王少偉
摘要:錦屏二級水電站上游調壓室工程作為世界上最大的調壓井群(共4口調壓井),面臨大斷面、高深度的調壓室豎井群根據(jù)其結構形式及混凝土襯砌施工特點和要求,采用液壓千斤頂爬升桁架式滑模進行混凝土澆筑,技術先進,安全可靠,實用性強,可供類似工程借鑒與參考。
關鍵詞:豎井;滑模;混凝土;施工
1 工程概況
錦屏二級水電站位于四川省涼山彝族自治州木里、鹽源、冕寧三縣交界處的雅礱江干流錦屏大河彎上,是雅礱江干流上的重要梯級電站。上游調壓室每個豎井均由1個圓形大井和2個閘門井組成,調壓室豎井高度為124.30m,豎井井筒滑模施工段為EL.1576.7~EL.1680.0(共103.3m),閘門井滑模施工段為EL.1583.7~EL.1677.0(共93.3m);圓形大井襯砌后直徑Φ=21.0m,2個閘門井襯砌后尺寸為長*寬=7.8m*3.3m~7.8m*5.7m。上游調壓室Φ21米豎井、閘門井混凝土襯砌采用液壓滑模自下而上施工。豎井井筒滑模從EL.1576.7m開始安裝,閘門井滑模從EL.1583.7開始安裝,它們從相應的高程開始滑升。井筒液壓滑?;粮叱?680.00m即進行拆除,閘門井滑?;粮叱?677.00m,即進行拆除。因豎井井筒滑模與閘門井滑模起滑點不在同一個高程,閘門井EL.1576.7~EL.1583.7段(共7.0m)采用組合模板進行澆筑,待井筒與閘門井滑模澆筑至EL.1583.7高程,閘門井滑模與井筒滑模同步滑升進行調壓室豎井的混凝土襯砌施工。
2 滑模的選型與設計
2.1滑模的選型
根據(jù)上游調壓室豎井的結構形式及混凝土襯砌施工特點和要求,調壓室豎井滑模采用液壓千斤頂爬升桁架式滑模,豎井滑模系統(tǒng)由Φ21m豎井+2個7.8m*5.7m閘門井滑模組成,其中豎井滑模為一獨立的液壓系統(tǒng),閘門井滑模為一個獨立的液壓系統(tǒng)。根據(jù)結構受力分析,豎井井筒采用60套千斤頂,單個閘門井采用26套千斤頂沿預埋于混凝土中的Φ25的爬桿往上不斷爬升,完成豎井混凝土襯砌施工。
調壓室豎井滑模系統(tǒng)主要由平臺系統(tǒng)、模板系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)等組成
2.2 工作原理
調壓室豎井滑模以預澆底層為基礎,每隔一定距離設金屬支承桿一根(豎井井筒均勻布置60根Φ25mm的圓鋼作為支撐桿,每個閘門井布置26根),支撐桿布置示意圖見圖1、圖2,將液壓穿心千斤頂套裝在每根支承桿上,通過螺栓把液壓千斤頂?shù)牡鬃c懸臂提升架的頂部連接在一起,把模板懸掛在懸臂提升架上,提升架采用四周空間框架結構。模板與支承框架采用調整絲桿撐緊。為了便于施工,在支承框架的頂部鋪設木板,以堆放設備及材料,便于施工人員行走,下部懸掛吊架平臺。將所有液壓千斤頂分組采用串聯(lián)或并聯(lián)的方式與液壓控制系統(tǒng)相連。這樣,隨著模板底部混凝土的凝固,當模板下層混凝土達到脫模條件時,操作液壓機構驅動所有液壓千斤頂,就可帶動提升架、支承框架、模板等沿著支承桿向上滑動,直至可以澆筑一層混凝土的位置。如此循環(huán),直至豎井頂部。
2.3 滑模設計
根據(jù)上游調壓室豎井結構型式和布置特點,滑模系統(tǒng)主要由平臺系統(tǒng)、模板系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)等組成。
2.3.1 平臺系統(tǒng)
平臺系統(tǒng):工作平臺分為上、下兩大部分。上部由多邊形框架平面及六邊形加強平臺組成,其功能為人工操作及綁扎鋼筋、雜物堆放;下部由懸掛在多邊形框架底部的兩層懸掛平臺組成,其功能訂為工人對已襯砌表面修補、檢查及養(yǎng)護的操作平臺。所有平臺皆用3cm厚木板搭接而成。
2.3.2 模板系統(tǒng)
由模板、提升架、支承千斤、支承框架等組成,由型鋼制作的懸臂提升架沿四周范圍內有規(guī)律布置。模板由5mm鋼板及角鋼等材料制成,各部件間用螺栓連接。模板高度1.2m,由大模板聯(lián)接成一個整體。整個大模板沿四周分上、下兩層設置支撐桿,其目的是為了將模板支撐在支撐框架上,防止混凝土澆筑中模板移位,并能調整模板的安裝精度。
2.3.3 液壓系統(tǒng)
液壓系統(tǒng)由液壓控制站HY-36、調平器XT-35、液壓穿心千斤頂、管路、分油器等組成。液壓穿心千斤頂選用60套(井筒)+26x2套(2閘門井),型號為GYD-35型滾珠式或楔塊式千斤頂,支承桿采用Φ25mm的鋼筋,考慮到空間框架結構大、受力復雜不均、施工設備及物資、施工人員、滑升阻力及滑升過程中經(jīng)常需要調平等其它因素,因此在滑模設計時,留有較大的提升裕量,保證結構安全、可靠。輸油管路采用分組布置,每組千斤頂?shù)臄?shù)目不超過8臺。油路布置為豎井井筒滑模及各閘門井滑模采用主油路并聯(lián)分油路串聯(lián)的方式。
3 豎井混凝土滑模施工
豎井滑模結構由公司水工廠單獨設計制造,每個調壓井需制造豎井及閘門井各一套模板。豎井井筒滑模結構自重36200kg,閘門井井筒滑模結構自重13800kg。混凝土入倉采用混凝土泵自下向上輸送,并結合自上而下溜管方式完成。
3.1滑模施工準備
滑模施工前必須做好準備工作,其中包括底板的鑿毛、沖洗,滑模組裝調試,測量放線工作,為滑模定位組裝做好準備?;J┕で疤崆白龊镁畠裙╇?、供水、施工照明系統(tǒng)的布設及滑模液壓系統(tǒng)的調試等工作,并完成操作盤、分料管承重及抗沖擊能力試驗測試、混凝土泵送試驗及溜管、緩降器的混凝土溜送試驗。
3.2 滑模組裝調試
滑模組裝檢查合格后,安裝千斤頂、液壓系統(tǒng),插入爬桿并進行加固,然后進行試滑升3~5個行程,對提升系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)、盤面及模板變形情況進行全面檢查,發(fā)現(xiàn)問題及時解決,按有關質量標準進行檢查調整,確保施工順利進行,滑模經(jīng)監(jiān)理工程師驗收合格后,才能投入使用。千斤頂試驗編組試驗要求:
(1)耐壓:加壓120kg/cm2,5分鐘不滲不漏;
(2)空載爬升:調整行程30mm;
(3)負荷爬升:記錄加荷3.6t/1.2t(額定荷載的120%),支撐桿壓痕和行程大小,將行程相近的編為一組。施工用千斤頂,按一般要求備用一部分,且經(jīng)常檢修,還備用彈簧、上卡頭、排油彈簧、鋼珠、密封圈、卡環(huán)、下卡頭等。
3.3滑模滑升
模板初次滑升要緩慢進行,并在此過程中對提升系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)、盤面及模板變形情況進行全面檢查,發(fā)現(xiàn)問題及時處理,待一切正常后方可進行正常澆筑和滑升。混凝土初次澆筑和模板初次滑升應嚴格按以下步驟進行:第一次澆筑300mm厚混凝土,接著按分層300mm澆筑兩層,厚度達到900mm時,開始滑升30-50mm檢查脫模的混凝土凝固是否合適,第四層澆筑200mm后滑升300mm,若無異常情況,便可進行正常澆筑和滑升。若爬升過早容易起騶,抹面后仍會起騶,或爬升過晚混凝土達到一定強度根本無法抹面,即說明脫模等待時間過長或過短,需調整脫模等待時間,一般情況當混凝土強度達到0.2~0.4Mpa時滑模即可進行滑升,滑升應循行“多動少滑”的原則進行;根據(jù)現(xiàn)場的施工經(jīng)驗及高線混凝土拌合站所提供混凝土的初凝時間,混凝土首次入倉經(jīng)6~7小時后就可進行初次滑升,滑出的混凝土面若用手按會留下明顯的手印,這樣利用原漿進行抹面,即節(jié)省材料人工又可使混凝土表面光滑,能較好地保證混凝土的質量。
滑模從初次滑升正常后施工轉入正常滑升,應盡量保持連續(xù)施工,并設專人觀察和分析混凝土表面情況,根據(jù)現(xiàn)場條件確定合理的滑升速度和分層澆筑高度。依據(jù)下列情況進行鑒別:滑升過程中能聽到“沙沙”的聲音;出模的混凝土無流淌和拉裂現(xiàn)象,手按有硬的感覺,并留有1mm左右的指印;能用抹子抹平?;^程中有專人檢查千斤頂?shù)那闆r,觀察爬桿上的壓痕和受力狀態(tài)是否正常,檢查滑模中心線及操作盤的水平度,對滑升過程做詳細記錄?;U;鶕?jù)現(xiàn)場施工情況確定合理的滑升速度,采用間歇提升制,提升速度大于0.1m/小時,正常氣溫下,每次提升模板的時間應控制在1小時左右,當天氣炎熱或因某種原因混凝土澆筑一圈時間較長時,應每隔20~30分鐘開動一次控制臺,提升1~2個行程,日滑升高度控制在2.5m左右。
3.4混凝土澆筑
滑?;炷翝仓┕ぐ匆韵马樞蜻M行:下料-平倉振搗-滑升-鋼筋綁扎-下料。滑?;髮ΨQ均勻下料,按分層30cm一層進行,采用插入式振搗器振搗,振搗中經(jīng)常變換振搗方向,并避免直接振動爬桿及模板,振搗器插入深度不得超過下層混凝土內50mm,模板滑升時停止振搗?;炷料铝锨?,先濕潤溜槽、溜管。澆筑第一倉前,應在老混凝土面上鋪一層2~3cm厚M25水泥砂漿?;炷料铝蠎鶆蛏仙卟畈坏贸^30cm,按一定方向、次序分層、人工對稱平倉,坯層高度30cm,須滿足上層混凝土覆蓋前下層不出現(xiàn)初凝,要求混凝土入倉下落高度不大于2.0m,嚴禁混凝土直接沖擊滑模。
為保證混凝土質量,在修復抹面平臺上沿井周布置養(yǎng)護花管,以便于及時對出模的混凝土進行養(yǎng)護。
3.5滑模施工注意事項
滑模施工中出現(xiàn)問題有:滑模操作盤傾斜、滑模盤平移、扭轉、爬桿彎曲等,其產生的根本原因在于千斤頂工作不同步,荷載不均勻,澆筑不對稱,糾偏過急等。因此,在施工中首先把好質量關,加強觀測檢查工作,確保良好運行狀態(tài),發(fā)現(xiàn)問題及時解決。
4 結語
錦屏二級水電站調壓室工程采用滑模施工工藝,花在腳手架上費用幾乎為零,而周轉率卻很高。不僅如此,滑模一天24小時可以滑升2.5m~4m,進度相當可觀。面對大斷面、高深度調壓室豎井群采用滑?;炷翝仓┕ぜ夹g是有效的,減小了施工過程中的難度,提高了施工工效,保證了業(yè)主的節(jié)點目標實現(xiàn),滑模施工技術可為類似工程提供借鑒和參考。
(作者單位:中國水利水電第五工程局有限公司)