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    白鶴灘水電站豎井滑?;炷潦┕y(cè)量控制研究

    2019-10-29 06:34:46陳雪萬(wàn)
    中國(guó)水利 2019年18期
    關(guān)鍵詞:限位器重錘模體

    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。

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