白鶴灘水電站豎井滑?；炷潦┕y(cè)量控制研究

陳雪萬(wàn)，王 強(qiáng)

（長(zhǎng)江三峽技術(shù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有限公司，615421，寧南）

白鶴灘水電站工程左岸布設(shè)2條出線豎井，每條豎井分上、下2段（見(jiàn)圖1），上下段通過(guò)出線平洞連接，上段深127.0m，下段深 286.1m，豎井全長(zhǎng)采用鋼筋混凝土襯砌，其中井身筒壁襯砌厚度為75cm，井內(nèi)隔墻襯砌厚度為40cm，豎井內(nèi)徑為11.3m。井內(nèi)結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖2）包括GIL井、電纜井、電梯井、電梯前室、樓梯間、加壓送風(fēng)井和排風(fēng)井。豎井標(biāo)準(zhǔn)層層高11.5m，電纜井、樓梯間每5.75m設(shè)一層門，GIL井、電梯井每11.5m設(shè)一層門。

一、滑模施工常見(jiàn)問(wèn)題及影響分析

1.模體變形

通常豎井滑模的模體為組裝整體結(jié)構(gòu)，各井孔模體均為整體模板，再通過(guò)鋼桁架等結(jié)構(gòu)將各井孔模體組合為一個(gè)整體。模體在井外和井下組裝時(shí)，均需要對(duì)各井孔結(jié)構(gòu)尺寸及各井孔間的相對(duì)位置關(guān)系進(jìn)行測(cè)量檢查；另外各井孔模體支撐系統(tǒng)及各井孔間的連接系統(tǒng)強(qiáng)度都經(jīng)過(guò)受力分析計(jì)算，能抵抗自身結(jié)構(gòu)變形和混凝土側(cè)壓力變形?；Ｔ谑┕み^(guò)程中，模體變形非常小，對(duì)井孔結(jié)構(gòu)尺寸變形和豎井結(jié)構(gòu)的影響可忽略不計(jì)。

2.模體旋轉(zhuǎn)

如圖2所示，豎井結(jié)構(gòu)為圓形，滑模在提升過(guò)程中，很容易出現(xiàn)模體旋轉(zhuǎn)。模體旋轉(zhuǎn)將導(dǎo)致所有井孔都出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)，直接影響到井身混凝土的垂直度和各井孔不同高程位置的結(jié)構(gòu)尺寸，其中影響最大的井孔為電梯井、樓梯間和GIL井。因此，模體旋轉(zhuǎn)對(duì)豎井結(jié)構(gòu)影響非常大，是測(cè)量控制的核心內(nèi)容之一。

3.模體偏斜

滑模在提升過(guò)程中，也容易出現(xiàn)模體偏斜，主要包括兩種情況：一是模體傾斜，二是模體在局部高程位置出現(xiàn)整體偏移。

4.高程偏差

由于井內(nèi)電纜井、樓梯間、GIL井和電梯井均有層高要求，且每層的門洞均在混凝土澆筑過(guò)程中預(yù)留。高程偏差直接影響到每層門洞預(yù)留的高程位置和預(yù)埋件高程位置，同時(shí)也影響到電梯運(yùn)行和樓梯的制作。

二、測(cè)量控制要點(diǎn)及方法

1.測(cè)量控制核心要點(diǎn)

圖2 豎井結(jié)構(gòu)圖

圖1 豎井布置圖

通過(guò)上述分析可知，豎井滑?；炷潦┕y(cè)量控制的核心要點(diǎn)主要包括：模體旋轉(zhuǎn)、模體偏斜和高程偏差，最關(guān)鍵的是控制井身混凝土的垂直度。

2.測(cè)量控制程序

（1）技術(shù)準(zhǔn)備

在滑模混凝土施工前，應(yīng)編制專項(xiàng)測(cè)量技術(shù)方案，根據(jù)豎井的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、施工方法、測(cè)量精度要求等研究分析測(cè)量控制標(biāo)準(zhǔn)、測(cè)量控制方法、控制測(cè)量、人員及儀器設(shè)備配置、施工前及施工過(guò)程中的測(cè)量?jī)?nèi)容、溝通協(xié)調(diào)及信息反饋機(jī)制、質(zhì)量及安全保證措施。測(cè)量技術(shù)方案應(yīng)通過(guò)參建各方充分討論同意后實(shí)施。

（2）控制測(cè)量

控制測(cè)量主要包括平面和高程控制兩個(gè)方面。豎井頂部和底部均有其他建筑物，平面和高程控制均需要和施工區(qū)控制網(wǎng)聯(lián)測(cè)，確保測(cè)量基準(zhǔn)的統(tǒng)一。另外，由于豎井混凝土施工時(shí)，底部結(jié)構(gòu)采用常規(guī)模板進(jìn)行澆筑，在具備井下滑模組裝和施工條件時(shí)啟動(dòng)滑模施工，因此需要進(jìn)行井上和井下控制點(diǎn)聯(lián)測(cè)。平面控制點(diǎn)聯(lián)測(cè)可采用電子激光準(zhǔn)直儀投點(diǎn)法和鉛垂線投點(diǎn)法相互校核，高程控制點(diǎn)聯(lián)測(cè)可采用測(cè)繩進(jìn)行高程傳遞。

控制點(diǎn)聯(lián)測(cè)是豎井控制測(cè)量中較為重要的一項(xiàng)內(nèi)容，尤其是平面控制點(diǎn)的聯(lián)測(cè)，直接關(guān)系到常規(guī)模板和滑模澆筑兩部分混凝土之間的體形偏差。高程控制點(diǎn)聯(lián)測(cè)的重要程度次之，通常以豎井底部高程為基準(zhǔn)。

（3）測(cè)量基點(diǎn)布置

測(cè)量基點(diǎn)是滑模施工過(guò)程測(cè)量控制的基準(zhǔn)點(diǎn)，也是模體提升前基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集的參考基準(zhǔn)，測(cè)量基點(diǎn)必須確保穩(wěn)定、不受滑模施工干擾。測(cè)量基點(diǎn)的布置需要根據(jù)測(cè)量控制方法確定，包括基點(diǎn)布置的位置、數(shù)量、形式等。本文介紹的方法需要分別在井口、井底和模體上布置基點(diǎn)。

（4）井壁高程點(diǎn)放樣和加密控制點(diǎn)埋設(shè)

高程點(diǎn)放樣主要用作滑模施工過(guò)程中豎井各層結(jié)構(gòu)預(yù)留門洞和預(yù)埋件施工的參考基準(zhǔn)，通常采用測(cè)繩進(jìn)行高程傳遞，每隔5m在井壁埋設(shè)一個(gè)高程點(diǎn)，并做好標(biāo)識(shí)。加密控制點(diǎn)主要用作滑模提升過(guò)程中井下全站儀測(cè)量的控制點(diǎn)，每隔10 m高程埋設(shè)一層加密控制點(diǎn)，每層加密控制點(diǎn)埋設(shè)3個(gè)為宜。

（5）井下模體測(cè)量驗(yàn)收

模體在井下完成組裝后，需用全站儀進(jìn)行井下模體測(cè)量驗(yàn)收，測(cè)量?jī)?nèi)容包括各井孔模板的絕對(duì)位置、結(jié)構(gòu)尺寸偏差、模體的垂直度和水平度。

（6）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集主要包括測(cè)量基點(diǎn)的平面坐標(biāo)、模體限位器偏差值、井底重垂線投點(diǎn)位置。測(cè)量基點(diǎn)的平面坐標(biāo)主要用作滑模施工過(guò)程中測(cè)量基點(diǎn)復(fù)測(cè)及恢復(fù)的參考值；模體限位器偏差值主要用作滑模提升過(guò)程中模體旋轉(zhuǎn)和偏斜測(cè)量的參考值，是滑模測(cè)量控制最核心的測(cè)量指標(biāo)；井底重垂線投點(diǎn)位置主要用作滑模提升過(guò)程中模體旋轉(zhuǎn)和偏斜測(cè)量的校核指標(biāo)。

（7）施工過(guò)程測(cè)量

滑模啟動(dòng)施工后，應(yīng)定期進(jìn)行井下測(cè)量，測(cè)量?jī)?nèi)容包括限位器偏差、模體水平度和混凝土體形。

3.測(cè)量控制方法

白鶴灘水電站左岸出線豎井具有直徑大、深度深、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、混凝土垂直度要求高等特點(diǎn)。根據(jù)豎井結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，綜合以往類似工程的測(cè)量控制效果和常規(guī)測(cè)量控制方法的適用性，經(jīng)過(guò)充分的分析研究和實(shí)踐驗(yàn)證，豎井采用 “井口重錘線+井下模體限位器+井下全站儀+井下電子激光掃平儀+井底重錘線”的測(cè)量控制方法，該方法具有能實(shí)時(shí)測(cè)量、動(dòng)態(tài)監(jiān)控、測(cè)量簡(jiǎn)便、反映直觀、便于模體調(diào)校等優(yōu)點(diǎn)，能直觀和有效反映模體的旋轉(zhuǎn)和偏斜情況。

（1）井口重錘線裝置制作及安裝

井口重錘線裝置包括重錘線支架、重錘線絞盤、重錘線和重錘線配重4部分。

井口重錘線即井下模體旋轉(zhuǎn)和偏斜測(cè)量的基點(diǎn)，重錘線裝置安裝在井口的井圈混凝土上，安裝的具體位置及數(shù)量應(yīng)根據(jù)豎井結(jié)構(gòu)要求和豎井直徑大小確定，同時(shí)應(yīng)結(jié)合豎井人行通道、混凝土下料通道、井口施工平臺(tái)布置等綜合考慮，布置位置與井下模體限位器位置保持一致，不應(yīng)與施工布置干擾，且不應(yīng)受施工過(guò)程材料運(yùn)輸干擾。

重錘線支架應(yīng)確保有足夠的剛度和強(qiáng)度，應(yīng)能承受至少在50 kg配重的基礎(chǔ)上不發(fā)生彈性變形，通常采用槽鋼制作，支架長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)井筒混凝土襯砌厚度、井下模體限位器的布置位置和井圈固定長(zhǎng)度確定。

重錘線的選用應(yīng)考慮配重受力、自身旋轉(zhuǎn)、柔性等因素。通常采用直徑2 mm左右的鋼繩。重錘線須穿過(guò)滑模模體施工平臺(tái)，并穿過(guò)模體限位器限位孔，在限位器下方懸掛配重，配重一般為30 kg左右，配重大小應(yīng)結(jié)合豎井深度調(diào)整。

（2）模體限位器制作及安裝

模體限位器安裝在滑模模體頂部的液壓提升系統(tǒng)上，安裝的具體位置及數(shù)量與井口重錘線保持一致。限位器采用150 mm×150 mm的鋼板，中間部位切割出100 mm×100 mm的正方形限位孔。限位器一邊固定在滑模提升裝置的液壓千斤頂上，應(yīng)保持水平，并調(diào)整使重錘線位于限位孔的中心位置。

（3）模體旋轉(zhuǎn)、偏斜測(cè)量

模體旋轉(zhuǎn)和偏斜測(cè)量是滑模施工過(guò)程中最重要的測(cè)量控制內(nèi)容，通過(guò)測(cè)量井口重錘線在限位器上的變化情況來(lái)反映?；Ｌ嵘?，采用鋼板尺量測(cè)每組重錘線穿過(guò)限位孔的初始位置，分別量測(cè)重錘線到限位孔四邊的距離，作為滑模提升過(guò)程模體旋轉(zhuǎn)和偏斜測(cè)量的初始值?；Ｌ嵘^(guò)程中，定期采用鋼板尺測(cè)量每組重錘線到限位孔四邊的距離，與初始值進(jìn)行比較，用于判斷模體的變化情況。

（4）高程控制

高程控制主要用作每層門洞預(yù)留的高程位置和預(yù)埋件高程位置參考基準(zhǔn)，采用 “電子激光掃平儀+鋼尺”測(cè)量。在滑模施工過(guò)程中，隨模體的提升，通過(guò)在井壁埋設(shè)的高程點(diǎn)上懸掛鋼尺，采用自動(dòng)安平電子激光掃平儀量測(cè)模體所在平面的鋼尺讀數(shù)，計(jì)算出模體平面所處的高程位置，對(duì)照設(shè)計(jì)圖紙確定門洞預(yù)留和預(yù)埋件的高程位置。

（5）模體水平度和混凝土體形測(cè)量

模體提升系統(tǒng)包含數(shù)十個(gè)液壓千斤頂，模體提升時(shí)，按照不同的千斤頂分組提升。在分組提升時(shí)，可能出現(xiàn)不同組的提升高度不同從而導(dǎo)致模體傾斜，因此在模體提升過(guò)程中需測(cè)量模體的水平度。水平度采用自動(dòng)安平電子激光掃平儀測(cè)量。

混凝土體形測(cè)量是豎井滑?；炷潦┕さ臏y(cè)量成果體現(xiàn)?；；炷翝仓?，受井下測(cè)量作業(yè)條件和全站儀測(cè)量條件限制，不具備事后測(cè)量條件，因此，混凝土體形測(cè)量須隨滑模施工過(guò)程同步測(cè)量。滑模施工過(guò)程中，采用全站儀假設(shè)在井下模體桁架上，通過(guò)埋設(shè)在井壁上的加密控制點(diǎn)，采用全站儀后方交會(huì)確定測(cè)站坐標(biāo)，測(cè)量模體頂部各井孔模板位置作為混凝土的體形數(shù)據(jù)。測(cè)量斷面間距應(yīng)控制在3～5 m，斷面間距應(yīng)保持相等，測(cè)量時(shí)機(jī)應(yīng)根據(jù)模體提升速度和高程位置確定。

（6）井底重錘線布置及測(cè)量

井底重錘線布置在模體底部桁架上，布置2組重錘線，分別布置于電梯井和GIL井位置，重錘線穿過(guò)模體下方的抹面平臺(tái)延伸至井底。在豎井底部電梯井和GIL井基礎(chǔ)混凝土頂面對(duì)應(yīng)位置分別預(yù)埋一塊150 mm×150 mm鋼板，并在鋼板上刻畫十字標(biāo)記。當(dāng)滑模提升一定高度（大約3 m）時(shí)，井底具備初始值采集條件，此時(shí)采用鋼板尺量測(cè)重錘線到鋼板十字標(biāo)記的距離，作為初始值。在滑模施工過(guò)程中，隨模體的提升，定期測(cè)量重錘線到鋼板十字標(biāo)記的距離，與初始值進(jìn)行比較，作為判斷模體旋轉(zhuǎn)和偏斜的校核數(shù)據(jù)。測(cè)量頻次不應(yīng)少于1次/d。

圖3 混凝土體形必須測(cè)量的位置示意圖

三、注意事項(xiàng)

①井口重錘線支架固定必須牢固，施工過(guò)程中應(yīng)定期檢查井口重錘線裝置，包括支架、重錘線通過(guò)支架定滑輪的位置、測(cè)量基點(diǎn)坐標(biāo)、重錘線絞盤穩(wěn)定性。重錘線絞盤應(yīng)由測(cè)量專業(yè)人員操作。

②每次進(jìn)行井下模體限位器測(cè)量時(shí)，應(yīng)檢查井口重錘線的自然鉛錘狀態(tài)和配重的懸空狀態(tài)，必須確保重錘線時(shí)刻處于自然鉛錘繃緊狀態(tài)，重點(diǎn)檢查重錘線是否損壞、受施工材料、鋼筋、井壁錨桿等影響。當(dāng)重錘線出現(xiàn)損壞或斷掉的情況時(shí)，必須立即恢復(fù)。

③每次進(jìn)行井下模體限位器測(cè)量時(shí)，應(yīng)在測(cè)量完成后半小時(shí)內(nèi)反饋測(cè)量結(jié)果，判斷模體的旋轉(zhuǎn)和偏斜情況，施工人員應(yīng)根據(jù)測(cè)量結(jié)果動(dòng)態(tài)調(diào)整模體。

④混凝土體形測(cè)量必須隨滑模施工過(guò)程同步測(cè)量。測(cè)量點(diǎn)位應(yīng)盡可能多的反映各井孔結(jié)構(gòu)的特征位置，圖3所示位置為必須測(cè)量的點(diǎn)位，每次測(cè)量完成后應(yīng)在2小時(shí)內(nèi)反饋測(cè)量成果，作為過(guò)程測(cè)量控制的參考數(shù)據(jù)之一。

⑤為提高工作效率和信息反饋的及時(shí)性，應(yīng)建立信息快速反應(yīng)機(jī)制，通?？刹捎肣Q群或微信群，快速通報(bào)測(cè)量信息和模體調(diào)整要求，以便相關(guān)人員及時(shí)掌握施工動(dòng)態(tài)，及時(shí)糾偏。

白鶴灘水電站工程左岸出線豎井#1、#2上段和#1下段均已完成滑?；炷潦┕?，豎井混凝土體形偏差最大30 mm，平均偏差11 mm，滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。