百米級進水塔門槽二期混凝土滑模施工技術(shù)

張 曾，高 原，趙學勇

(中國水利水電第七工程局有限公司，成都，610213)

1 工程概況

四川大渡河長河壩水電站位于四川省甘孜藏族自治州康定市境內(nèi)，為大渡河干流水電梯級開發(fā)的第十級電站，是以單一發(fā)電為主的大型水庫電站。電站采用水庫大壩、首部式地下引水發(fā)電系統(tǒng)開發(fā)，總裝機容量2600MW，最大壩高為240m[1-2]。

電站泄洪放空系統(tǒng)由3條泄洪洞、放空洞和中期導流洞組成。其中，放空洞進水口為深水岸塔式結(jié)構(gòu)，塔體尺寸49.0m×22.0m×114.0m(長×寬×高)，為百米級超高建筑物。塔體內(nèi)設檢修閘門、事故閘門、工作閘門等金屬結(jié)構(gòu)，其中，檢修門槽底坎高程為1589.5m、頂部高程為1691m、高度達101.5m，上下游寬度為3.7m、左右寬度為11.40m；事故門槽底坎高程為1589.30m、頂部高程為1691.00m、高度達101.7m，上下游寬度為4.4m、左右寬度為11.40m。門槽二期混凝土均為C35W6F100。

2 百米級進水塔門槽二期混凝土施工特點及施工方案對比

2.1 百米級進水塔門槽二期混凝土施工特點

根據(jù)放空洞進水塔及門槽結(jié)構(gòu)設計，其檢修及事故門槽高度均達百米。同時，門槽金屬結(jié)構(gòu)埋件較多、結(jié)構(gòu)尺寸較小、二期混凝土施工作業(yè)空間狹?。婚T槽埋件及二期混凝土模板安裝、澆筑困難、施工干擾大；二期混凝土施工難度大、安全隱患極為突出。放空洞為整個電站樞紐的主要建筑物，能否快速完建，對整個樞紐工程的如期蓄水、發(fā)電等有著至關重要的影響，根據(jù)施工進度工期分析，放空洞進水塔處于整個工程關鍵線路上，其門槽二期混凝土工期壓力及施工強度較大。

2.2 門槽二期混凝土施工方案對比

2.2.1 常規(guī)小模板+排架施工方式

根據(jù)放空洞進水塔及門槽結(jié)構(gòu)設計，其門槽二期混凝土可采用常規(guī)小模板+排架施工方式，此施工方式有如下特點：

(1)施工排架需從流道底板搭設至門槽頂部、搭設及拆除高度達百米，且因門槽結(jié)構(gòu)尺寸狹小、排架搭設困難，安全風險高；

(2)施工排架及模板安拆工程量大、人力資源投入大，輔助性材料消耗大，施工成本高；

(3)門槽二期混凝土分層澆筑，排架及模板工程量大，施工強度及進度無法滿足要求；

(4)小模板施工混凝土外觀質(zhì)量相對較差，后續(xù)混凝土缺陷處理量大、成本高。

2.2.2 滑模施工方式

根據(jù)放空洞進水塔及門槽結(jié)構(gòu)設計，其門槽二期混凝土采用滑模施工方式有如下特點：

(1)滑模加工制作及安拆快捷，滑模施工操作簡單，施工安全風險??；

(2)滑模機械化施工程度較高，人力資源投入少，施工過程無需施工排架、模板投入量少、輔助性材料消耗少，施工成本低；

(3)滑模施工可連續(xù)進行混凝土澆筑施工，日平均滑升高度達6.0m，施工強度及進度滿足要求；

(4)滑模施工混凝土表面平整度高、質(zhì)量好，混凝土缺陷量小、成本低。

2.2.3 綜合對比分析

根據(jù)上述兩套方案對比分析，由于門槽特定結(jié)構(gòu)設計、百米級高度，從門槽二期混凝土施工安全風險、進度、質(zhì)量要求及施工成本方面綜合對比分析，滑模施工操作簡單、安全、施工進度滿足要求、資源投入少、混凝土質(zhì)量易控制、施工成本低，具有較大優(yōu)勢。

3 百米級進水塔門槽二期混凝土滑模施工技術(shù)

3.1 門槽二期混凝土滑模設計

根據(jù)放空洞進口門槽結(jié)構(gòu)尺寸，其門槽二期混凝土滑模體設計為裝配式，主要由鋼模板、桁架梁、提升架、工作及輔助盤、液壓系統(tǒng)、支撐桿等組成[3-5]。由于門槽二期混凝土質(zhì)量標準要求高，二期混凝土澆筑前門軌已全部安裝到位，利用已安裝好的門軌作為滑模體的運行軌道，支撐桿埋入二期混凝土內(nèi)僅作為提升滑體，固定千斤頂?shù)奶嵘茉O置在滑模體上[6]。滑模結(jié)構(gòu)布置詳見圖1。

圖1 放空洞門槽二期混凝土滑模平面布置

(1)門槽二期混凝土每延米量較小，根據(jù)門槽結(jié)構(gòu)尺寸及滑模滑升速度，滑模模板選用高1.5m、厚5mm定型鋼模板，模體框架采用桁架梁形式，用于保證滑模體的剛度和強度，同時，為利于二期混凝土面與一期混凝土面順接，在鋼模板邊與一期混凝土面間設置一層橡膠軟性模板面，定型鋼模板利用螺栓固定于滑模體的主要框架上。

(2)桁架梁為滑模主要承重件，根據(jù)滑模體最大荷載，經(jīng)驗算，選用L80×8單榀桁架梁為整體框架結(jié)構(gòu)，主桿采用L75×7等邊角鋼，次桿采用L63×6等邊角鋼，斜拉桿采用L50×5等邊角鋼[3]。

(3)提升架主要是將提升力傳遞給滑模體，根據(jù)塔體及門槽結(jié)構(gòu)，提升架設置在門槽頂部1691m平臺。為保證其剛度及穩(wěn)定性，采用I25工字鋼梁作為提升架以固定千斤頂，通過吊桿將提升動力傳遞給滑模體[3]。

(4)工作盤是施工人員進行混凝土入倉、振搗作業(yè)及堆放輔助材料的平臺，為確保安全、減輕重量、方便施工，滑模體框架桁架梁頂部鋪設5cm后木板作為工作盤，工作盤臨邊部位設置防護欄桿。鋪助盤是滑?；筮M行混凝土養(yǎng)護、缺陷處理的平臺，在工作盤下部3.5m框架桁架梁鋪設木板形成。

(5)液壓操作系統(tǒng)選用YKT-36型滑模專用液壓控制臺，滑模選用4臺穿芯式HG-10滑模專用液壓千斤頂[3，6]。

(6)支撐桿俗稱“爬桿”，門槽二期混凝土滑模支撐桿采用埋入式，選用φ50×3.5無縫鋼管，上端穿過千斤頂，下端固定于滑模體上，承受整個滑模荷載。

3.2 百米級門槽二期混凝土滑模施工

3.2.1 滑模系統(tǒng)安裝

滑模桁架梁、模板等均在加工廠內(nèi)根據(jù)設計圖制作、焊接安裝完成，進行試組裝，千斤頂爬升3至5個行程以全面檢查、調(diào)試液壓系統(tǒng)等滑模各構(gòu)件，待調(diào)試無誤后進行滑模安裝。

滑模組裝調(diào)試主要有液壓系統(tǒng)調(diào)試和爬升調(diào)試。其中，液壓系統(tǒng)調(diào)試包括千斤頂、高壓油管、分支、控制臺等各部分的耐壓測試。千斤頂油管6臺(根)為一組，加壓力15MPa，5min不滲油，其行程調(diào)至3cm正負誤差小于1mm。爬升調(diào)試是指滑模體組裝完畢后，千斤頂內(nèi)穿入測試爬桿，控制臺加壓6MPa，提升3至5個行程，整個結(jié)構(gòu)不出現(xiàn)傾斜、變形、開焊等情況[3-5]。

滑模加工制作、調(diào)試完成后，根據(jù)放空洞塔體及門槽結(jié)構(gòu)設計，在現(xiàn)場采用25t汽車吊及1691m平臺布設提升架安裝10t卷揚機按安裝作業(yè)指導書、組裝順序進行吊裝。

3.2.2 滑模施工安全防護

放空洞進口塔體門槽頂部為敞開式孔口，為確?？卓谙虏块T槽二期混凝土滑模澆筑施工安全，在門槽頂部1691m平臺孔口處采用蓋板進行封閉(僅預留人行通道)。蓋板采用φ32鋼筋焊接、制作40cm×40cm鋼筋網(wǎng)片，鋼筋網(wǎng)片上部安裝2mm鋼板封閉。

3.2.3 門槽二期混凝土入倉

根據(jù)放空洞進水塔及門槽結(jié)構(gòu)設計，門槽二期混凝土采用溜筒下料方式直接入倉。在放空洞進口塔頂1697m平臺設置混凝土受料點，采用溜槽送料至門槽頂部1691m孔口φ159溜筒，檢修及事故門槽左右兩側(cè)倉號各設置一套溜筒系統(tǒng)，混凝土由溜筒至下部門槽二期混凝土倉內(nèi)?；炷亮锿膊捎?0t卷揚機吊裝、φ20鋼絲繩固定，為避免混凝土分離，溜筒末端設置緩沖器，并經(jīng)溜槽后入倉，門槽兩側(cè)均勻進行混凝土下料澆筑。

3.2.4 百米級門槽二期混凝土滑模運行

滑模施工按程序規(guī)范運行，遵循少提、勤提的原則，滑升間隔時間不大于15min，每次下料厚度30cm。

混凝土初次澆筑和滑模初滑：澆筑5cm厚同標號砂漿，分層澆筑兩層30cm混凝土，混凝土初凝后，滑模提升1個行程，檢查脫?；炷翉姸惹闆r，滿足標準再提升2個行程，分兩次澆筑60cm混凝土，提升3個行程，再澆筑30cm，混凝土與模板上口平齊，若無異常情況，滑?？蛇M入正常澆筑[3，5]?；Ｕ；\行要求連續(xù)作業(yè)，專人觀察分析混凝土強度、控制滑模滑升時間及速度，確保脫?；炷翢o流淌、拉裂、變形等現(xiàn)象，強度控制在0.1MPa，手按有硬的感覺，并能留下1mm左右深度的壓痕[3-5]。

4 結(jié)語

本文針對長河壩水電站放空洞進口百米級門槽二期混凝土施工，采用滑模施工技術(shù)解決了百米級門槽二期混凝土澆筑困難、安全風險高、工期緊等諸多問題，達到了百米級門槽二期混凝土安全、快速施工，在施工安全、質(zhì)量、進度及成本等方面均取得了極大成效，取得了良好的社會經(jīng)濟效益，總結(jié)了滑模在超高等特殊條件下的施工經(jīng)驗，為后續(xù)國內(nèi)水電工程建設提供借鑒。