滑模施工技術(shù)在藏木水電站工程中的應(yīng)用

趙 斌

(中國(guó)葛洲壩集團(tuán)第六工程公司，云南 昆明 650206)

1 工程概況

藏木水電站工程10～15號(hào)壩段為廠房壩段，最大壩高116 m，壩頂寬29.5 m。壩體前沿從3285～3314 m高程設(shè)攔污柵墩、工作柵槽和檢修柵槽。其中，10號(hào)壩段左側(cè)和15號(hào)壩段右側(cè)為邊墩，中間設(shè)有16個(gè)中墩。閘墩為長(zhǎng)條形，中墩墩頭為半圓形，邊墩墩頭為1/4圓形，中墩通過100 cm×100 cm的支撐梁與壩體大體積混凝土相連。中墩長(zhǎng)均為5.2 m，寬均為2.5 m，高29.0 m，間距5.3 m，單墩斷面面積9.7 m2，共有17孔。

為實(shí)現(xiàn)趕工發(fā)電目標(biāo)，減輕纜機(jī)打雜時(shí)間，提高其利用效率，結(jié)合攔污柵墩自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采取了滑模施工［1］方案。

2 滑模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

進(jìn)水口攔污柵墩滑模設(shè)計(jì)采用液壓整體鋼結(jié)構(gòu)滑升模板，選用6 t滑升千斤頂，動(dòng)力裝置為ZYXT-36型自動(dòng)調(diào)平液壓控制，整個(gè)滑模裝置由模板、圍圈、滑模盤、液壓提升系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)等組成。

2.1 模板、圍圈、提升架

(1)攔污柵墩滑模設(shè)計(jì)一套模體，模體一次同時(shí)施工4個(gè)中墩，創(chuàng)水電工程史上之最。滑模模板采用定型鋼模板［2］，進(jìn)水口攔污柵墩滑模平面圖如圖1所示。面板采用δ5 mm鋼板，加勁肋為－50×5鋼板，同整體框骨架相連焊接固定。模板高1.2 m，按上口小、下口大5 mm控制錐度，即模板上口小于設(shè)計(jì)尺寸2.5 mm，下口大于設(shè)計(jì)尺寸2.5 mm。

圖1 進(jìn)水口攔污柵墩滑模平面示意(單位:mm)

(2)提升架主要用于提升模體，制成“F”型鋼構(gòu)件。千斤頂安裝在提升架頂部，通過爬升桿支撐在混凝土間，將整個(gè)滑升荷重通過提升架、千斤頂傳遞給爬升桿［3］，爬升桿采用 Φ48×3.5鋼管，用 δ 12 mm鋼板和20a型工字鋼做加肋板，再用δ20 mm鋼板與平臺(tái)板焊接而成。全套模體自重31.5 t，32臺(tái)液壓千斤頂同步滑升，這也是藏木水電站滑模施工的一大亮點(diǎn)。

2.2 操作盤、輔助盤

(1)操作盤是承受工作、物料等活荷載的施工平臺(tái)，也是支撐模體的主要構(gòu)件，采用整體框架鋼結(jié)構(gòu)。由于混凝土施工和模板滑升過程中受力較大，為保證其剛度和強(qiáng)度，操作盤選用∠63×63×6、∠80×80×6角鋼加工制作成復(fù)式框架梁，平臺(tái)上鋪δ3 mm網(wǎng)紋鋼板。

(2)輔助盤是進(jìn)行預(yù)埋件處理、混凝土表面整修及養(yǎng)護(hù)的工作平臺(tái)，采用分段鋼木結(jié)構(gòu)懸吊布置，輔助盤距混凝土墩壁150 mm。

2.3 液壓系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)

(1)選用的千斤頂承載能力為6 t，按5 t計(jì)算允許承載能力，千斤頂爬升行程30 mm，全部千斤頂共分6組，每組利用6通接頭將千斤頂和ZYXT-36型調(diào)平液壓控制臺(tái)相連，形成液壓系統(tǒng)。主、支管分別選用Φ16、Φ8 mm的高壓油管。

(2)輔助系統(tǒng)主要包括出模混凝土預(yù)埋處理、控制測(cè)量和養(yǎng)護(hù)等裝置。

(3)PVC塑料管預(yù)先均布鉆孔，在輔助盤上面，混凝土表面設(shè)置一周Φ25 mmPVC塑料管進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)。

2.4 提升架選擇

根據(jù)結(jié)構(gòu)具體情況和滑模荷載計(jì)算分析，選用千斤頂32臺(tái)，爬升桿32根，“F”型提升架32個(gè)可滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求。

3 滑模安裝調(diào)試與混凝土施工工藝

施工前必須做好模體和液壓系統(tǒng)準(zhǔn)備，起滑面的鑿毛、沖洗，測(cè)量放樣，滑模組裝調(diào)試以及降溫或防凍等各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。

3.1 滑模安裝調(diào)試

(1)滑模制作組裝。滑模按設(shè)計(jì)圖紙加工組合鋼模板、腹桿、圍圈、提升架等零部件后，按表1質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行組裝、調(diào)試。

(2)千斤頂進(jìn)行試驗(yàn)編組。耐壓120 kg/cm2，5 min不滲漏;調(diào)整空升行程30 mm;加載5 t爬升，檢查爬升桿壓痕和行程大小，將相近行程的千斤頂編為一組，力求使它們同步爬升，受力均衡。

(3)滑模調(diào)試。對(duì)模體和模板中心進(jìn)行校驗(yàn)，就位后安裝千斤頂及爬升桿，切忌一開始就糾偏。滑模組裝檢查合格后，對(duì)安裝好的千斤頂、液壓系統(tǒng)、插入的爬升桿進(jìn)行調(diào)整加固。連接高壓油管、千斤頂、液壓控制臺(tái)，形成液壓系統(tǒng)。進(jìn)行2～4個(gè)行程試滑升，對(duì)盤面及模板變形、液壓及提升系統(tǒng)控制情況進(jìn)行綜合檢查。

表1 滑模制作檢查質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

3.2 混凝土施工工藝

(1)起滑面處理和測(cè)量放樣。滑模組裝前，對(duì)底板混凝土面進(jìn)行鑿毛和沖洗。經(jīng)測(cè)量放樣，給出十字中心線和設(shè)計(jì)輪廓線，以滿足滑模組裝條件。

(2)滑模組裝。利用纜機(jī)將滑模整體吊運(yùn)至閘墩基礎(chǔ)上，組裝完成并驗(yàn)收合格后，進(jìn)行鋼筋綁扎，安裝千斤頂和爬升桿，對(duì)接茬處進(jìn)行浮渣清撬、錨噴沖洗，空洞填充和模板封堵。

(3)工作面懸吊系統(tǒng)形成。施工現(xiàn)場(chǎng)鋪設(shè)一根380/220 V、3×25+1×10電纜，提供滑模施工電源，為確保滑模施工連續(xù)進(jìn)行，不發(fā)生混凝土粘模事故，現(xiàn)場(chǎng)配備50 kVA柴油發(fā)電機(jī)一臺(tái)，以防供電系統(tǒng)停電。輔助懸吊系統(tǒng)還包括灑水養(yǎng)護(hù)、測(cè)量等相關(guān)裝置。

(4)鋼筋綁扎、爬升桿延長(zhǎng)。豎直及水平鋼筋的接頭要錯(cuò)開，同一層鋼筋應(yīng)基本上在同一水平面，混凝土澆筑后必須露出最上面一層。由于水平鋼筋設(shè)計(jì)在豎筋的外側(cè)，受模板和提升架的影響，可能造成部分鋼筋綁扎不上，應(yīng)將豎向鋼筋與水平鋼筋的位置作相應(yīng)調(diào)整。相鄰豎筋的接頭也要錯(cuò)開，而設(shè)計(jì)的間距是均布的，當(dāng)爬升桿與豎筋發(fā)生沖突時(shí)，可根據(jù)等強(qiáng)替換的原則，用爬升桿代替相應(yīng)位置的豎筋，同時(shí)可在爬升桿脫空段長(zhǎng)度內(nèi)與環(huán)筋或豎筋之間加焊鋼筋固來控制鋼筋混凝土保護(hù)層。初次滑升時(shí)，爬升桿長(zhǎng)度應(yīng)做成2.5、3.0、3.5、4.0 m等4種規(guī)格。其目的是使爬升桿的接頭能錯(cuò)開，在同一水平面內(nèi)接頭數(shù)調(diào)整不超過1/4。爬升桿應(yīng)隨模體滑升適時(shí)加高，且應(yīng)平整光滑無銹漬，接頭處用角磨機(jī)磨平。

(5)混凝土澆筑。攔污柵柵墩一期混凝土滑模施工從右向左推進(jìn)，每次澆筑4個(gè)柵墩，澆筑高程3285～3314 m，施工工序:下料→平倉→振搗→滑升→鋼筋綁扎→預(yù)埋件安裝→下一循環(huán)施工。要求均勻?qū)ΨQ下料，混凝土塌落度在10～12 cm，每層澆筑厚30 cm，采用插入振搗方式，適當(dāng)變換振搗方向，嚴(yán)禁直接振動(dòng)模板和爬升桿，振搗深度不得超過下層混凝土50 mm厚。模板初次澆筑步驟為，先鋪設(shè)砂漿30 mm，接著分兩層澆筑2×300 mm，初次滑升30～60 mm，檢查出模混凝土強(qiáng)度情況;澆筑第4層混凝土后再滑升150 mm;繼續(xù)澆筑第5層，再滑升150～200 mm;第6層澆筑完成并滑升200 mm后，若無異常情況，便可進(jìn)入正常澆筑和滑升操作程序。模板滑升時(shí)應(yīng)停止振搗。若正常滑升按每次滑升高度30 cm、每次間隔時(shí)間2 h左右控制，日可滑升高度大約為3 m。

(6)模板滑升。確定合理的滑升速度和分層澆筑厚度，是保障正常施工和連續(xù)滑升的關(guān)鍵，滑升速度應(yīng)根據(jù)混凝土供料、施工配合比、分層澆筑厚度、混凝土初凝等具體情況合理確定。滑升時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件應(yīng)設(shè)專人觀察和分析混凝土表面情況。出模混凝土應(yīng)無拉裂和流淌現(xiàn)象，若用手按應(yīng)有硬的感覺，并留有明顯可見的指印，對(duì)高點(diǎn)及時(shí)抹平。滑升過程中派專人檢查爬升桿受力狀況和千斤頂壓痕情況，觀察千斤頂?shù)膭?dòng)作是否正常，著重檢查滑模及操作盤的水平度和出模混凝土偏移量［4］。

(7)表面修整及養(yǎng)護(hù)。滑模施工中，混凝土的凝結(jié)時(shí)間受外加劑、氣溫、氣候等因素的影響，與滑升速度的最佳配合點(diǎn)很難確定，因此，必須對(duì)出模混凝土表面諸如模板轉(zhuǎn)彎處、尖角等部位及時(shí)修整，一般是在混凝土表面用抹子填補(bǔ)原漿修補(bǔ)或壓平，如表面平整亦可不作修整。滑模滑升到一定高程后，下掛修整及養(yǎng)護(hù)平臺(tái)，滑模下掛輔助立面圖見圖2。并在輔助盤上設(shè)置灑水管對(duì)混凝土進(jìn)行常流水養(yǎng)護(hù)。以使出模的混凝土具有適宜的硬化條件，從而減少裂縫。

圖2 滑模下掛輔助平臺(tái)立面示意

(8)預(yù)埋件、梁窩施工。攔污柵柵槽預(yù)埋件為Φ20 mm鋼筋，按照設(shè)計(jì)位置埋設(shè)，滑模施工期間預(yù)埋彎曲鋼筋與混凝土澆筑同時(shí)進(jìn)行，出模后要對(duì)鋼筋彎曲進(jìn)行扳直處理。攔污柵閘墩預(yù)留梁窩，采用快易收口網(wǎng)施工方法［5］，替代傳統(tǒng)木模板，在梁窩內(nèi)預(yù)埋支撐梁鋼筋，獲得一個(gè)合適的楔接表面，澆筑時(shí)混凝土漿通過快易收口網(wǎng)的孔隙滲出，澆筑完成后快易收口網(wǎng)不予拆除，也不用鑿毛，可一直嵌在混凝土里;梁窩內(nèi)表呈凹凸波紋狀。由于預(yù)留梁窩的作用，把攔污柵柵墩支撐梁與攔污柵柵墩相對(duì)脫開，支撐梁爾后便可采用常規(guī)的現(xiàn)澆方案進(jìn)行施工。

(9)停滑措施及施工縫處理。意外停滑狀況出現(xiàn)時(shí)，應(yīng)采取“停滑措施”，首先應(yīng)提前制定好“停滑預(yù)案”，每隔0.5～1 h，必須滑升行程1～2個(gè)，視情況一般要求連續(xù)進(jìn)行不小于4 h，以免混凝土與模板出現(xiàn)粘結(jié)問題，造成死模。因此滑模施工要求連續(xù)進(jìn)行，若停止?jié)仓斐墒┕たp，應(yīng)根據(jù)規(guī)范要求，先將混凝土表面除掉殘?jiān)嫣幚硗瓿珊细窈螅盟疀_洗干凈，再澆筑2～3 cm厚的減半的骨料混凝土或鋪設(shè)水泥砂漿之后方可進(jìn)行下一層混凝土澆筑。

(10)滑模轉(zhuǎn)移。混凝土澆至標(biāo)準(zhǔn)段結(jié)束后，用纜機(jī)將滑模整體吊裝于下一個(gè)工位。

4 施工中出現(xiàn)問題及處理

滑模盤平移、操作盤扭轉(zhuǎn)、傾斜、爬升桿彎曲、模板變形、混凝土表面缺陷等是滑模施工中常出現(xiàn)的問題。根本原因在于澆筑不對(duì)稱，荷載不均勻，千斤頂工作不同步，糾偏不當(dāng)?shù)取Ｒ虼耍谑┕ぶ幸訌?qiáng)觀測(cè)檢查工作，把好質(zhì)量關(guān)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決，確保良好運(yùn)行狀態(tài)［6］。

(1)糾偏。如出現(xiàn)偏移，應(yīng)以測(cè)量數(shù)據(jù)為依據(jù)制定糾偏措施，及時(shí)糾偏。糾偏以利用千斤頂自身糾偏為主，改變布料方式為輔的方法，必要時(shí)也可施加外力予以糾偏。糾偏行為不能操之過急，一次糾偏不能過大，應(yīng)實(shí)行漸變恢復(fù)。否則會(huì)造成爬升桿彎曲，滑模變形。若局部變形過大，混凝土表面會(huì)出現(xiàn)拉裂、死彎等現(xiàn)象。進(jìn)而會(huì)造成平臺(tái)及模板過分傾斜，滑升阻力過大，甚至?xí)斐墒鹿剩?］。糾偏可采用關(guān)閉不超過1/5的千斤頂，觀察滑升2～3個(gè)行程后，再全部打開，滑升2～3個(gè)行程，實(shí)現(xiàn)逐步調(diào)整，反復(fù)進(jìn)行數(shù)次，以達(dá)到施工設(shè)計(jì)要求，這是千斤頂自身糾偏行之有效的方法。在糾偏滑升的同時(shí)，用兩根水準(zhǔn)管形成對(duì)角，多次監(jiān)測(cè)，通過及時(shí)調(diào)整千斤頂高差等，對(duì)形體及模板中心進(jìn)行校核。對(duì)偏差過大及特殊部位，為保證模板不繼續(xù)偏離設(shè)計(jì)線，應(yīng)改變布料方式，正常后恢復(fù)對(duì)稱下料。

(2)爬升桿彎曲和模板變形處理。爬升桿彎曲時(shí)，可在結(jié)構(gòu)筋上加焊鋼筋或打斜支撐及時(shí)進(jìn)行糾正處理，當(dāng)彎曲變形嚴(yán)重時(shí)應(yīng)切斷爬升桿，重新對(duì)接，并加焊“人”字形斜支撐件等［7］。對(duì)模板變形較小的部位，可施加適當(dāng)?shù)耐饬M(jìn)行復(fù)原，變形嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)將模板拆除進(jìn)行修復(fù)或更換。

(3)混凝土表面缺陷處理。對(duì)一般缺陷，只需填補(bǔ)原漿抹平即可，當(dāng)混凝土表面出現(xiàn)嚴(yán)重缺陷時(shí)，可采取局部立模整形的方法，填補(bǔ)膨脹細(xì)骨料混凝土，最好比原標(biāo)號(hào)高一等級(jí)，用抹子提漿、壓實(shí)、抹平、抹光。

5 結(jié)語

滑模施工改變了傳統(tǒng)的混凝土施工方式，減少了施工縫面，有效避免了常規(guī)模板混凝土施工出現(xiàn)的錯(cuò)臺(tái)、掛簾、表面氣泡等質(zhì)量問題，通過對(duì)出模混凝土及時(shí)收光，保證了混凝土表面光滑、平整，具有免裝修的工藝水準(zhǔn)，是一種新型施工方法，實(shí)現(xiàn)施工機(jī)械化操作后，施工速度更是得到了大幅提升。在滑模施工技術(shù)過程中，由于協(xié)同性和整體性的要求，一些操作過程實(shí)施起來仍具有一定的難度，因此施工人員必須參照操作規(guī)范進(jìn)行作業(yè)，才能達(dá)到最佳施工效果。

［1］孫百軍.滑模技術(shù)在白山抽水蓄能電站進(jìn)水口攔污柵墩施工中的應(yīng)用［J］.水利水電技術(shù)，2008(6):86-90.

［2］張紹虎.滑模采用定型組合鋼模［J］.建筑工人，1996(07):10-11.

［3］古小輝.滑模施工技術(shù)在電站豎井砼襯砌施工中的應(yīng)用研究［J］.水電能源科學(xué):2010(7):106-109.

［4］李嘉良，江莉.尼爾基尾水閘墩變斷面滑模的設(shè)計(jì)與施工［J］.水利水電工程造價(jià)，2008(1):61-63.

［5］黃玉鋒.某水電站豎井滑模施工出現(xiàn)的問題及處理［J］.水力發(fā)電，2013，39(5):54-57.

［6］寧云剛，薛春雨.水利水電工程中滑模施工技術(shù)研究［J］.黑龍江科技信息，2011(10):223-223.

［7］馬富強(qiáng)，粱翻娟，向亞卿.滑升模板在天花板水電站工程中的應(yīng)用［J］.水電施工技術(shù)，2012(2):16-20.