羅毅

(上海勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川成都 610041)

溪洛渡水電站左岸電站進(jìn)水口閘門豎井滑模施工技術(shù)

羅毅

(上?？睖y(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川成都 610041)

從模體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、滑模運(yùn)行管理與質(zhì)量控制等方面介紹了溪洛渡水電站左岸電站進(jìn)水口閘門豎井混凝土澆筑滑模施工技術(shù)，著重講解了工作門槽“變形結(jié)構(gòu)”設(shè)計(jì)、施工過程中對(duì)模體的體型監(jiān)測(cè)及體型糾偏等方面的施工技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，并對(duì)工程實(shí)體進(jìn)行了體型數(shù)據(jù)分析。

溪洛渡水電站；閘門豎井；混凝土澆筑；滑模；體型控制與糾偏

1 概述

溪洛渡水電站是金沙江下游規(guī)劃開發(fā)的梯級(jí)電站，主要由雙曲混凝土拱壩、引水發(fā)電建筑物、泄水消能建筑物組成，壩高285．5 m，總裝機(jī)容量13 860 MW。

該水電站左岸電站進(jìn)水口為露天豎井式，共布置9條閘門豎井，即1#～9#機(jī)組，呈一字型排列。豎井底部高程514 m，頂部高程610 m，單個(gè)井深96 m，長(zhǎng)18．5 m，寬14 m。閘門豎井內(nèi)設(shè)置工作閘門井、檢修閘門井及通氣孔，檢修閘門孔長(zhǎng)9．6 m，寬2．6 m；工作閘門孔長(zhǎng)9．8 m，寬3．55 m，其內(nèi)設(shè)有四道牛腿；通氣孔長(zhǎng)4 m，寬1．5 m，內(nèi)設(shè)爬梯。

閘門豎井一期混凝土標(biāo)號(hào)為C25F150W8；二期混凝土標(biāo)號(hào)為C30F150W8，二期混凝土布置在閘門槽周邊，厚度為60～110 cm。鋼筋型號(hào)主要為φ20、φ25、φ28、φ32、φ36五種，鋼筋保護(hù)層厚度為8 cm。

施工中存在的主要難點(diǎn)為:

(1)滑模施工為模體連續(xù)滑升，在其施工過程中模體持續(xù)承受混凝土壓力、材料荷載等因素影響容易造成模體水平位移、偏轉(zhuǎn)與扭曲，故在滑模施工過程中將模體的體型監(jiān)測(cè)與糾偏作為施工難點(diǎn)，嚴(yán)格加以控制。

(2)由于在高程542 m工作門槽截面尺寸發(fā)生變化，為提高施工效率，須對(duì)工作門槽模體進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)，以便快速拆裝而達(dá)到保證施工進(jìn)度的要求。

豎井高程533．1 m以下采用翻模施工，高程533．1 m以上采用滑模施工，牛腿部位單獨(dú)施工，在高程533．1 m處安裝滑模體并開始滑升。在高程542 m牛腿部位模體空滑，同時(shí)進(jìn)行牛腿備倉(cāng)。當(dāng)滑升至高程542 m后完成高程542 m牛腿施工并改裝模體，繼續(xù)滑升。高程577．6 m、589 m、604 m三處牛腿做空滑隔離處理(預(yù)留牛腿窩)，最后澆筑牛腿混凝土，檢修門槽、通氣孔模體不變，至608．5 m高程滑模體拆除。對(duì)于高程608．5～610 m部分采用翻模施工。

筆者主要介紹了高程533．1～608．5 m豎井混凝土澆筑滑模施工技術(shù)。

2 滑模設(shè)計(jì)

每個(gè)進(jìn)水口豎井由檢修閘門井、工作閘門井、通氣孔3個(gè)單體滑模組成，單體滑模內(nèi)部通過桁架梁實(shí)現(xiàn)固定支撐，單體滑模之間采用［14槽鋼對(duì)焊成方管梁連成一個(gè)整體，整個(gè)滑模模體通過液壓滑升系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)垂直上行滑動(dòng)。

2．1 液壓滑升系統(tǒng)

提升系統(tǒng)中主要的結(jié)構(gòu)部件為“F”型提升架，提升架是滑模與爬桿間的聯(lián)系構(gòu)件，主要用于支撐模體，并且通過安裝在頂部的千斤頂支撐在爬桿上，整個(gè)滑升荷載通過提升架傳遞給爬桿。

根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算，布置了36個(gè)“F”架，每個(gè)“F”架上各安裝了一臺(tái)QYD－100型10 t千斤頂，滑升動(dòng)力裝置為HKY－36型自動(dòng)調(diào)平液壓控制臺(tái)。

2．2 模板與圍圈

全套滑模模板采用δ8鋼板制作而成，用L50mm×5 mm的角鋼作為加勁肋，同桁架梁骨架相連固定，轉(zhuǎn)角部位按50 mm半徑用折板機(jī)折壓成圓角模板以減小滑升時(shí)的阻力。模板高度為1．5 m，模板錐度按4 mm控制，即在半徑方向模板上口大于設(shè)計(jì)尺寸2 mm，下口小于設(shè)計(jì)尺寸2 mm。

圍圈選用［18槽鋼，主要用來加固模板。圍圈設(shè)計(jì)為上下兩道，上圍圈距模板上口距離為25 cm，下圍圈下沿距模板下口距離為20 cm，支撐在提升架支托上，與模板水平加勁肋角鋼焊接固定，使各組模板成為一個(gè)整體。

2．3 工作門槽變型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

因工作門槽在542 m高程處要進(jìn)行變截面施工，為適應(yīng)此處的施工特點(diǎn)，將工作門槽模體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為可變型結(jié)構(gòu)。

在工作門槽模體框架內(nèi)部按結(jié)構(gòu)截面尺寸另外設(shè)計(jì)了兩層滑道固定梁，將梁體與模體主框架焊接成為一個(gè)整體作為滑動(dòng)梁的滑道，在滑道固定梁內(nèi)插入矩型梁，作為伸縮外層鋼面板的連接構(gòu)件。

滑動(dòng)伸縮梁的外端與模體鋼面板上的加強(qiáng)圍圈焊接，用于固定和支撐模體面板，外端面板可隨滑動(dòng)梁自由伸縮而達(dá)到變截面要求。

工作門槽模體各轉(zhuǎn)角處均設(shè)計(jì)為螺栓連接型式，相鄰兩塊面板可實(shí)現(xiàn)拆分。當(dāng)混凝土澆筑施工至高程542 m后，將模體各轉(zhuǎn)角處的連接螺栓全部拆除，再利用布置在模體內(nèi)部的液壓千斤頂將模體面板頂推至設(shè)計(jì)截面上實(shí)現(xiàn)快速變截面至高程542 m的設(shè)計(jì)尺寸，然后將各相鄰模體接合處再用螺栓連接成整體，模體變型后四角處再安裝四個(gè)預(yù)制角模進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)拼裝，最終完成截面型體的快速變型。工作門槽模體變型結(jié)構(gòu)拆分情況見圖1。

圖1 工作門槽模體變型結(jié)構(gòu)拆分圖

2．4 操作平臺(tái)

操作平臺(tái)自上而下分為材料平臺(tái)、混凝土施工平臺(tái)和抹面平臺(tái)。

考慮到施工安全和存料方便，在混凝土施工平臺(tái)上安裝鋼結(jié)構(gòu)梁柱，上鋪馬道板，形成高4．5 m的材料平臺(tái)，用作存料及系統(tǒng)受料平臺(tái)。

混凝土施工平臺(tái)既承受工作、物料等荷載，同時(shí)又是模體的支撐構(gòu)件，是滑模的主要結(jié)構(gòu)，門槽與通氣孔采用桁架梁鋼結(jié)構(gòu)。由于混凝土施工過程中垂直荷載和側(cè)向受力較大，為保證操作盤的強(qiáng)度和剛度，選用L75角鋼加工制作成700 mm× 1 000 mm，800 mm×1 000 mm兩種復(fù)式桁架梁，并利用［14槽鋼梁將3個(gè)模體聯(lián)為一體。在桁架梁上鋪設(shè)δ50木板形成混凝土施工平臺(tái)。

抹面平臺(tái)為養(yǎng)護(hù)、抹面、預(yù)埋件處理的工作平臺(tái)，采用鋼結(jié)構(gòu)懸吊布置，在檢修門槽、工作門槽、通氣孔內(nèi)各布置1套抹面平臺(tái)，采用［12槽鋼制成框架，用L50 mm×5 mm角鋼焊制加強(qiáng)筋，上鋪δ50馬道板，用φ18×2 m圓鋼懸掛在桁架梁上，抹面平臺(tái)距井壁距離為200 mm。抹面平臺(tái)圍欄用φ18鋼筋圍二道護(hù)欄，護(hù)欄四周用安全網(wǎng)全封閉，以保證施工人員的安全。

3 運(yùn)行管理與體型控制

3．1 模體滑升時(shí)機(jī)的選擇

在每次模體正式滑升前進(jìn)行一次試滑升，試滑升距離為千斤頂一個(gè)行程(3 cm)。在進(jìn)行試滑升時(shí)，由專人在抹面平臺(tái)對(duì)混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢查，具體標(biāo)準(zhǔn)為“用手指按壓混凝土面無明顯凹陷且留有指印”，此時(shí)滑升模板既不會(huì)造成出?；炷寥鋭?dòng)、拉裂、局部垮塌，又利于抹面處理。在保證混凝土出模質(zhì)量及來料正常的前提下，每天能滑升3～4 m。

3．2 體型監(jiān)測(cè)

(1)采用儀器精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)。

滑模施工過程中，每隔5～7 m進(jìn)行一次體型測(cè)量，主要對(duì)模體的水平位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在滑模經(jīng)過牛腿空滑隔離之后必須進(jìn)行一次體型測(cè)量。測(cè)量過程中，暫停混凝土下料、振搗及材料吊裝，避免施工對(duì)模體產(chǎn)生擾動(dòng)，影響測(cè)量?jī)x器的精度。將測(cè)量?jī)x器的架設(shè)平臺(tái)固定于鋼筋網(wǎng)上，應(yīng)避免施工平臺(tái)上人員走動(dòng)干擾到儀器架設(shè)平臺(tái)而產(chǎn)生粗差。

(2)中心定位板監(jiān)測(cè)。

為滿足日常施工中對(duì)模體體型的監(jiān)測(cè)及校準(zhǔn)需要，在井筒內(nèi)設(shè)置了4根重錘鋼絲?；５拇咕€每2 h監(jiān)測(cè)一次，及時(shí)掌握滑模的運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)生偏移及時(shí)糾偏并做好記錄。具體觀測(cè)方式為:在檢修閘門井與工作閘門井兩端模體上用鋼板制作一個(gè)80 mm×80 mm的正方形中心定位板，初次滑升前垂線從方框的中心通過?；^程中監(jiān)測(cè)垂線到方框四周的距離，以確定滑模的偏移情況。

3．3 體型糾偏

(1)水平位移的糾偏。

利用千斤頂自身糾偏。其原理為:讓一部分千斤頂不工作，使模體整體產(chǎn)生一定的傾角，讓模體沿著傾斜方向上升以回到設(shè)計(jì)位置，即把模體被偏移側(cè)的千斤頂關(guān)閉，然后滑升1～2個(gè)行程，再打開全部千斤頂滑升2～3個(gè)行程，由于模體為剛性連接，有可能整體滑升而看不到糾偏，因此，只有反復(fù)數(shù)次才能將其逐步調(diào)整至設(shè)計(jì)位置，糾偏時(shí)控制滑模盤高差不超過10 cm?；＝咏氐皆O(shè)計(jì)位置時(shí)及時(shí)通過限位器把模體調(diào)成水平，防止出現(xiàn)糾過現(xiàn)象。所有糾偏工作不能操之過急，以免造成混凝土表面拉裂、死彎、滑模變形、爬桿彎曲等事故的發(fā)生。

(2)模體旋轉(zhuǎn)的糾偏。

當(dāng)滑模模體發(fā)生旋轉(zhuǎn)時(shí)，要及時(shí)查找旋轉(zhuǎn)發(fā)生的原因并采取以下措施進(jìn)行處理:當(dāng)模體發(fā)生旋轉(zhuǎn)時(shí)，需借用外力進(jìn)行糾偏，通常采用以下兩種方式:①把模體旋轉(zhuǎn)方向的千斤頂固定螺栓松開，在千斤頂旋轉(zhuǎn)方向一側(cè)的底座下墊楔形鋼板，使千斤頂反向傾斜，以至爬桿向反向傾斜，從而牽引模體回轉(zhuǎn)。②在模體滑升時(shí)采用導(dǎo)鏈反向牽引模體，使模體向反方向回轉(zhuǎn)；或采用2臺(tái)10 t螺旋千斤頂在模體的兩側(cè)交叉斜向頂緊模體，在模體滑升時(shí)產(chǎn)生一個(gè)力偶，從而使模體回轉(zhuǎn)?；＜m偏時(shí)，適當(dāng)減小模體內(nèi)新澆混凝土厚度以減少阻力。

3．4 體型控制成果

溪洛渡水電站左岸電站進(jìn)水口閘門豎井滑模施工完成后對(duì)成型混凝土體型(包含門槽)進(jìn)行了檢測(cè)，其成果見表1。

表1 體型檢測(cè)成果表

4 結(jié)語(yǔ)

(1)通過采用“工作門槽變型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”，實(shí)現(xiàn)了滑模拆裝過程簡(jiǎn)單化、快速化；

(2)根據(jù)體型測(cè)量數(shù)據(jù)，溪洛渡水電站左岸電站進(jìn)水口豎井滑模施工工程實(shí)體體型絕對(duì)偏差小于2 cm，點(diǎn)數(shù)大于90%，施工質(zhì)量?jī)?yōu)良。

TV7;TV52;TV53+6

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1001-2184(2015)05-0097-03

羅 毅(1986-)，男，四川宜賓人，助理工程師，學(xué)士，從事水利水電工程設(shè)計(jì)工作．

(責(zé)任編輯:李燕輝)

2015-05-15