空间下弦式液压滑模在小孤山水电站调压井的应用_

空间下弦式液压滑模在小孤山水电站调压井的应用
   邓吉明，冯国庚
   (中国水利水电第一工程局，吉林长春130062)
   [摘要]文中论述了在张掖小孤山电站洞压井的竖井井筒部位采用空间下弦式液压滑模进行衬砌施工的过程，该技术的应用减少了钢材的消耗量，降低了爬升系统的运行难度，整体抗变形能力加强，保证了工程质量。
   [关键词]空间下弦式滑模；调压井；应用；小孤山水电站
   [中图分类号]TV5   [文献标识码]A
   1概况
   小孤山水电站位于黑河大峡谷中下游，肃南裕固族自治县境内，电站厂房距张掖市86km，是黑河流域规划中的第6座梯级水电站——石羊岭电站的替代方案。工程主要任务是发电，采用引水式开发。电站由首部枢纽、引水系统、发电厂房及升压站等建筑物组成。电站装机容量98MW，多年平均发电量3.804亿kW•h，可承担调峰任务。
   水电站调压井为地下上室式调压井，调压井由竖井、上室、阻抗孔及施工通风洞组成。开挖深度74.2m，开挖直径17.4m；永久结构混凝土厚1.2m，衬砌后直径15m，井筒深68.7m，采用了空间下弦式液压滑模成套设备进行了调压井的竖井井筒部位的衬砌施工。
   2  模体
   （1）滑模体由中心鼓圈、模板平台、提升架、定型模板、支撑杆、提升系统、辅助系统等七部分组成。模板平台为空间下弦式结构平台,整个模体的重量较轻，重15t。模体的全部节点采用螺栓连接，整个模体具有一定抗变形能力，同时拆装方便。
   在圆周方向均匀布置32个L型提升架,在调压井结构中心位置设一中心鼓圈；通过辐射梁、下拉杆与提升架相连，组成空间下弦结构，围圈采用φ48厚壁钢管，模板主要采用2012标准钢摸板，配以少许1512标准钢模板保证交圈。
   （2）安装顺序：搭设临时平台→安装中心鼓圈→固定提升架→安装辐射梁、内环梁→安装下弦拉杆→安装挑梁→安装围圈→组装模板→铺装平台面板→安装液压、动力系统→悬挂吊脚手架。
   3  模体滑升及控制
   （1）试滑。平台组装好后要进行试滑升，检查整个系统正常与否。利用支撑杆组装时未插到底进行爬升试验后，再将支撑杆全部插到混凝土表面，保证支撑杆的垂直放置。
   （2）初滑。初滑时，将混凝土分层交圈浇注至70cm左右（模板高度的1/2~2/3）；当第一层混凝土强度达到2kg/cm²左右进行1~2个千斤顶行程的提升，当混凝土出模后不塌落，又不被模板带起时（用手指按压可见指痕，砂浆又不粘手指），即可进行初滑。初滑的速度不宜过快，当滑升至20cm高时应对整个平台系统进行全面检查，特别是固定模板的钩头螺丝要逐个拧紧。
   （3）正常滑。正常滑升阶段每层浇注高度为20cm，每次滑升间隔为2h；具体以出模的混凝土不塌落、不拉裂为宜；出模的混凝土表面设瓦工清理修饰，滑升2m时挂吊脚手，瓦工站在吊脚手上对表面做原浆抹光；若出现蜂窝、麻面及较少的裂缝时，立即将松动的混凝土凿除，用高标号的砂浆压实；若出现塌方、较大的裂缝时，立即停滑，支模补实混凝土。
   （5）停滑。由于特殊原因必须暂停施工时，应作停滑处理：混凝土浇注至同一标高，按设计图纸要求留置施工缝，设654橡胶止水及键槽；模板每隔1h提升1~2个千斤顶行程，连续提升6次，直至最上层混凝土与模板无粘连；接缝处混凝土表面应凿毛处理，继续浇注前应铺同标号的水泥砂浆一层；继续施工时，对模板和液压系统进行全面检查。
   （6）滑模位置控制。
   ①偏移控制。在中心鼓圈上加一槽钢，定好中心，安装好中心线坠，每滑升2个大行程（2层浇注厚度，40cm）即与设在流道段底板上的调压井中心点进行校核。
   ②扭转控制。在圆周径向垂直方向各安装一个线坠，每滑升2个大行程（2层浇注厚度，40cm）即检查一次平台的扭转。
   ③水平控制。正常滑升过程中，每次大行程限位环都应限位，以确保减少偏差；各千斤顶的相对标高差不得大于4cm，相邻两个提升架上千斤顶升差不得大于2cm；每班测量一次千斤顶水平偏差。
   ④纠偏、纠扭。发现平台中心偏移或扭转，及时进行纠偏、纠扭。中心偏移处理:平台倾斜法；平台扭转处理：提升架倾斜法。
   ⑤每次交接班时对模体全面检查、记录一次。
   4  混凝土输送
   混凝土浇筑时，从调压井通气洞上料，通过固定在竖井井壁上的溜管下料入仓进行衬砌施工。系统上端设上料斗一个，下端设中转料仓一个，在溜管的中部及下端部各安装一个缓降器。随着滑模的滑升，将下端部的缓降器卸下，摘掉一节溜筒后，将缓降器复位，用O型扣锁定。用龙门吊将中转料仓提起，将钢丝绳重新锁定，并用Φ25的螺纹钢将料仓焊接在井壁的锚杆上固定。
   （1）水平运输。从拌合站到洞内水平运输采用3m³混凝土罐车，滑模平台上水平运输采用轻轨小车。经过仔细分析比较，结合以往隧洞出渣的施工经验，最后确定有轨运输的施工方案，在平台周边环向铺设轨道，制作了4台上料小车，每台车容量0.7m³。理论和实践都证明了这样做的几个好处。第一，荷载集中在平台周边，这对于滑模平台来说，是最安全的荷载组合；第二，运输效率高，线路明确，下料准确；第三，便于平台上材料设备的堆放，人员、材料、设备都有指定的堆放地点或行走路线，提高了生产效率，也方便安全管理。
   （2）竖直运输。竖直运输采用溜管加缓降器进行，3m³混凝土罐车直接将拌合料吐到龙门吊平台处的料仓内；通过溜管和缓降器将拌合料送到悬挂在井壁上的中转料仓内，再通过软管将料送到轻轨小车的了仓内，最后通过小车上料入仓。根据现场试验数据显示，混凝土塌落度损失为3~4cm，混凝土骨料分离现象较小，满足施工要求。5混凝土浇筑施工
   （1）混凝土每层浇筑20cm，用φ50振捣棒人工振捣。严格控制每层混凝土的浇捣时间，以出模混凝土不塌落、不拉裂为限。
   （2）各层间隔时间应不大于混凝土的初凝时间，当间隔时间超过时，接缝处按设计图纸施工缝要求设654橡胶止水。
   （3）必须分层均匀按顺逆时针交替交圈浇注，每层在同一水平面上，振捣时，振捣棒插入下层混凝土不超过50mm，振捣器不得直接触及支承杆、钢筋和模板，在模板滑升的过程中，不得振捣混凝土。
   （4）混凝土出模时应及时修饰，表面不平时用方木拍实刮平，用抹子压光抹平。对于拉裂和塌落及保护层脱落等问题，搓抹人员应在混凝土尚未凝固前及时修补。
   （5）出模混凝土及时浇水养护。
   6  模体拆除
   当滑模滑到2085.0高程，竖井衬砌结束时，将所有的支撑杆连同千斤顶一并割掉，将千斤顶拆除。割支撑杆时预留0.2m高，焊1.2m高φ25钢筋，沿圆周做安全护栏一圈。用来拆除悬挂平台的钢丝绳和悬挂钢丝绳的挑梁，该护栏在平台拆除后进行拆除（也可以不拆除）。
   平台下行降到阻抗孔临时平台上进行分解、拆除；拆除吊脚手架，拆除模板、围圈、挑梁；拆除平台铺板、二号辐射梁；对称拆除一号辐射梁，拆除中心鼓圈。
   平台拆除时，因调压井下部的5号施工支洞已经封堵，设备及材料无法通过该洞运出。通过安装在通气洞口的卷扬将设备、材料提升到通气洞运出。
   7  系统的完善与优化
   （1）施工过程中，缓降器及溜管的拆装及中转料仓的提升、固定比较困难，费时较多。后来将该料仓取消，每次拆掉2节溜管，将缓降器下端的软管改为轻型溜筒，提高了混凝土的浇筑速度。
   （2）模体的提升架采用[6.3槽钢焊接，整体刚度不够，在施工过程中有变形的现象；后续工地继续使用该套系统时，准备采用[8.0槽钢进行改进。
   8  结语
   整个系统2005年8月17日开始安装，9月2日结束，9月4日开始进行混凝土浇筑，10月30日浇筑完成。共浇筑混凝土5590m³，其间拆除龙门吊轨道梁停滑10d，日浇筑混凝土121.5m³。滑模及供料系统运行一切正常，施工质量及速度获得了业主及监理的一致好评。
   空间下弦式液压滑模技术最大的优点是：模板采用空间下弦式结构，平台重量较轻，减少了钢材的消耗量，降低了爬升系统的运行难度，保证了工程质量，减少了施工成本投入；全部节点采用螺栓连接，整体抗变形能力较强；以钢管代替圆钢作支撑杆，提高了模体稳定性，加强了模体抗变形能力。

文章来自：滑模机械网

文章作者：信息一部

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