洪屏抽水蓄能電站尾水調壓井滑模混凝土施工技術

喬 平

(中國水利水電建設工程咨詢西北有限公司，陜西西安710061)

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洪屏抽水蓄能電站尾水調壓井滑模混凝土施工技術

喬 平

(中國水利水電建設工程咨詢西北有限公司，陜西西安710061)

洪屏抽水蓄能電站尾水調壓井為暗井，設計深度為95.15 m，上部與尾水調壓室上室連接，下部與尾水隧洞相通。調壓井大井襯砌后直徑為11 m，阻抗孔襯砌后直徑為4.5 m，經過多方案比選，最終選定滑模襯砌施工方案。介紹了調壓大井混凝土澆筑的施工程序、施工方法及滑模施工技術要領。實踐證明，此類豎井采用滑模襯砌方案具有施工進度快、質量好、外觀光滑的特點。

尾水調壓井；滑升模板；施工技術; 洪屏抽水蓄能電站

1 工程概述

洪屏抽水蓄能電站尾水調壓室由尾水調壓室上室、尾水調壓井、彎管段組成，其中尾水調壓井在尾水隧洞旁，上連尾水調壓室上室，下連尾水隧洞，由調壓大井、小井、彎管段組成。調壓小井混凝土襯砌厚度為50～90 cm，襯砌后為凈空Ф4.5 m圓形斷面，高程為93.85～130.00 m，高度36.15 m；大井混凝土襯砌厚度為80 cm，襯砌后為凈空Ф11 m圓形斷面，高程為130.00～189.00 m，高度59 m。

尾水調壓井采用滑模澆筑施工，澆筑程序依次為巖面清理、測量放樣、滑模安裝、鋼筋安裝、預埋件安裝、倉位驗收、滑模提升、混凝土養護。

尾水調壓室滑模混凝土澆筑施工，應重點確保施工質量和安全問題。豎井混凝土滑模施工是多工種交叉作業，必須仔細安排施工程序，確保施工質量和安全。在進行作業時，派專人進行安全監控。

2 施工方法

2.1 滑模設計

調壓井滑模設計采用液壓整體滑升模板，為保證施工質量，滑模采用整體鋼結構設計。滑升千斤頂選用QYD- 100型10 t千斤頂，滑升動力裝置為HKY- 36型自動調平液壓控制臺。滑模裝置組成：①模板、圍圈；②提升系統；③滑模盤；④液壓系統；⑤輔助系統。

(1)模板、圍圈。全套滑模模板采用δ5 mm鋼板壓制成圓弧，用L50×5的角鋼作為加筋肋，同桁架梁骨架相連固定。模板高度選1.25 m，模板錐度按5 mm控制，即在半徑方向模板上口大于設計尺寸2.5 mm，下口小于設計尺寸2.5 mm。圍圈主要用來加固模板，設計為上下兩道，圍圈選用L50×5的角鋼，上圍圈設計模板上口頂端，下圍圈下沿距模板下口距離為25 cm，支撐在鋼結構桁架上，與模板水平加勁肋角鋼焊接固定，使各組模板成為一個整體。

(2)提升系統。滑模提升系統的鋼結構制作部分是提升架，提升架是滑模模體與混凝土間的聯系構件，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，整個滑升荷載將通過提升架傳遞給爬桿，爬桿采用Φ48 mm×3.5 mm的鋼管。根據調壓井實際情況，提升架選用F形架，用雙拼16號槽鋼和δ16 mm鋼板焊接。根據計算，大井段模體設計8個提升架，每個提升架布置2臺千斤頂，共布置16臺10 t千斤頂；阻抗孔段模體設計7個提升架，每個提升架布置1臺千斤頂，共布置7臺10 t千斤頂。

(3)滑模盤。滑模盤分為操作盤和輔助盤。操作盤為施工的操作平臺，承受工作、物料等荷載，同時又是模體的支撐構件，是滑模的主要結構，采用桁架梁鋼結構，由于混凝土施工過程中，垂直荷載和側向受力較大，為保證操作盤的強度和剛度，選用L80×8、L63×6角鋼加工制作成800 mm×800 mm×1 250 mm(長×寬×高)復式桁架梁聯為一體。在桁架梁上鋪滿δ3 mm花紋鋼板形成操作平臺。輔助盤為養護、修面等輔助工作的工作平臺，采用鋼結構懸吊布置，輔助盤主體框架采用L50×5角鋼焊制框架里面每隔400 mm加一根Φ20 mm鋼筋做副梁，上面鋪滿30 mm厚木板形成行人平臺，用Φ25 mm螺紋鋼制作成吊鉤，懸掛在桁架梁上，輔助盤距井壁距離為100 mm。輔助盤吊鉤用Φ16 mm螺紋鋼水平焊兩道護欄，護欄間距500 mm，最下面一道護欄距盤面不超過300 mm。

(4)液壓系統。提升系統選用QYD- 100型帶調平裝置千斤頂，設計承載能力為10 t，計算承載能力為5 t，爬升行程為35 mm，液壓控制臺選用YKT- 36型自動調平液壓控制臺。高壓油管主管選用Φ16 mm，支管選用Φ8 mm，通過油管和分油器與控制臺和千斤頂分組相連，形成液壓管路，為考慮糾偏需要，每個千斤頂上安裝有針形閥，全部千斤頂共分為4組進行連接形成液壓系統。

2.2 施工布置(以調壓大井為例)

為保證滑模施工的正常運行，需要保證正常的鋼筋和混凝土的供料強度。人員上下、物料提升的安全是提升系統布置的關鍵。下料管的懸吊安全，耐磨刷度，防混凝土離析是下料系統布置的關鍵。根據工程特點，滑模施工時利用開挖時井口布置的一臺10 t航吊吊送鋼筋；在井口另布置一套F形桁架梁，并在桁架梁上布置一個簡易龍門架，通過該龍門架、利用卷揚機吊防墜罐籠運送人員，混凝土采用耐磨溜管配合H形緩沖器下料的方式，確保供料強度，保證施工順利進行。根據工程特點設2條溜管，用2臺5 t卷揚機及鋼絲繩懸吊。

(1)提升系統布置：①物料提升。主要是鋼筋的提升，利用10 t航吊完成物料的提升，每次鋼筋的吊放量為1.5 t，在井底時上下一次時間約10 min，每班鋼筋需用量為5 t左右，故能滿足鋼筋的吊運要求。②人員上下提升。人員上下采用專門廠家生產的防墜罐籠上下，該罐籠的特點是安裝有防墜落裝置，當發生提升主繩斷裂時，確保罐籠不墜落，保證人員安全，人員上下罐籠由快速卷揚機提升。

(2)下料系統布置。調壓井混凝土的垂直運輸采用豎向溜管溜料，經H形緩沖器和竹節管緩沖后入倉。根據本工程特點布置2條下料管，下料管選用Φ219 mm×5 mm無縫鋼管，單根鋼管長6 m，鋼管之間采用法蘭盤連接。每條下料管采用一根Φ25 mm鋼絲繩懸吊，鋼絲繩用一臺5 t卷揚機懸吊(調壓井井深59 m，設計下料管長54 m，鋼管重1.43 t，鋼絲繩重0.155 t，緩沖器重0.2 t，合計總重1.785 t)。滑模提升及下料系統見圖1。

圖1 大井段滑模提升及下料系統示意

2.3 混凝土施工

滑模施工的特點是將鋼筋綁扎、混凝土澆筑、滑模滑升平行作業，各工序連續進行互相適應。混凝土現場入倉坍落度控制在16～18 cm，混凝土強度達到0.2～0.4 MPa，所需時間為6～8 h。

(1)鋼筋綁扎。模體就位后，按設計進行鋼筋綁扎及搭接，根據設計圖紙及滑模施工經驗，本工程鋼筋搭接采用機械連接方式，爬桿的保護層與豎向鋼筋的保護層設計一致。搭接要符合設計規范要求。滑升施工中，混凝土澆注后必須露出最上面一層水平筋，鋼筋綁扎間距要符合設計要求，每層水平鋼筋基本呈同一水平面，上下層之間接頭要錯開，鋼筋間距按設計布置均勻，相鄰鋼筋的接頭要錯開。

(2)混凝土運輸。滑模施工用混凝土由營地拌和系統提供，攪拌車運到施工現場，由下料溜管下經H形緩沖器、竹節管緩沖后入倉。

(3)混凝土澆筑。滑模施工程序為下料→平倉振搗→滑升→鋼筋綁扎→下料。下料時要對稱均勻下料，正常施工按分層30 cm一層進行，采用插入式振搗器振搗，經常變換振搗方向，并避免直接震動爬桿及模板，振搗器插入深度不得超過下層混凝土內50 mm，模板滑升時停止振搗。滑模正常滑升應根據施工現場混凝土初凝時間、混凝土供料、施工配合等情況確定合理的滑升速度。

(4)模板滑升。施工進入澆注混凝土和滑升模板時，應盡量保持連續施工，并設專人觀察和分析混凝土表面情況，根據現場條件確定合理的滑升速度和分層澆筑厚度，脫模強度控制在0.2～0.4 MPa。滑升過程中應有專人檢查千斤頂的情況，觀察爬桿上的壓痕和受力狀態是否正常，檢查滑模中心線及操作盤的水平度。

(5)混凝土養護。脫模后混凝土表面養護由工作平臺設置噴水系統灑水完成。

3 滑模施工技術要點

滑模工藝對混凝土的質量要求較高：①要做好混凝土的配合比設計工作，混凝土的配合比是混凝土質量優劣的科學依據，也是保證滑模工藝施工順利進行的重要條件之一；②混凝土的原材料要按照配合比的要求，保證所用原材料的質量，要求混凝土拌制選用質量優良的原材料；③混凝土的入倉坍落度對混凝土的輸送、保溫、初凝時間和澆筑都有一定的影響；④混凝土的和易性對滑模正常滑升有較大影響。

在澆筑混凝土過程中應注意：①不要污染鋼筋，否則鋼筋上的混凝土既不易清理，又影響工程質量和下一道工序的順利進行；②均勻澆筑混凝土，包括澆筑速度和高度，澆筑速度指前進速度均勻，保證有利滑升。

模板滑升初滑階段的滑升行程要少，主要目的是對整個滑模裝置進行帶負荷檢驗，避免粘模，檢查出模強度，確定出模時間和滑升速度；正常滑升階段按每層澆筑20～30 cm相應滑升9～12個行程，其中每隔20～40 min滑升1～2個行程，滑升速度和出模強度要相協調；鋼筋制作與安裝的工作量大，工作時間長，工作環境條件差，交叉作業多，在安排勞動力過程中要加強和其他工種的相互配合，才能有效地保證工程質量和工程進度。

滑模施工的糾偏：①千斤頂墊鐵糾偏法是利用鋼墊板將千斤頂底座偏移方向的一側墊高，迫使千斤頂連同支承桿偏離偏移方向，帶動平臺及模板系統作定向滑升，從而達到糾偏、糾扭的目的；②改變模板坡度平臺、模板滑升到適當高度后，將模板坡度朝糾偏方向調校，然后澆注混凝土，再繼續滑升時，利用新澆混凝土的導向作用，迫使平臺及模板系統偏離原滑升方向，向著糾偏方向滑升，從而達到糾偏、糾扭之目的；③頂輪糾偏法是利用已經出模且具有一定強度的混凝土墻體作為支點，通過改變糾偏裝置的位置而產生一個外力，在滑升過程中逐步頂移平臺及模板系統，以達到糾偏目的。

4 結 語

洪屏抽水蓄能電站1號尾水調壓井大井段滑模于2015年1月2日開始滑升，1月16日完成混凝土澆筑；2號尾水調壓井大井段滑模于2015年5月26日開始滑升，6月11日完成混凝土澆筑。從施工情況看，滑模施工具有快速優質等優點，對現場組織與管理、工序配合與協調等也有較高要求，豎井滑模施工是一種成熟具有推廣價值的施工方法。

[1]喬平. 蒲石河抽水蓄能電站尾水調壓中滑模施工技術[J]. 中國科技博覽， 2010(3)： 101．

[2]李智淵， 陳清敏， 王明君. 調壓井滑模施工工藝[J]. 中州煤炭， 2004(S1): 59- 61.

[3]王純高， 徐萬富， 楊雄. 多支高墩大型滑模關鍵技術計算方法的應用研究[J]. 水力發電， 2016， 42(1)： 62- 65．

[4]張建均. 錦屏二級水電站地下廠房巖壁梁混凝土施工技術[J]. 水力發電， 2010， 36(2)： 57- 59．

[5]劉玉奇， 李貴祥， 夏環元. 蒲石河抽水蓄能電站輸水系統岔管段混凝土襯砌施工[J]. 水力發電， 2012， 38(5)： 49- 50．

(責任編輯 王 琪)

Slipform Concrete Construction Technology of Tailrace Surge Shaft in Hongping Pumped-storage Power Station

QIAO Ping

(China Water Conservancy and Hydropower Construction Engineering Consulting Xibei Co., Ltd., Xi’an 710061, Shaanxi, China)

The surge shaft of Hongping Pumped-storage Power Station is a buried type with a design depth of 95.15 m. The shaft is connected with tail water surge chamber on the upper and tailrace tunnel in bottom end. After concrete lining, the diameter of shaft is 11 m, and the diameter of impedance hole is 4.5 m. By comparing different construction schemes, the slipform construction technology is finally selected as the lining construction scheme. The construction process, method and technology of lining construction are introduced. The actual process shows that the construction is faster, the lining quality is good and the appearance of concrete is smooth．

tail water surge shaft; sliding slipform; construction technology; Hongping Pumped-storage Power Station

2016- 06- 08

喬平(1983—)，男，陜西三原人，工程師，從事抽水蓄能電站技術管理工作．

TV523；TV743(256)

B

0559- 9342(2016)08- 0059- 03