小山水电站调压井滑模施工
史光宇 冯吉新 赵永君
(东北勘测设计研究院 长春 130021)
[文摘] 小山水电站调压井位于发电厂房上游侧的引水洞和压力管道之间,为升管阻抗式调压井,升管为双圆弧复式断面。井体由开挖而成,由于地质条件差,造成了大量超挖。根据调压井断面大、井身高及工期紧的特点,采取无井架液压滑模施工,滑模模体采用单面内壁的钢结构模板。本文就小山水电站调压井采用滑模施工的具体施工情况作一介绍。
[关键词] 滑模 调压井 小山水电站
1 工程概况
小山水电站为松江河上梯级水电站第一级电站,大坝采用混凝土面板堆石坝,溢洪道在紧邻面板堆石坝头右岸,导流洞及引水发电隧洞位于左岸山体,主要交通干线沿左岸上坝,发电厂房位于距坝轴线下游河道3.5km处,为地面式厂房。小山水电站采用一洞两机引水方式,安装2台80 MW混流式机组,设计水头85.0 m,单机最大引用流量105.24 m³/s。引水主洞长1 245.63 m,开挖内径9.2 m,圆形断面,衬砌厚度0.4~0.6 m。
小山水电站调压井位于发电厂房上游侧的引水洞和压力管道之间,为升管阻抗式调压井,升管为双圆弧复式断面,折合直径16.23 m,高39.48 m;主井断面为圆形,直径24 m,高53 m。井身滑模段高度为92.48 m,由高程608.52 m至高程701 m。井体由开挖而成,由于地质条件差,造成了大量超挖。井壁内衬砌钢筋混凝土结构,设计衬砌厚度为1.5 m,混凝土总浇筑量约为1.2万m³,超挖回填量约为3 000 m³,总计1.5万m³;钢筋制安量约894 t。根据调压井断面大、井身高及工期紧的特点,采取无井架液压滑模施工,滑模模体采用单面内壁的钢结构模板。
2 施工布置及混凝土运输
根据施工现场条件,工程施工用风、水、电系统均引至滑模体操作平台上;爬杆和钢筋均布在下料平台上,做到边用边补充。在井壁上设置一吊笼,作为人员上下的交通工具,吊笼采用布置在调压井顶部的圆筒高架门机进行钢筋及混凝土和其它材料的水平和垂直运输。
调压井下室滑模在调压井底座顶板(608.52 m高程)上安装,滑升到650.0 m高程后拆除,再安装上室滑模,滑升至地面高程678 m。调压井678 m高程以上井筒滑模采用双侧提升模板滑动,693.7 m高程以上墙体亦用滑模施工,因此,调压井上室模体在678m高程和693.7 m高程进行两次变模处理,即调压井施工至678 m高程时,将原单侧提升架单侧模板的模体变为双侧提升架双侧模板的模体,改制的模板采用定型钢模板,改制后的模体外侧设有工作平台,检修平台和安全护栏;当调压井施工至693.7 m高程时,对井内侧部分模体进行拆除改制,重新安装3个竖墙模体进行滑模。
对于井壁段(608.52~678.00 m),混凝土的垂直运输采用 219×6的钢管作溜管,直通仓面,根据仓面的大小及混凝土的浇筑强度共设置6根混凝土下料管,下料管的顶端设置与之配套的下料斗,其底部接挂溜桶,距仓面控制在1.5 m左右。混凝土采用4.5m³卡玛斯混凝土搅拌车配合高架门机吊3m³卧罐入下料斗下料,经溜管入仓。为防止浇筑混凝土放料时骨料及其它杂物掉入井内伤人,调压井顶部沿井壁设置3.0 m宽的环型及“J”型下料挡板,并做1.2 m高的安全护栏。对于井筒段(678~701 m),仍采用4.5 m³卡玛斯混凝土搅拌车运料,整个仓面的混凝土均由高架门机吊3 m³卧罐直接入仓浇筑。
3 混凝土滑模施工
滑模提升系统爬杆为 25圆钢加工而成,爬杆接头为丝扣联结,液压千斤顶为GYD-35型,液压操作台采用YKT-36型,用高压油管与千斤顶相通,设置2台既可联动又可单动的液压控制台。下室段模体总重约121 t,液压千斤顶布置82个;上室段模体总重约214 t,布置液压千斤顶115个;井筒段模体总重约262 t,液压千斤顶布置为内模115个,外模78个,共193个。
在滑升前,需对液压系统做耐压试验,即在1 700 N/cm³压力作用下,以液压油路及密封件连续3次持续5 min不渗不漏为合格。开始滑升时,须对模板和混凝土的凝结强度进行检查,混凝土分层浇筑到模板高度2/3时,即将模板提升1~2行程,观察液压系统和模板的工作情况,相邻千斤顶高差小于20mm,整体千斤顶的高差小于40 mm,爬杆无弯曲现象,混凝土强度达到0.1~0.3 MPa,即可转入正常滑升。模体正常滑升的时间间隔控制在1.5 h内,在此期间模体提升1~2次,每次提升的高度为2~4 cm,提升时混凝土强度达到0.2~0.4 MPa,或贯入阻力值3~10.5 MPa,在滑升中随时检查液压系统工作情况,发现问题及时处理。
混凝土的浇筑分层交圈均匀进行,先辅一层5 cm厚的水泥砂浆,然后浇筑混凝土,浇筑后的混凝土保持在同一个水平面上,同时有计划地均匀地变换混凝土浇筑方向,保证模板不发生倾斜或扭转,混凝土分层浇筑厚度控制在20~30 cm,使下层的混凝土还处于流塑状态时浇筑完上一层混凝土,以便于两层混凝土的接合,浇筑混凝土的同时保证仓面上有一层外露的钢筋,交圈后混凝土面距模板上沿大于20 cm,靠近模板的混凝土浇筑应稍高些,防止游离水冲刷已经成型的混凝土面。在仓面内布置6台 50、 80、 100钢丝软轴插入式振捣器,振捣方式采用垂直状和倾斜式,排列方式呈行列式或梅花式,间距控制在0.5R内,时间在20~30 s,插入深度不大于50 cm,边角处使用 50棒加强振捣,以保证出模后期阴阳角的完整。在振捣过程中要注意防止振捣器触及钢筋、爬杆、模板,在模体滑行中严禁振捣混凝土。在混凝土出模后需及时对模板进行清理及对混凝土面进行质量检查、修补和养护工作。
在模体滑升的过程中,由于各种因素的影响,常会出现不正常滑升现象,譬如在模体上外加荷载(人或钢筋摆布等)过于集中将会导致模体产生一定程度的倾斜或扭转,因此在滑模施工中,对操作平台应“勤观察、勤调整”,逐步地、缓慢地进行纠偏调整,避免偏差积累过大。常见的“意外情况”及处理措施如下:
(1)若发现千斤顶工作情况不符合上述规定值,应调整针形阀门使各千斤顶爬升达到均衡一致。
(2)模板若向先浇筑混凝土的方向倾斜,则采取改变混凝土的浇筑顺序逐渐纠正其偏移。
(3)由于其它原因或由于施工需要而不能连续滑升时,则采取停滑措施,即混凝土的浇筑高度控制在一个相同的水平面上;每隔一定的时间提升一个千斤顶的行程,达到混凝土与模板不粘接为止,同时控制模板的滑升量小于模板全高的1/2,同时为保证混凝土的连续施工,要及时对液压系统进行检查。
4 施工进度
小山水电站调压井滑模施工总历时94 d,其中3次变模累计为36 d,混凝土净滑升时间为56 d,平均滑升速度为1.65 m/d,具体各段施工进度如下:
(1)下室段滑升高度41.48 m,为双圆弧复式断面,折合直径16.23 m,平均滑升速度为1.85 m/d,最高速度为2.5 m/d。
(2)上室段滑升高度29 m,圆形断面,直径24 m,平均每天滑升1.75 m,最高速度为2.8 m/d。
(3)井筒段加挂外侧模体滑升14.7 m,平均速度为1.63 m/d,最高速度为2.2 m/d。
(4)井筒段改制部分内模并安装3个竖墙模体滑升最后7.3 m,平均速度为1.83 m/d,最高速度为2.5 m/d。
5 关于滑模施工的几点体会
(1)滑模施工的连续均衡性要求各工种必须密切配合,各工序必须衔接。譬如,在小山水电站调压井滑模施工中,曾发生因门机故障、混凝土拌合系统出毛病而导致调压井停滑现象;因爬杆加工能力不足而不得不减缓滑升速度。凡此种种,不但对工程本身质量、进度造成影响,往往成为整个枢纽的控制性项目。
(2)滑模施工具有施工速度快和连续作业的特点,所以应在施工的全过程中加强质量检查,以保证工程质量。混凝土的浇筑强度大,有时导致该焊接的钢筋尚未来得及焊便被混凝土“淹没”了,或者连续作业工人疲劳,个别的人为“漏焊”现象,从而降低了工程的安全性。
(3)下料的高度对模体倾斜或扭转有很大的影响。小山调压井下室段滑模施工中,靠近上游侧的3根混凝土下料管布置在高程为648 m的平台上,由门机吊卧罐入下料平台(高程为648 m)后经人工2次倒仓;而下游侧的3根下料管则布置在井口上(高程为648 m的平台),由混凝土搅拌车直接下料,对模体有较大的侧压力,很容易导致模体倾斜、扭转,因而要特别注意。
|
