淺談觀音巖電站尾水閘門槽二期混凝土滑模施工

劉吉慶

(中國水利水電第七工程局有限公司，成都，611000)

淺談觀音巖電站尾水閘門槽二期混凝土滑模施工

劉吉慶

(中國水利水電第七工程局有限公司，成都，611000)

觀音巖電站廠房尾水檢修閘門門槽二期混凝土為組合鋼模板施工，由于尾水門槽二期混凝土結(jié)構(gòu)上下體型一致、高差大、工期緊、質(zhì)量要求高，采取滑模施工可滿足施工要求。該工程通過對提升系統(tǒng)、面板和支撐結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，形成尾水門槽二期混凝土回填滑模施工技術(shù)方案，保證了尾水閘門按期下閘。

觀音巖電站 尾水閘門門槽 二期混凝土 滑模施工

1 工程概況

觀音巖水電站1#～3#機廠房尾水檢修閘門門槽二期混凝土底坎高程985.52m，門槽頂部高程1041.50m，總高度55.98m。單孔門槽左右寬度13.38m，上下游寬度2.90m。單扇門槽二期混凝土工程量約165m3，二期混凝土標號為C2830W6F100。

廠房尾水檢修門槽二期混凝土回填按常規(guī)模板的混凝土施工方案施工，大部分屬高空作業(yè)，具有作業(yè)空間狹小、模板安裝繁瑣、混凝土入倉和振搗困難、施工難度大、周期長和輔助耗材多等特點。根據(jù)廠房尾水門槽結(jié)構(gòu)尺寸特點，尾水門槽二期混凝土回填對門楣高程以下采用常規(guī)方式澆筑，門楣高程以上采用滑模的施工方式，可較好地解決上述問題，以確保觀音巖廠房尾水檢修閘門的施工進度要求。

2 滑模模體設(shè)計

滑模裝置由模板、提升系統(tǒng)、滑模盤、液壓系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)組成。

2.1 模板

滑模模板由面板、提升架及面板支承架三部分組成。模體呈左右對稱制作，通過鋼桁架連接為整體。

2.1.1 面板。采用δ=5mm、高1.5m的鋼板制作而成，用10#槽鋼和∠50mm×5mm角鋼作為背肋，面部依據(jù)各澆筑面的澆筑體型制作若干塊，面板上沿10cm處做150°彎曲處理，以便適應(yīng)滑模體在滑升中不受一期混凝土表面不平整的影響。

2.1.2 提升架，采用20#槽鋼組合焊接，在提升架上安裝與流道中心線相垂直的面板。面板支承架采用∠50mm×5mm角鋼與10#槽鋼組合焊接，在面板支承架上安裝與流道中心線相平行的面板，面板支承架與提升架之間采用連接桿件連接，兩者之間可相對移動，利用高強螺栓配合彈簧進行緊固和調(diào)節(jié)間距。

2.1.3 面板支撐架。為保障二期混凝土與門槽預(yù)埋的主軌、導(dǎo)軌及一期混凝土緊密結(jié)合，槽滑模模板采用“自適應(yīng)彈性”面板。在面板與二期混凝土接觸部位設(shè)計絲杠調(diào)節(jié)機構(gòu)，以便于調(diào)節(jié)模板位置及間距，保證二期混凝土體型和外觀質(zhì)量，同時保證模體在安裝時具有足夠的安裝間隙。在模板邊緣與一期混凝土面垂直相交部位，設(shè)計壓縮彈簧自適應(yīng)機構(gòu)(澆筑時鎖緊、滑升時彈松)，利用彈簧的壓緊力以確保面板與一期混凝土接縫緊密，不產(chǎn)生漏漿，同時利用彈簧受載荷后變形的特點來保證模體在滑升過程中不會產(chǎn)生卡滯現(xiàn)象。并且由于門槽頂板混凝土已經(jīng)施工完成，為便于支撐架吊入門槽，加工為支鉸式?；Ｆ矫娌贾萌鐖D1所示，自適應(yīng)連接桿件如圖2所示。

模體吊裝時布置圖

模體安裝后布置圖

圖2 自適應(yīng)連接桿件示意

2.2 滑模盤

滑模盤分為操作盤和輔助盤。

2.2.1 操作盤為施工的操作平臺，承受工作、物料等荷載。操作盤框架采用復(fù)式桁架梁結(jié)構(gòu)上鋪馬道板，操作盤選用10#槽鋼(雙槽鋼)、∠60mm×6mm角鋼加工制作的1.0m×1.0m復(fù)式桁架梁，桁架梁按一孔門槽凈寬布置。

2.2.2 輔助盤為養(yǎng)護、修面、預(yù)埋處理的工作平臺，采用鋼木結(jié)構(gòu)懸吊布置。在桁架梁下部布置寬800mm平臺，上鋪馬道板，用φ20mm圓鋼懸掛在桁架梁上。滑模盤及輔助盤上均設(shè)鋼筋護欄和安全網(wǎng)。

2.3 提升系統(tǒng)

千斤頂?shù)怪锰崂趸郎┕ば问剑捎?5t鋼絞線用于連接和提升模體、滑模盤及施工荷載。其下端固定在模體桁架梁上，在頂部平臺上設(shè)置鋼架平臺，布置千斤頂和液壓系統(tǒng)，牽引鋼絞線帶動模體向上滑升，鋼絞線一次性接全長，模體提升后人工對其出露的鋼絞線進行打圈盤繞。

由于門槽回填施工作業(yè)面狹小，因此在門槽回填施工時采用“千斤頂?shù)怪锰崂钡牡趸绞绞┕すに嚕磳⒁簤合到y(tǒng)布置于閘墩頂部(尾水平臺的高程1041.7m)，同時在尾水平臺(門槽孔口上方)安裝鋼架平臺，將千斤頂布置于鋼架平臺上。尾水門槽滑模設(shè)計時通過利用柔性材料“鋼絞線”作為“爬繩”，懸吊滑模模體向上提升進行滑模施工，鋼絞線“爬繩”為外露并可以重復(fù)利用?；Ａ⒚娌贾萌鐖D3所示，千斤頂與鋼絞線安裝如圖4所示。

圖3 滑模立面布置

圖4 千斤頂與鋼絞線安裝

2.4 液壓系統(tǒng)

選用QYC250前卡式液壓千斤頂，設(shè)計承載能力為250kN，計算承載能力為150kN，單次張拉最大行程為200mm，液壓控制臺為小型液壓站，并通過高壓油管同千斤頂相連，形成液壓系統(tǒng)。

2.5 輔助系統(tǒng)

輔助系統(tǒng)包括灑水養(yǎng)護、中心測量、水平測量等。灑水管采用φ25mmPVC管，固定在輔助盤上，沿混凝土壁布置，鉆小孔自動進行灑水養(yǎng)護。

3 滑模提拉系統(tǒng)受力計算

3.1 滑模荷載計算

3.1.1 滑模結(jié)構(gòu)自重。鋼結(jié)構(gòu)35kN，鋼絞線1.5kN，滑模結(jié)構(gòu)自重G1=36.5kN。

3.1.2 施工荷載。工作人員6人×0.75kN/人=4.5kN；一般工具5kN；插入式振搗器1kN，考慮2倍的動力系數(shù)及1.3倍的不均勻系數(shù)。施工荷載為：G2=(4.50+5.00+1.00)×2×1.3=27.3kN

3.1.3 滑升摩擦阻力。單位面積上的滑升摩擦阻力按照模體面積計算，同時考慮偏斜等，附加系數(shù)取1.5。整圈模板上的滑升摩擦阻力(按2kN/m2計算)為：G3=S×2kN×1.5=10.8×2kN×1.5=32.4kN

3.1.4 豎向荷載總重。G=G1+G2+G3=36.5+27.3+32.4=96.2kN

3.2 鋼絞線爬繩計算

采用25t鋼絞線用于提拉模體的模板、滑模盤及施工荷載，其下端固定在桁架梁上，在頂部平臺上設(shè)置鋼架平臺，布置千斤頂和液壓系統(tǒng)，牽引鋼絞線帶動模體向上滑升。25t鋼絞線抗拉強度應(yīng)滿足設(shè)計要求。

根據(jù)滑模結(jié)構(gòu)具體情況取千斤頂2臺，鋼絞線2根，對稱布置可滿足強度和結(jié)構(gòu)要求。

4 滑模及混凝土施工

4.1 施工準備

滑模施工前必須做好各項準備工作，其中包括滑模組裝調(diào)試；鋼絞線、千斤頂安裝，液壓系統(tǒng)準備；閘門槽沖洗；下料懸吊系統(tǒng)形成，為滑模驗收開盤做好準備。

4.1.1 門槽一期混凝土面鑿毛、沖洗

在門槽軌道安裝前，利用施工腳手架按規(guī)范要求對門槽一期混凝土面進行鑿毛處理。在澆筑前自上而下用清水對鑿毛合格的混凝土面進行沖洗，同時清除軌道埋入混凝土部分及軌道調(diào)整螺栓上的殘留油污，以保證軌道埋件與混凝土及新老混凝土面具有良好的結(jié)合。

4.1.2 滑模制作組裝

滑模按設(shè)計圖紙制作完成后，在場地檢測各部位組裝尺寸。在滑模模體各項尺寸檢測合格后，采取門機整體吊裝下放至工作面，然后人工組裝部分面板，再對模體進行細部檢測，以便調(diào)整模體在吊裝過程中有可能出現(xiàn)的輕微變形。同時，對面板和提升桁架進行加固焊接。

4.1.3 上口鋼架平臺及懸吊系統(tǒng)布置

利用門機將上口鋼架平臺整體吊裝到位，將各吊點中心調(diào)整到設(shè)計位置后，固定在尾水平臺門槽孔洞正上方。在孔口頂部利用槽鋼搭設(shè)形成臨時平臺，上鋪馬道板，利用該臨時平臺進行鋼絞線安裝，形成提升和懸吊系統(tǒng)。

4.1.4千斤頂進行試驗編組、安裝

在鋼架平臺上安裝、固定千斤頂，穿鋼絞線，安裝液壓系統(tǒng)。千斤頂要求耐壓:加壓12MPa，5min不滲不漏；空載爬升:調(diào)整行程200mm；負荷爬升:記錄加荷50kN鋼絞線行程大小。千斤頂，按一般要求需備用一部分，且需經(jīng)常檢修，還需備用如簧、上卡頭、排油彈簧、鋼珠、密封圈、卡環(huán)、下卡頭等。

4.2 滑模施工

門槽二期混凝土滑模施工的特點是混凝土澆筑、滑?；叫凶鳂I(yè)，各工序連續(xù)進行互相適應(yīng)。

4.2.1 混凝土澆筑

滑模施工按以下順序進行：下料→平倉振搗→混凝土待強→滑升→下料?；；髮ΨQ均勻下料，按分層30cm一層進行，采用插入式軟軸振搗器振搗，經(jīng)常變換振搗方向。為避免直接振動軌道及模板，振搗器插入深度不得超過下層混凝土內(nèi)50mm，模板滑升時停止振搗。滑模正?；鶕?jù)施工現(xiàn)場混凝土初凝、混凝土供料、施工配合等具體情況，確定合理的滑升速度，分層澆筑間隔時間不超過允許間隔時間。正?；看伍g隔為1.2h～1.5h，控制滑升高度30cm，日滑升高度控制在7.0m左右。

混凝土初次澆筑和模板初次滑升嚴格按以下步驟進行：第一次澆筑50mm砂漿，接著按分層300mm澆筑兩層，厚度達到650mm時，開始滑升30mm～60mm，檢查脫模的混凝土凝固是否合適，第四層澆筑后滑升150mm，繼續(xù)澆筑第五層，滑升150mm～200mm，第六層澆筑后滑升200mm，若無異常情況，便可進行正常澆筑和滑升。模板初次滑升要緩慢進行，并在此過程中對提升系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)、盤面及模板變形情況進行全面檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，待一切正常后方可進行正常澆筑和滑升。

4.2.2 模板滑升

施工進入正常澆筑和滑升時，盡量保持連續(xù)施工，并設(shè)專人觀察和分析混凝土表面情況，根據(jù)現(xiàn)場條件確定合理的滑升速度和分層澆筑厚度。依據(jù)下列情況進行鑒別：滑升過程中能聽到“沙沙”的聲音；出模的混凝土無流淌和拉裂現(xiàn)象，手按有硬的感覺，并留有1mm左右的指?。荒苡媚ㄗ幽ㄆ??；^程中設(shè)專人檢查千斤頂，觀察鋼絞線受力狀態(tài)，檢查滑模中心線及操作盤的水平度。

4.2.3 表面修整及養(yǎng)護

在滑?；揭欢ǜ叨葧r(約1600mm)，在滑模體下部安裝修整平臺，同時安裝帶護欄的直爬梯，施工人員可沿爬梯上下。門槽二期混凝土施工采取軟脫模施工，當混凝土脫模后，用抹子在混凝土表面作原漿壓平或修補(如表面平整亦可不做修整)。為使已澆筑的混凝土具有適宜的硬化條件，減少裂縫，在輔助盤上設(shè)灑水管對混凝土進行養(yǎng)護。

4.2.4 ?；胧┘笆┕たp處理

滑模施工要連續(xù)進行，意外停滑時采取“?；胧保炷镣Ｖ?jié)仓?，每?.5h～1h，滑升1～2個行程，直到混凝土與模板不再粘結(jié)(一般4h左右)。由于施工造成施工縫，根據(jù)水電施工規(guī)范，預(yù)先作施工縫處理，然后在復(fù)工前將混凝土表面殘渣除掉，用水沖凈，先澆一層減半的骨料混凝土或水泥砂漿，然后再澆筑原配混凝土。

4.3 滑模安拆

滑模模體安裝采用門機整體吊起滑模體及支承桁架，緩慢下放至施工部位，再人工安裝部分面板，將各部位面板間距調(diào)整到設(shè)計位置后，將面板與滑模體加固焊接。在滑模模體安裝調(diào)整合格后，用門機將兩側(cè)的鋼架平臺安裝到位，經(jīng)調(diào)整合格后與門槽預(yù)埋插筋焊接牢固。然后在千斤頂中穿入鋼絞線，準備滑升施工。

滑模滑升至指定位置時，將滑模滑空，滑模模體滑升完畢整體脫模后，在模體兩端安裝鎖定梁，將模體擔在門槽孔口，然后拆除兩側(cè)的鋼架平臺，用門機吊至下一工作面待用，再用施工門機將滑模模體吊出安裝于下一工作面。

5 結(jié)語

液壓滑模施工是一種高效的水電工程混凝土施工方法，具有較大的施工優(yōu)勢。施工中，由于受天氣、混凝土性能等制約，對混凝土的塌落度、初凝時間要求比較高，現(xiàn)場要做好塌落度、初凝時間的試驗，并隨時進行控制、調(diào)整。

觀音巖電站滑模施工中具有以下施工特點：

(1)施工質(zhì)量可靠?；Ｊ┕ぞ哂羞B續(xù)性、可調(diào)整性，防止出現(xiàn)體形的較大偏差或跑模，施工表面平整；

(2)滑模施工速度快。門槽二期回填混凝土實際日平均上升速度約為7.7m；

(3)施工成本低。施工操作簡單、人員投入少，滑模模體結(jié)構(gòu)重量輕，相比常規(guī)施工方法，周轉(zhuǎn)材料投入少、消耗少；

(4)安全性好?；Ｄｓw結(jié)構(gòu)有固定、封閉的操作平臺，可以有效防范施工人員墜落及墜物等安全事故。

劉吉慶(1987.1-)，男，助理工程師，施工部主任。

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2095-1809(2016)03-0005-04