水電站豎井滑模設計工藝優化的探索

童 平

（中國水利水電第十四工程局有限公司，云南 昆明650032）

1 工程概述

黃登水電站引水豎井標準段高度35.7 m，襯砌后內徑10 m，襯砌厚度0.8 m。出線豎井澆筑高度180 m，襯砌厚度0.8 m，襯砌后的內徑為8.5 m。根據黃登水電站豎井施工進度要求先進行引水豎井標準段（直徑?10 m）后進行出線豎井（直徑?8.5 m）施工。為降低成本，提高效率，需使豎井滑模同時滿足?10 m、?8.5 m豎井的混凝土澆筑要求。

2 滑模結構及工作原理

2.1 滑模結構

豎井滑模可分為整體豎井滑模和輻射梁式豎井滑模，在本項目中為保證滑模同時滿足?10 m、?8.5 m豎井的混凝土澆筑要求，滑模采用輻射梁結構形式，其主要由抹面平臺、模板組、提升架、輻射梁、滑模提升油缸、限位器、旋轉布料機構、分料平臺組成，具體見表1。滑模結構見圖1、圖2。

表1

圖1 滑模剖視圖

圖2 滑模俯視圖

2.2 滑模工作原理

圖2 滑模設置18組輻射梁，每組輻射梁連接提升架，模板組掛設在提升架上，提升架頂部設置滑模提升油缸，油缸由泵站系統控制沿著爬桿向上攀升從而實現對豎井混凝土澆筑的要求。混凝土澆筑根據模板的設計高度進行分倉，每澆筑一倉則向上爬升一倉。

3 可變徑滑模的結構設計

根據現場施工順序先進行引水豎井?10 m澆筑再進行出線豎井?8.5 m澆筑。滑模需從大直徑變成小直徑。與直徑變化有關的主要結構部件有輻射梁、抹面平臺、分料平臺、模板組。因模板組設計時需與襯砌混凝土直徑一致，無法進行優化，在使用中模板組需分別制作。

3.1 輻射梁的結構設計

輻射梁為鋼結構桁架，輻射梁的長度決定了整個滑模裝置的直徑大小，滑模若需從?10 m變為?8.5 m則需縮短輻射梁長度，與輻射梁相連接的主要部件有分料平臺、提升架、抹面平臺。在設計時需認真考慮相連件之間的關系。在此我們將輻射梁與分料平臺、提升架、抹面平臺均設置為螺栓連接，既可保證從制作廠至施工現場的運輸，又可更好的滿足輻射梁長度變化后的各連接件的連接。輻射梁的結構形式見圖3。

圖3 輻射梁結構圖

混凝土襯砌厚度、澆筑速度在滿足輻射梁荷載的情況下，根據繪圖軟件模擬（本項目通過AUTO CAD）輻射梁與各結構件的關系可確定將輻射梁靠近提升架側750.8 mm長度割除可滿足從?10 m到?8.5 m的施工要求，如圖3所示。輻射梁與提升架、輻射梁與抹面平臺的連接孔相對向內側延展，在場內制作時即將連接孔加工到位，保證在?8.5 m豎井施工時的螺栓連接。

3.2 分料平臺的結構設計

在滿足荷載的情況下，將分料平臺的立柱連接孔設計在需割除的輻射梁以內，并在使用時應考慮分料平臺直徑小于?8.5 m。

3.3 提升架的結構設計

提升架與輻射梁為螺栓連接，連接孔位置如圖3所示，施工完?10 m豎井后只需重新與?8.5 m預留螺栓孔進行螺栓連接即可。

3.4 抹面平臺結構設計

抹面平臺在整套豎井滑模的最下端，目的是在混凝土澆筑完成一倉后，對倉位內混凝土缺陷進行修補用，抹面平臺需緊靠襯砌表面以便工人施工操作。在設計時為同時滿足直徑為?10 m與?8.5 m豎井的施工，將分料平臺以?8.5 m為布置基礎等分為18個等腰梯形，各抹面平臺間通過螺栓連接，如圖4所示。

圖4 抹面平臺

在施工過程中各抹面平臺連接在一起即可組成一個與?8.5 m襯砌表面相臨近的工作平臺，如圖5所示。

圖5 抹面平臺組成工作平臺俯視圖

在進行直徑為?10 m豎井施工時，只需在各個抹面平臺間，嵌入一個長方形小平臺即可，小平臺與抹面平臺間螺栓連接如圖6所示。

圖6 抹面平臺與小平臺組成的工作平臺俯視圖

4 優化設計施工方法與傳統設計施工方法比較

黃登項目部引水、出線豎井進行設計優化后，豎井滑模重量為13 859.33 kg，各部件數量及重量具體見表2。

表2 優化設計后豎井滑模各部件統計表

若采用傳統設計方法，不同直徑豎井需分別設計?10 m、?8.5 m豎井滑模各1套，以黃登引水、出線豎井為例進行設計則重量為21 259.8 kg，各部件數量及重量具體見表3。

根據表2與表3進行比較可以發現，優化設計后滑模總重量減少7 400.47 kg，QY60型千斤頂減少16個，液壓系統減少1套，可有效降低成本投入；滑模需在工廠進行加工制作，一般離施工使用現場較遠，按傳統設計進行施工需要制作兩臺滑模裝置，將提高工廠制作的交貨風險，使現場施工的不確定因素增加。

表3 傳統設計后豎井滑模各部件統計表

5 結論

豎井滑模在豎井混凝土襯砌中發揮著很大作用，在豎井施工中通過合理的生產安排，正確的施工順序，可實施的滑模優化設計可以減少滑模的臺套數量，從而達到降低成本，控制風險的作用。同時豎井滑模通過設計優化可以不斷提高利用率。本文對黃登引水豎井、出線豎井滑模結構設計優化的粗淺闡述，希望能給廣大同仁在今后的模板設計中提供借鑒。