拉到调压室储料仓。4#-1道路：已有HZS60拌和站至6#洞盘山公路，所需结构钢筋从此道路通过5T自卸车拉至调压井底部。（2）上下交通利用调压井扩挖设置人行爬梯供施工人员上下，爬梯采用φ25的螺纹钢筋焊接，踏步宽80cm，梯步间距40cm，每隔2~3m打两根φ25L=3m的固定锚杆与爬梯焊接牢固，并沿梯子两侧间隔50cm焊接φ12螺纹钢圆形护栏，确保施工人员上下的安全。2.2施工临时布置2.2.1施工供风施工风管路由原有调压井导坑开挖的供风系统引入，供风主管Φ4″接至调压井井壁位置,再用2寸软管接至滑模上。2.2.2施工供水施工水管路由原有调压上室开挖时形成的供水系统引入，供水主管Φ4″接至调压井口供拌和用水，支管Φ3″接到滑模上用于浇筑后混凝土的养护。2.2.3施工供电井内供电线路由通气洞洞外供电系统引入，布置于通气孔隧洞右侧。供电线路布设高度2.5m左右，照明电源采用36V安全电压，利用行灯变压器降压引入调压井井口；在井内浇筑面安装配电板以满足其它用电器的使用。掌子面采用6盏1000w碘钨灯照明。2.2.4施工通风散烟在通气洞洞口布置1台1×37KW轴流式风机，压入式通风，设Φ800mm的帆布负压风筒，挂设于洞室顶部，接至调压室拌和站位置。以有效排出拌和混凝土以及堆放骨料的灰尘。2.2.5卷扬机在上室内侧平台布置一台5t卷扬机，用于砼浇筑时提升钢筋及其他材料到滑模平台。2.2.6通讯系统在浇筑面和井口配置电铃，通过设置统一讯号来控制混凝土的停料和送料.在浇筑面和调压井底部各配置一部对讲机，便于联系钢筋的吊运.2.2.7拌和系统调压井临时拌和系统将布置在调压井井口处，调压室靠近通气孔侧清理出一个约150m2的场地，场地将规划布置两台0.75m3拌和机，一个混合料储料仓。另外在通气孔洞洞口也设置一个混合料储料仓.系统形成后将利用HZS60拌和系统拌制混合料，通过汽车运至调压室储料仓，现场人工加水、水泥等搅拌制砼。2.2．8井口安全措施井口周围设置安全防护栏并挂上安全网避免材料、人员坠入井中。井口与模体上都设有对讲机和电话，并派有专人指挥，以保证砼下料和上下吊装材料运输等操作的安全。3.液压滑模滑模模体由操作平台系统、模板系统、液压系统及辅助系统组成。平台系统从上至下分为上平台（放料平台）、钢筋推放平台、中间平台、抹面平台共四层平台。各个平台之间为整体桁架结构，主要由桁架与上下圈梁焊接而成。每层平台用3～5cm木板铺面，各层平台之间设有简易爬梯通道。模板系统设置上平台与中间平台之间，上平台顶部设置液压千斤顶系统，另在模体上设有砼分料、通迅及动力照明等辅助系统。（1）上平台：上平台布置有钢筋堆放平台及分料斗、溜槽系统，要求各系统的荷载均匀分布在上平台，以利于滑模滑升。分料斗安装高度离平台约4m高，均匀搭设6条溜槽至井壁及闸门井砼仓面。（2）钢筋堆放平台：用架管搭设而成，高度约2m，主要用于堆放、绑扎焊接钢筋。（3）中间平台：平台设置液压系统操作室、用电系统的闸刀开关及电焊机，堆放预埋钢板，另外砼入仓振捣、内层钢筋绑扎焊接、预埋钢板安装均在该平台上作业。（4）抹面平台：为脱模砼面修抹、养护的工作平台，悬挂安装在平台桁架上，备有水泥、砂子等材料。（5）模板系统：模板系统由弧形钢模组成。模板高150cm，相邻模板之间用螺栓连接。模板应保持一定锥度，以便于模体的滑升。（6）液压系统：由16支YCQ－7型滑模液压穿心千斤顶（卡片式，工作起重量达7T，最大起重16T，千斤顶行程为5cm）与一台YJH—WF100型泵站组成，系统油压运行压力为5～10Mpa，千斤顶安置于上平台顶部位置。支承杆选用外径Φ40mm钢管，采用公母丝扣连接方式。在施工时要求支承杆与内层水平钢筋焊接，以增加支承杆的稳定性。4.滑模制造、安装4.1滑模制造本电站的液压滑模采用现场加工方式，场地选在调压井钢筋制作场，制作完后作防腐处理两次，然后预组装成整体，现场进行滑模空运行试验，经监理验收合格后，方开始滑模的解体、吊装。制作工艺均严格按照钢结构制作规范进行。地洛厂房项目调压井液压滑模材料加工工程量统计表序号材料名称规格型号单位（m）数量合计长度(m)备注1①槽钢20#0.532412.722②角钢70×70×71.524363③槽钢20#2.524604④槽钢20#0.35248.45⑤槽钢20#0.25216546⑥钢板5mm30.6151.5*6.5*3.147⑦角钢70×70×720.41240.828⑧槽钢20#58409⑨槽钢20#5.7845.610⑩工字钢16#20.41120.4111⑾角钢70×70×71.71220.412⑿角钢70×70×71.21214.413⒀钢管Φ40,d=3.25mm70.312843.6▽1163.7~123414⒁角钢70×70×72.112*250.4抹面平台\安全平台15⒂角钢70×70×758*28016⒃角钢70×70×75.78*291.217木板5cm66.33m23.317m34.2安装根据调压井结构和地理条件，调压井材料的起吊点设在调压井闸室顶拱的锚杆上，在调压室内设一台5t卷扬机，通过顶拱锚杆上的导向滑轮进行起吊。滑模安装前，先在▽162.70用架管搭设一安装平台以便滑模组装，然后将滑模按照骨架平台、提升柱、围圈、模板、泵站、液压千斤顶、支承杆的顺序依次吊装，抹面平台则要待滑模滑行2m左右时再将其与滑模连成一体（详见图1）。图1吊装时应注意以下几点：（1）骨架平台组装好后须找平、对中；（2）模板组装时要控制好拔模斜度，一般为下口比上口单边尺寸小5～10mm；（3）由于液压系统没设排气孔，所以在油液系统安装完后不要急于将支承杆穿入千斤顶，而是将泵站打开使千斤顶空运行40分钟，以便将空气排出油箱。5.滑模施工5.1启滑滑模启滑时应充分的准备工作，外层钢筋超前绑扎、焊接5～10m，内层钢筋绑扎、焊接至千斤顶底部，支承杆与水平钢筋焊接牢固，模板涂上脱模剂。当砼浇筑至0.6～0.7m高，估计砼脱模强度达到要求时，即可启动滑模。调压井一期砼中包含有门槽预埋板、爬梯预埋板、休息平台预埋板、水位传感器预埋板、通气钢管五种规格的埋设件，其数量多规格多且位置尺寸不一，特别是14根Ф630通气钢管，每根长6m，重800Kg，给整个埋设工作和滑模的正常滑升带来很大影响及安全威胁。为使滑模工作正常，将所有的埋设工作和滑模运行工作划分到一个独立班，再将其分成两个小组，每组6人，其工序内容：（1）预埋件就位焊接；（2）滑模支承杆对接加固；（3）滑模滑升；（4）千斤顶卡片检修；（5）配合测量监控滑模变形；（6）滑模校正纠偏；（7）通气钢管吊装；（8）其它材料吊运。这八道工序相互穿插平行作业。5.2砼浇筑浇筑砼时按分层、分段地进行，分层厚度为200～300mm，插入振动器振捣砼时应避免触及钢筋及模板，振动器插入深度不得超过下层砼50mm。脱模时砼强度应在0.2～0.5Mpa之间，用手指按刚脱模的砼表面，基本按不动，但留有指痕，砂浆不沾手，用指甲画过有痕，滑升时能耳闻“沙沙”的摩擦声，这表明还可以再缓慢提升200mm。5.3砼修抹及养护刚脱模的砼面如有少量气泡和细孔均由铁抹子抹平压光，如有麻面用水泥砂浆抹面修补，如发现塌块、裂缝和较大孔洞时则先将缺陷处松散砼块清除掉，要清除到砼密实处，再用水泥砂浆抹面修平。脱模后的砼要及时喷水养护，养护位置设在距模板下缘2m左右。5.4停滑措施滑模施工中因故停滑时间较长将作停滑处理。先在同一标高将砼浇平，每隔30分钟左右提升模板一次，以免模板与砼粘结，复工时将砼表面凿毛，并用水冲走残碴，湿润砼表面，模板清理干净，凃上脱模剂。5.5质量控制滑模偏移的检测主要是通过测量模体的水平度和垂直度来判断的。水平度检测：用水准管在上平台测出水平线，量出水平线至各千斤顶的高度，通过所测数据来检测水平度；垂直度的检测：在1234.00高程设两个控制点，每次测量时从模体上吊下锤球分别测出与两个控制点的误差，从而判断模体的偏移和扭曲，每滑行500～1000mm检测一次，在测量模体偏移时必须先将滑模用透明水管找水平，这样测出的数据才准确。在滑模发生偏移时，其校正方法通常有两种：（1）用千斤顶自身校正，即将半边千斤顶截流阀打开半边关闭，打开泵站让滑模有意作斜向滑升2～4个行程，然后打开所有截流阀正常滑升1米后再将滑模调平，如此反复循环直到调正；（2）在滑升过程中用螺旋式千斤顶或葫芦加外力校正。第一种校正法简单易操作，但校正数据的随机性较大，有可能几个循环下来一点变化也没有，也有可能一个循环下来又向反向偏移太大。第二种校正法需要模体中的砼高度小于20cm，而且要求井壁的锚杆牢固，分布均匀。本次滑模施工主要采用第一种方法校正，总体来讲滑升质量控制良好。6.存在的一些问题：（1）由于砼不是自动拌合系统生产，砼坍落度控制不好，砼又是溜筒入仓，使得砼塌落度较大且不稳定，增加了砼的凝固时间，从而影响滑模滑速度。（2）依据滑升要求，运行过程中，滑模滑升500～1000mm时测量一次，并及时将测量数据上报值班技术员和运行人员。但在滑模运行的前几天测量因工作面多不能及时到位，致使滑模发生偏移后没能及时发现问题，造成最大偏移达50mm。（3）由于液压千斤顶工作不同步，以及千斤顶的有效工作行程不一，是造成滑模偏心和扭曲的主要原因。（4）整个滑模运行兼顾所有预埋工作，各工序穿插，合理利用时间的要求又高；滑模运行时对千斤顶卡片检修不及时，造成滑模有时滑升缓慢。7.关于液压滑模施工中的几点建议：（1）目前我局所用的滑模从结构上讲主要分为两大类：第一类是平洞滑模也称有轨滑模，第二类是竖井滑模也称无轨滑模。由于无轨滑模的控制精度不高且不好掌握，建议以后的竖井滑模改成有轨滑模，有利于砼浇筑质量。（2）浇筑砼时应尽量用自动拌合系统拌合，提高砼拌合质量及稳定性，尽量用低流动度或半干硬性砼。（3）我局虽对液压滑模施工从事多年，却没有一支属于自己的专业对伍，这样不利于提高功效和创新，更不利于自身发展，应加强对自身队伍的建设。（4）液压滑模从成本来说主要液压系统成本高，一个滑模结构其液压系统多则十几二十万，少则也是七万左右，从使用寿命来讲一套液压系统至少能用十年，而我局在五年时间内没有一个电站使用的液压系统是上一个电站保存下来的，造成不必要的重复购置，建议对滑模的液压系统归入设备管理进行合理保存。8.结语从2009年5月1日下午6时滑模起滑到2009年6月10日井壁砼浇筑完毕，历时40天，滑升高度70.3m；除去下雨道路中断骨料供应不上耽误15天，实际正常滑升25天时间，日均滑升2.8m，单班最高滑升记录2.0m、单日最高滑升记录3.8m。砼浇筑2291m3，钢筋绑扎709T。滑模设计、施工是成功的，并且在整个滑模施工过程中未发生一起安全事故，得到业主、监理好评，为地洛电站如期过水、发电打下了坚实的基础。