液壓滑模技術(shù)在西溪河洛古水電站工程的應(yīng)用

朱晨光 李 彥 鐘 輝

（中國(guó)水電七局成都工程有限公司，四川 成都 611730）

在當(dāng)今發(fā)展迅速、整體技術(shù)水平不斷提高的水利水電工程建設(shè)施工中，作為水利水電施工技術(shù)的實(shí)施者和創(chuàng)造者，使用“新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備的同時(shí)還得不斷開(kāi)拓和創(chuàng)新。液壓滑模技術(shù)在洛古水電站調(diào)壓堅(jiān)井中的應(yīng)用，不僅對(duì)這新技術(shù)的又一推廣，而且在多個(gè)方面得以突破。

1 工程概況

洛古水電站是一座以發(fā)電為主的混合式電站，電站裝機(jī)2臺(tái)55MW水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量110MW。引水系統(tǒng)采用一洞兩機(jī)布置，由進(jìn)水口、引水隧洞、調(diào)壓室、蝶閥室及壓力管道組成。調(diào)壓室采用阻抗+擴(kuò)大上室式調(diào)壓室，露天式井口布置。中心線樁號(hào)引15+830.637，井口高程EL2062m，井底高程1945.60m，總深116.4m。其中大井開(kāi)挖直徑7.2m，C25混凝土襯砌厚度60cm，襯砌后直徑6.0m，井筒深107m（EL2062.0m～1955.0m）；小井開(kāi)挖直徑3.8m，C25混凝土襯砌厚度50cm，襯砌后直徑2.8m，井筒高9.4m（EL1955.0m～1945.6m）。調(diào)壓井井口布置一長(zhǎng)寬均為8.6m，高為4.3m的混凝土框架井蓋，井蓋四周設(shè)置鋼格柵。調(diào)壓室豎井開(kāi)挖基巖面巖石極為破碎，以紫紅色砂巖、泥巖為主，多為Ⅳ～Ⅴ類(lèi)圍巖，巖壁滲滴水較為嚴(yán)重，豎井超挖超填量大。根據(jù)工程總進(jìn)度計(jì)劃安排，為保證豎井襯砌施工質(zhì)量與安全，縮短施工工期，結(jié)合實(shí)際情況和施工特點(diǎn)，決定對(duì)調(diào)壓豎井大井采取滑模襯砌工藝，調(diào)壓室小井采取人工立模、分層分塊澆筑方案，卷?yè)P(yáng)機(jī)吊罐提升運(yùn)輸。

2 施工布置

2.1 拌和系統(tǒng)布置

在調(diào)壓井井口平臺(tái)布置一臺(tái)JZ350混凝土攪拌機(jī)，砂石骨料就近堆放在平臺(tái)料倉(cāng)內(nèi)。

2.2 風(fēng)水電及通迅系統(tǒng)布置

生產(chǎn)用水直接利用布置的系統(tǒng)水，施工用電直接利用系統(tǒng)供電布置，并在調(diào)壓井滑模操作平臺(tái)及卷?yè)P(yáng)機(jī)附近分別設(shè)置配電箱和開(kāi)關(guān)操作柜。

圖1 反沖分料器

滑模平臺(tái)與地面聯(lián)系采用電鈴、指示燈和對(duì)講機(jī)配合使用。

2.3 混凝土入倉(cāng)系統(tǒng)布置

調(diào)壓室大井襯砌垂直高度為107m，為更好的保證施工期混凝土運(yùn)輸安全，混凝土考慮從平臺(tái)通過(guò)溜管運(yùn)至工作面進(jìn)行澆筑，確定采用φ159（上部 90m）及φ229（下部20m）溜管入倉(cāng)，下部布置反沖分料器的入倉(cāng)方法。為確保輸送中不發(fā)生離析，溜管采用“S”型布置，每隔12m設(shè)置一個(gè)約10°的轉(zhuǎn)彎。溜管及反沖分料器布置見(jiàn)（圖1）。

3 滑模系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 模板設(shè)計(jì)

滑模系統(tǒng)采用豎向滑模板進(jìn)行滑升，豎向滑升模板系由標(biāo)準(zhǔn)鋼模板（以3012、2012為主，配少量1512及1012模板）、圍檁、提升架、操作平臺(tái)、吊架組成。滑模結(jié)構(gòu)布置見(jiàn)（圖2、圖3）。

圖2 滑模平面布置圖

3.1.1 模板，模板的主要作用是承受澆筑混凝土?xí)r的沖擊力、側(cè)壓力及滑動(dòng)時(shí)的摩阻力和糾偏等情況下的外加荷載。本工程采用標(biāo)準(zhǔn)鋼模板，以2012為主，配少量1512及1012模板，用于調(diào)整模板的模數(shù)，安裝好的模板應(yīng)上口小、下口大，傾斜度為模板高度的1‰～3‰，模板之間采用U形卡連接。操作平臺(tái)采用φ10槽鋼組裝而成，支撐桿采用φ48鋼管。

3.1.2 圈圍檁，沿豎井結(jié)構(gòu)物截面周長(zhǎng)設(shè)置環(huán)向上下圍檁2道，上下2圈圍檁之間間距應(yīng)在 0.65～0.75m，其中上圈圍檁距模板上口不超過(guò)25cm，下圈圍檁距模板下口不大于30cm。圈圍檁采用［8槽鋼制成，豎向圍檁采用[18槽鋼，固定于滑模平臺(tái)提升架上。

圖3 滑模立面布置圖

3.1.3 提升架，亦稱(chēng)千斤頂架。主要由輻射橫梁、立柱和圍圈托板等部件組成。懸掛在千斤頂上，承受模板和操作平臺(tái)的全部荷載并傳遞給支承桿。

3.1.4 操作平臺(tái)，由桁架、環(huán)梁、鋪板等組成，支承在提升架或圍圈上，主要為堆放材料、工具、設(shè)備、提升模板及施工人員操作之用。

3.1.5 吊架，供調(diào)整和拆除模板、檢查混凝土質(zhì)量、支承底模以及修飾混凝土表面等操作之用。由Ф16鋼筋制成，懸掛在操作平臺(tái)下面，圓周布置，上鋪木板、外設(shè)圍欄及安全網(wǎng)，中間空心部位掛設(shè)雙層安全網(wǎng)。

3.2 液壓提升系統(tǒng)設(shè)計(jì)

液壓提升系統(tǒng)承擔(dān)全部滑模裝置、設(shè)備及施工荷載向上提升的動(dòng)力裝置，由千斤頂、支承桿、液壓控制系統(tǒng)和油路等組成。

3.2.1 液壓千斤頂，是滑模系統(tǒng)的提升機(jī)具。采用QYD60型型流滾珠式千斤頂14只，它是一種通心單作用爬升式千斤頂，卡頭采用滾珠式。

3.2.2 支承桿，又稱(chēng)爬桿。它一端穿過(guò)千斤頂芯孔，另一端埋在混凝土內(nèi)，作為千斤頂爬升的支承桿，它承受施工中的全部荷載。爬桿采用φ48的無(wú)縫鋼管，端頭內(nèi)側(cè)壁套絲，絲長(zhǎng)5cm。然后加工內(nèi)套，桿長(zhǎng)10cm，套絲直徑應(yīng)與爬桿配套。

在爬桿加工時(shí)，爬桿和內(nèi)套桿的同心度控制其偏差不大于0.25mm。在安裝時(shí)，利用管鉗夾住上端爬桿的端部，然后上緊爬桿。爬桿安裝完成后，使用砂輪機(jī)或手銼將可能出現(xiàn)的錯(cuò)臺(tái)銼平，利于千斤頂?shù)呐郎扛С袟U的承載能力一般為 1.5t左右。

3.2.3 輸油管路，包括油管、接頭、閥門(mén)、油液等。油管采用高壓橡膠管，主油管采用無(wú)縫鋼管。油管接頭采用液壓式接頭。

3.2.4 液壓控制裝置，亦稱(chēng)液壓操作臺(tái)（YKT-36型液壓控制臺(tái)），是液壓提升系統(tǒng)的工作中心。它主要包括低壓表、細(xì)濾油器、電磁換向閥、減壓閥、溢流閥、油箱、回油閥、分油器、針形閥、單級(jí)齒輪泵、高壓表、粗濾油網(wǎng)以及電動(dòng)機(jī)等。

4 滑模施工

4.1 安裝工藝流程

滑模安裝提升架→安裝內(nèi)外圍圈→綁扎豎向鋼筋和提升橫梁以上的水平鋼筋→安裝模板→安裝操作平臺(tái)及內(nèi)外吊架→安裝液壓提升系統(tǒng)→檢查、試驗(yàn)插入支承桿→安裝外吊架及安全網(wǎng)。

4.2 鋼筋綁扎

鋼筋由鋼筋廠下料加工，考慮到鋼筋的運(yùn)輸困難和實(shí)地操作難度，調(diào)壓井鋼筋均采用綁扎搭接，搭接長(zhǎng)度為35d，環(huán)向采用5根4.5m長(zhǎng)環(huán)形鋼筋綁扎連接而成。下料好的鋼筋由提升機(jī)吊籃運(yùn)輸至滑模平臺(tái)，人工綁扎；鋼筋保護(hù)層采用預(yù)制混凝土墊塊控制，鋼筋綁扎隨模體的滑升進(jìn)程同步進(jìn)行。

4.3 混凝土澆筑與模板滑升

模板的滑升分為初次滑升、正常滑升和末次滑升三個(gè)階段。

4.3.1 初次滑升

模板的初次滑升，在混凝土澆筑高度為70cm左右及第一層澆筑的混凝土貫入阻力值達(dá)到5～35Kg/cm2時(shí)進(jìn)行。開(kāi)始滑升時(shí)，為了實(shí)際觀察混凝土的凝結(jié)情況，必須先進(jìn)行試滑升。試滑升時(shí)，將全部千斤頂頂起5～10cm，滑升過(guò)程必須盡量緩慢平穩(wěn)。當(dāng)已脫模的混凝土用手指按有輕微的指印，而表面砂漿已不粘手，或滑升時(shí)能夠聽(tīng)見(jiàn)“沙沙”的響聲時(shí)，說(shuō)明初次滑升時(shí)間合適。混凝土的脫模強(qiáng)度，一般控制在1～3Kg/cm2（立方體強(qiáng)度）。

4.3.2 正常滑升

正常滑升時(shí)，混凝土鋪料層厚度控制在30cm左右，滑模每次滑升為20～30cm。液壓千斤頂設(shè)計(jì)提升量為每次30mm，每次千斤頂可以連續(xù)動(dòng)作7～10次行程，具體情況要依據(jù)脫模以后的混凝土表面情況定。每次滑升的間隔時(shí)間，一般不超過(guò)1～1.5小時(shí)，間歇時(shí)間越長(zhǎng)，摩擦阻力越大。模板的滑升速度，取決于混凝土的凝結(jié)時(shí)間、勞動(dòng)力的配備、垂直運(yùn)輸?shù)哪芰Α仓炷恋乃俣纫约皻鉁氐纫蛩亍Ｔ谡；龝r(shí)，一般每小時(shí)滑升10～35cm，但每小時(shí)滑升不得小于10cm，平均日滑升量3～4m/d。滑升速度的快慢對(duì)施工質(zhì)量的影響很大，因此，在滑升過(guò)程中必須按照計(jì)劃安排進(jìn)行，并應(yīng)及時(shí)檢查模板的垂直度和各部位的幾何尺寸有無(wú)變化，如有變化，應(yīng)及時(shí)加以調(diào)整、修理或加固。

滑升過(guò)程中，工作盤(pán)保持水平是保證調(diào)壓井中心線不跑偏的重要措施。當(dāng)爬桿開(kāi)始安裝以后，可以利用水準(zhǔn)儀在爬桿上每30cm抄一水平，并做好標(biāo)記，然后在爬桿上安裝限位調(diào)平器，強(qiáng)迫滑模在每30cm調(diào)平一次。為了能夠及時(shí)調(diào)整和校正垂直、扭轉(zhuǎn)等偏差，在滑升過(guò)程中，每個(gè)作業(yè)班對(duì)建筑物的中心線及扭轉(zhuǎn)度，至少進(jìn)行2～3次測(cè)量。對(duì)于工作盤(pán)的水平高差，應(yīng)控制在2cm以?xún)?nèi)并及時(shí)調(diào)平。

4.3.3 末次滑升

當(dāng)滑模滑升到距犖2060高程（井壁混凝土滑模終止高程）1米左右時(shí)，即開(kāi)始放慢滑升速度，并進(jìn)行準(zhǔn)確的抄平和找正工作。整個(gè)模板的抄平找正在滑模達(dá)到終點(diǎn)犖2062高程20cm以前做好，以便保證頂部標(biāo)高和位置的正確。

4.4 混凝土運(yùn)輸

水平運(yùn)輸在拌和機(jī)出機(jī)口直接接取，垂直運(yùn)輸采用“S”型溜管入倉(cāng)。

4.5 質(zhì)量安全保證措施

4.5.1 施工前進(jìn)行充分準(zhǔn)備，現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量檢查人員對(duì)各工序進(jìn)行檢查，施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置專(zhuān)職混凝土澆筑指揮人員，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理、及時(shí)解決。

4.5.2 經(jīng)常進(jìn)行測(cè)量監(jiān)控，防止模體偏移。液壓設(shè)備、信號(hào)裝置及垂直運(yùn)輸設(shè)備設(shè)專(zhuān)人負(fù)責(zé)操作。

4.5.3 施工現(xiàn)場(chǎng)人員必須一律正確佩戴安全帽；充分保證施工作業(yè)面現(xiàn)場(chǎng)照明。安全員深入施工現(xiàn)場(chǎng)檢查安全防護(hù)設(shè)施狀況，及時(shí)糾正作業(yè)人員的違章行為，并對(duì)不安全因素提出整改意見(jiàn)。

4.5.4 調(diào)壓井施工電源線一律采用電纜線，按規(guī)定要求架空敷設(shè)，用電設(shè)備均配置觸漏電保護(hù)裝置。提升系統(tǒng)安裝限位器，卷?yè)P(yáng)機(jī)操作由專(zhuān)人負(fù)責(zé)，操作人員須經(jīng)常性檢查鋼絲繩的安全性能及安全狀況，對(duì)卷?yè)P(yáng)機(jī)輪轂設(shè)置防護(hù)裝置。

5 結(jié)束語(yǔ)

洛古水電站調(diào)壓豎井襯砌從開(kāi)工至結(jié)束共計(jì)30d，豎井滑升高度107m，日平均滑升高度3.57m，完成混凝土澆筑1330m3，鋼筋綁扎60t。經(jīng)檢測(cè)，豎井最大垂直偏移度為2.2cm，混凝土襯砌質(zhì)量及外觀質(zhì)量均滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

調(diào)壓室豎井砌襯采用滑模工藝取得了較好的經(jīng)濟(jì)效果。實(shí)踐證明，在等截面、大高度，尤其是筒狀等截面豎井混凝土施工中，液壓滑模工藝較常規(guī)混凝土襯砌施工具有工效高、進(jìn)度快、施工質(zhì)量和施工安全均有保證等優(yōu)點(diǎn)。

[1]徐秀珍，鄭禮夏.液壓滑模技術(shù)在銅官山抽水蓄能電站豎井施工中的應(yīng)用[J].浙江水利水電專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào)，2009-03-15.