浅谈调压井衬砌中滑模施工技术

2017-12-07罗娣

环球市场 2017年30期

关键词：调压井调压竖井

罗娣

中国葛洲坝集团第二工程有限公司

浅谈调压井衬砌中滑模施工技术

罗娣

中国葛洲坝集团第二工程有限公司

本项目液压滑模施工是根据设计结构要求，为项目施工而专门定制的液压模板系统。通过液压系统对整体模板进行移动，完成井壁模板的快速安装及混凝土的浇筑。通过本技术能有效提高施工效率、缩短工期、节约劳动力、增加工程效益目的。本文结合工程实践简要阐述调压井衬砌滑模施工的方法，并对施工中遇到的问题进行总结。

调压井；衬砌；滑模施工；技术

1.工程概况

本项目调压竖井布置于引水隧洞末端，底部高程2262.3m～2270.8m与引水隧洞纵向连接，顶部高程2367.5m～2372.8m与引调通气洞连通。

竖井全井均为钢筋混凝土衬砌结构，衬砌混凝土施工由井座、井身、穹顶三部分构成，调压竖井井身段设计断面为圆形，衬砌混凝土施工采用液压滑模一次衬砌成型，滑模衬砌施工高度86.5m。其中高程2281m～2332m设计开挖直径14.6m，衬砌后直径12.8m，衬砌混凝土厚80cm，高程EL2332m～EL2367.5m设计开挖直径13.6m，衬砌后直径12.8m，衬砌混凝土厚40cm。

调压井身衬砌C25混凝土2500m³，钢筋制作安装192t，651型橡胶止水安装296m等。

2.施工布置

2.1 风水电通讯布置

2.1.1 施工用风。调压竖井衬砌混凝土浇筑施工阶段，可能会出现局部遗留的个别突出岩块需用风镐剥离处理以及手风钻临时进行插筋钻孔等用风项目，用风量极小，因此在上部引调通气洞内布置1台3.5m3移动式空压机，在井内需要用风时，临时将橡胶风管沿井壁放入井内，即可满足施工用风需求。

2.1.2 施工用水。在竖井上部的引调通气洞洞口布置储水量约6m3的临时储水池1个，储水池利用3mm厚钢板焊接制成，在临近引调通气洞洞口的下拥沟内布置1台5.5KW潜水泵抽水用于浇筑时的岩面、仓面冲洗及成品混凝土养护用水，供水系统每小时供水能力约10m3，满足混凝土施工用水需求。

2.1.3 施工用电。为保证竖井内混凝土施工用电安全，沿井壁铺设三相四线绝缘电缆，在滑模平台上布置满足安全用电需求的配电柜，井内所有用电设备均集中在配电柜中接驳取电。同时，为避免停电对衬砌混凝土施工造成影响，在引调通气洞洞口布置250KW柴油发电机1台，配置双向控制开关柜，若发生停电，立即启用备用电源，以保证井内混凝土施工的连续性。

2.1.4 施工通讯。竖井井内施工垂直落差较大，施工作业面相对狭小，施工过程中需频繁进行材料吊运作业，需布置完善的施工通讯系统以保障作业安全。施工通讯系统以大功率对讲机为主，竖井上部、底部及井内分别配置不少于2台的大功率对讲机，井外设专人值守，负责通讯联络，对讲机型号采用健伍TK-3207，经现场测试可满足通讯要求。

2.2 施工通道布置

(1)材料吊运通道。调压竖井衬砌混凝土设计钢筋制安工程量192t，大量的钢筋以及其他施工辅助材料、小型工机具等均需要通过提升系统吊运入仓，滑模混凝土浇筑具有很强的连续性，且根据滑模运行安全要求，滑模平台上也不允许储备堆放大量的材料，因此混凝土施工井内材料吊运既要充分考虑人员的安全，又要满足仓内材料的使用需求。根据上述施工特点，布置两套垂直提升系统，主提升系统布置在竖井上部引调通气洞内，由1台10t卷扬机、提升钢结构桁架、井口吊运操作平台组成。在竖井底部引水隧洞内另外布置一套辅助提升系统，安装3t卷扬机1台。

(2)人员出入井通道。井内施工人员出入通道以爬梯为主，在竖井前期的开挖施工时，从井内上部井口至井底已贴井壁布置有旋转爬梯，混凝土施工前对爬梯进行检查、修复、加固即可继续使用；自制加工小型吊笼，在风、水、混凝土管路故障检修以及突发情况下，人员也可乘坐自制吊笼，通过垂直提升设施出入井。

2.3 混凝土入仓方案

调压竖井井身段衬砌混凝土由拌合站内布置的HZS90拌合系统供料，3～4台9m3混凝土搅拌运输车运料。在竖井底部引水隧洞内布置1台HBT-60混凝土地泵，至下而上，搭设泵管固定脚手架，顺脚手架垂直铺设泵管泵送混凝土至滑模受料平台的料斗中，根据厂家提供的资料，HBT-60型混凝土地泵混凝土垂直输送最大排量为44m3/h，最大垂直输送高度250m，可以满足竖井滑模衬砌混凝土的浇筑要求。

为防止浇筑过程中出现泵机损坏或供料高度过高后频繁堵管影响连续浇筑施工的情况，计划在竖井上部井口处布置1套BOX真空溜管，BOX溜管沿井壁铺设，利用井内已施工的支护锚杆固定牢固，若底部的地泵供料系统发生故障短期无法修复时，混凝土由搅拌车直接运输至上部井口，经BOX溜管溜放至滑模受料斗中。

3 混凝土施工程序

调压竖井井身衬砌混凝土采用液压滑模一次滑升浇筑到位，采用滑模进行衬砌混凝土浇筑时，整个施工具有很强的连续性，滑模正常滑升浇筑阶段仓内混凝土各道工序的施工顺序为：混凝土下料入仓—平仓振捣—滑模滑升—钢筋绑扎—混凝土下料入仓循环进行。

4 滑模施工工艺及方法

4.1 滑模结构

滑动模板施工装置由滑升模板系统、操作平台系统、液压提升系统等组成详见下图。

本调压竖井井身段滑模结构设计为爬杆埋入顶升式滑模。

4.1.1 滑升模板系统

滑升模板系统包括模板、围圈、主桁架，其作用是根据已知尺寸和结构特点组成成型结构，用于砼成型。

①模板：调压竖井井身衬砌混凝土模板面板采用厚4.0mm钢板，背面采用[8槽钢及8mm厚钢管焊接形成肋板，单块模板高1.2m，圆弧弧长1.7m，共计24块组合拼装形成外圆直径12.8m的圆形大模板。

②围圈：围圈承受的主要荷载为模板的重量、模板滑动时的摩阻力以及混凝土的侧压力。

调压竖井滑模围圈选用[8槽钢直接与面板焊接，围圈之间通过螺栓连接。

③主桁架：主桁架是滑模装置的主要承力构件，滑模施工中的各种水平和竖向荷载均通过模板、围圈传递到主桁架上，再通过主桁架上的液压千斤顶传到钢支撑杆上，最后传递到已凝固的砼结构体上。主桁架是由立柱、横梁、钢托等组成。调压竖井滑模中心圆盘和24片主桁架通过螺栓连接形成整体结构，主桁架和圆盘主要采用双16#槽钢，立柱主要采用双14#槽钢。

4.1.2 操作平台系统

主平台：主平台由槽钢16做肋，与2.5mm花纹钢板焊接而成，直接铺设于主桁架上，通过焊接与主桁架固定。

抹面修复平台：主桁架下部设整体吊架，吊架上铺设下平台，便于施工人员进行墙壁的修饰或修整。

4.1.3 液压提升系统

主要由液压泵站、高压油管、分油器、千斤顶、截止阀等组成。各施工单元液压千斤顶选用YCQ-8(双回路)型；高压油路系统的油管选用主路油管(φ16)、支路油管(φ8)；液压控制柜；支撑杆选用φ48×4的钢管。

4.2 滑模组装和滑升

4.2.1 滑模组装

滑模组装之前，首先进行中心线及相关控制点的测量放线工作，然后进行初始仓位的钢筋绑扎，钢筋绑扎完成，在已浇筑的调压井底座混凝土面搭设组装滑模的脚手架，然后按照下列顺序进行组装：安装模板围圈→安装主桁架→绑扎主桁架以下水平钢筋→安装模板→安装中部操作平台→铺设平台板→安装液压系统(包括千斤顶和液压操作机构及管路)→安装支撑杆(起始仓支撑杆由6根1.5m、6根2m、6根2.5m、6根3m组成，支撑杆埋入深度一致，保证错开接头。)→安装混凝土输送管道。滑模组装完成以后进行空滑试运行，运行可靠后进行混凝土浇筑。

4.2.2 滑模滑升

滑升程序分为初滑升、正常滑升、末滑升三个阶段。

①初滑升：初滑升时首先连续建筑2～3个坯层(高度约80～120cm)，当混凝土达到初凝至终凝之间(即底层混凝土强度达到03～0.35MPa时)即可进行试滑升。试滑升时，将模板提升5cm左右，如混凝土出模后不塌落，又不被模板带起(指压有痕，但不黏手)则可进行初滑升。

②正常滑升：每浇筑一个坯层(分层厚度40cm)混凝土，提升模板一个坯层高度，循环连续操作。提升采用间歇提升制，提升速度＞10cm/h。

正常情况下，提升时间应控制在1h之内。如气温过高或单圈浇筑时间过长，应每隔0.5h左右开动一次液压控制台，提升1～2个行程。

③末滑升及停滑处理：滑升至顶部时，最后一层混凝土应一次浇筑完毕，混凝土必须保持在同一水平面。浇筑完成4h后，每隔0.5h提升模板一次，直到混凝土与模板不再粘结为止。

4.2.3 滑模控制

滑模中心线控制：为保证结构中心不发生偏移，利用井口栈道固定4根垂线进行中心测量控制，同时也保证其他部位的测量要求。

滑模水平控制：一是利用千斤顶的同步器进行水平控制；二是利用水准仪测量，进行水平检查。

4.3 滑模异常情况处理

4.3.1 停滑处理

滑模施工要连续进行，遇停电等特殊原因需暂时停滑时，应采取“停滑措施”，混凝土停止浇筑后，每隔0.5～1h，滑升1～2个行程，直到混凝土与模板不再粘结(一般4个小时左右)。由于施工造成施工缝，根据水电施工规范，预先作施工缝处理，然后在复工前将混凝土表面残渣除掉，用水冲净，先浇筑一层减半的骨料混凝土或水泥砂浆，然后再浇筑原配混凝土。

4.3.2 “卡模”处理

为应对滑升过程中可能出现的卡模故障，滑模滑升时，混凝土高度保持在模板高度的三分之二处。一旦停滑时间过长，立即将模板内为初凝的混凝土清除干净，减少混凝土与模板接触面，同时抓紧时间排除故障。

4.3.3 纠偏处理

如滑升过程中滑模出现倾斜，可采用以下三种方法纠偏：

①操作平台倾斜法：抬高爬升较慢一侧千斤顶，一次抬高量不大于两个行程(约40mm)。

②调整荷载纠偏法：在千斤顶爬升较快的一侧加荷，压低其爬升速度，使平台逐渐恢复水平。

③支撑杆导向纠偏法：当采用以上两种方法仍不能达到目的时，可采用此法纠偏。其方法主要是在千斤顶底座与主桁架横梁相接触部分偏移一侧加楔形钢垫，人为造成千斤顶倾斜；或者切断原支撑杆并插入带钢靴的支撑杆，使钢靴反向偏位，造成反向倾斜。