深大直径液压滑模施工技术研讨.doc

.深大直径液压滑模施工技术研讨作者： 古显奎 （中国水利水电第十工程局有限公司，四川，成都 611730）摘要：介绍了复杂结构深大调压井液压滑模施工的工艺要求，合理的临建布置、优质高效的滑模台车设计、“一模多井”设计理念、砼的快速入仓，严谨科学的施工组织，是保证滑模施工快速成功的关键，值得同类工程的借鉴。关键词： 深大调压井 滑模 设计施工 运用1、工程概况毛尔盖水电站调压竖井采用开敞阻抗式结构，井筒开挖直径为26.3m,深171m,，衬砌后内径为22m，阻抗孔直径为3m，井内设置有一道检修闸门井和三孔圆形通气孔，井筒采用钢筋砼衬砌，井壁砼厚度为2m，由于调压井尺寸巨大，针对毛尔盖调压井井身砼衬砌工期紧，任务重，工序交叉多特点，通过反复研究分析论证，多方案经济比较后，选用了整体全液压滑模施工技术方案。2、工程施工主要技术特点施工速度快、节约成本是滑模施工工艺的显著优点,而优质、高效设计、严密合理的施工组织、充分周全的施工准备、正确无误的施工操作,則是保证滑模施工顺利进行使这一优点得以充分发挥的必要前提。主要展现在以下7个方面的工程施工技术重点、难点：（1）合理的施工临建布置及资源配制能否满足滑模施工工艺要求；（2）液压滑模“一模多井”设计理念。（3）深大调压井施工人员上下交通安全是难题。 （4）优质高效的滑模台车设计，确保滑模台车系统正常运行。（5）大落差（160m）垂直输送砼工艺是关键环节。 （6）井内大吨位钢筋运输及安装方案的选择。(7)严谨科学的施工组织，是保证滑模施工成功的关键。3、主要施工措施与对策3.1施工临建布置本工程定制了一台QTZ630专用塔机，起吊深度达180m，该塔机布置在井口平台右侧，作业半径30m内允许最大起重量2.7t，在调压井施工全过程中该塔机完成了大宗及高强度的运输任务。针对毛尔盖调压竖井井身砼衬砌月浇筑强度高达6000m3以上的特点，充分利用施工现场有限的地形条件，在井口左侧平台，布置一套HZS60砼拌合系统，拌合系统出料口直接接入井内砼直溜系统至浇筑仓面，使砼拌合物运输周转少、运距短，保证了砼的入仓时间和入仓强度。3.2 井内施工安全通道选用毛尔盖调压井开挖期间已成功形成的项目部自行设计制作的“旋转楼梯”上井下井通道。“旋转楼梯”不但提供了人员交通便利，而且起到封闭井壁的安全作用，安全保障极大提高，同时也加快了施工进度，真正体现了“以人为本”的施工理念。3.3 调压井液压滑模系统3.3.1 液压滑模“一模多井”设计理念该竖井滑模模块设计是一种与滑模传统设计不同的创新设计，它可用标准模块配合组装形成各种直径和形状的竖井滑模，在直径不同的调压竖井滑模制作时，只需修改连接块的形状即可，实现了液压滑模的“模块式组装结构”设计理念。 332滑模设计参数计算滑模设计严格按照GB50113-2005滑动模板工程技术规范和SL32-92水工建筑物滑动模板施工技术规范执行。（1） 滑模总拉力T计算滑模装置自重力 500KN 施工荷载240KN 模板摩阻力90.351.255= 565KN T=(a)+(b)+(c)= 1.305 KN（2） 支承杆和千斤顶的设计计算计算支承杆允载力P :P =40EJ/k(L0+95)2 KN 经计算 P =35.8 KN计算千斤顶数量S： S=T/(P) =1.305 / (0.735.8)52（只）根据液压系统操作情况共布置65只千斤顶。计算单只千斤顶额定承载能力p0：p0= 1.305/65 20.1 KN根据计算，选用单只提升力为50KN液压穿心千斤顶就符合千斤顶允载能力2p0的要求。 （3）结论：模体共设置65支YCQ-8型滑模液压千斤顶（双回路、双卡头多层弹珠式，提升力 80KN），经计算65根支承杆承载总重量P260t，滑模施工是安全的。333竖井模块式液压滑模毛尔盖水电站调压竖井滑模模体采用标准模块组装式液压滑模设计，这种新的设计制作方法是将竖井滑模的大部分钢结构件设计为通用标准件组合，标准件由以下模块组成： 主平台模块 辅助平台模块 抹面平台模块 提升架模块 模板模块 连接块 桁架模块 。根据毛尔盖水电站调压竖井结构型式和布置特点，设计制作一套内径22.0m，自重75t的滑模，主要由模块式平台系统、模块式模板系统、液压千斤顶、模块式液压支承系统和辅助系统组成。（1）平台系统平台系统从上到下为钢筋平台、模块式主平台、模块式辅助平台、模块式抹面平台，各平台用5cm木板铺设走道板。详见图3-1各平台模块立面图及图3-2平台模块平面图。 图 3-1各平台模块立面图 图 3-2平台模块平面图 （2）模板系统模板系统由模板、围圈组成。模板高度为125cm，用钢板与角钢制作，围圈由12.6槽钢制作，围圈与提升架用支托（角钢）相连，模板设计除了少量特殊圆弧为非标件外，其余大量圆弧模板为标准模块设计，这种标准模块可以拼装为多种曲率的圆弧或直线模板。（3） 液压及穿心千斤顶、提升架系统模体共设置65支YCQ-8型新型滑模液压穿心千斤顶，千斤顶通过液压胶管、阀等部件形成液压系统，用一台YJH-WF160C型液压泵站供油。提升架为“F”型提升架，提升架与主平台和模板围圈用支托（角钢）及螺栓连接。（4）辅助系统模体动力（如液压系统电机、振捣器等）与照明用电均由井口电源由胶套电缆接到模体刀闸开关板上，模体滑升时，动力照明电缆随着使用长度变短收卷，模体通讯由手持话机传送，另外模体施工用风和用水均由井口预留管路供给。滑模施工立面和平面布置见图3-3。图3-3滑模施工立面及平面布置图3.4滑模平台安装及调试安装顺序如下：中心平台连接桁架主平台辅助平台提升架围圈模板液压系统承力杆修面平台。滑模插装支承杆后，进行空载试验，滑模空载试验提升架距离2030cm，合格后用小模板封堵滑模模板和底板的空间。全系统认真检查合格后，进行砼浇筑准备。3.5 滑升施工（1）滑升施工工作原理支承杆埋入砼中，液压穿心千斤顶套在支承杆上，液压穿心千斤顶与提升架螺栓连接，模板所有液压穿心千斤顶用液压油管、阀等附件与液压泵站相连，提升架连接整个模体如平台构架及围圈和模板等部件，当模板下层砼达到脱模条件时，操作液压泵驱动整个平台千斤顶在支承杆上爬升带动模体向上滑升，直至可以浇筑一层砼的位置，如此循环，直至调压竖井砼浇筑到设计高程。（2）启滑滑模启滑准备要充分，竖向钢筋要超前绑扎焊接一定距离，水平钢筋绑扎到千斤顶下卡头部位，支承杆与水平钢筋要点焊牢固，模板要清理干净，初滑前要涂上脱模剂，模板与底板基础空出部分用常规模板支护对接。以上准备工作完成后，砼开始入仓浇筑，待砼浇到6070cm高时，预测砼达到脱模强度即可启动滑模。当滑模模体底部空间超过3m时，安装抹面平台（养护用水管也同时装上），滑模施工进入正常滑升阶段（3）正常滑升滑模正常滑升施工要严格按照有关施工技术规范执行，滑模施工顺序：施工准备模体安装调试循环滑升（钢筋绑扎砼浇筑滑模滑升测量控制门槽、通气孔预埋处理）浇筑至设计高程滑模拆除。正常滑升阶段砼每次浇筑3040cm，为防止滑模与砼粘接抱死，滑模每次提升间隔时间为12h一次。（4）停滑方法因故停滑时，按停滑处理方法，先在同一标高将砼浇平，将模板提升至底边离砼面约1020cm位置，清理干净模板，涂上脱模剂，仓内按施工缝处理。然后再浇筑原配比砼。3.6钢筋及滑模支承杆制安（1）钢筋制安为环保安全，避免施工时产生对人体不利的有毒有害气体，钢筋连接采用套筒螺口方法即机械连接，大大加快了滑模施工速度，即保证了工程质量，又保证了工期。无法使用套筒连接的部位，按水工钢筋焊技术规范执行。（2）支承杆安装：液压穿心千斤顶支承杆选用48mm，壁厚=4mm的焊管制作，杆接头选用=8mm无缝钢管制作，杆接头与支承杆采用公母螺扣连接方式，施工时每根支承杆与水平钢筋点焊为整体，而且靠井壁支承杆与岩壁锚杆焊连，确保支承杆稳固可靠。3.7门槽预埋钢板及通气孔钢管施工通过设计优化将门槽插筋修改为预埋钢板施工，在门槽插筋部位紧贴滑模埋设预埋钢板，在滑模台车滑过后，及时清出钢板。通气孔优化修改为钢管制作安装进行，随作滑模的滑升按1.25m一节，逐节安装焊接完成。3.8水平固结灌浆孔预埋 调压竖井井壁水平固结灌浆孔采用60mm的特制钢管预埋的方法施工，预埋钢管管口装有埋管弹簧，钢管预先穿过钢筋固定好，埋管弹簧压缩在模板内，滑模模板滑过预埋管通过弹簧弹出后精确无误找到埋管管口，以后钻孔时通过埋管造孔不会对钢筋造成破坏。3.9超高落距砼直溜系统针对毛尔盖水电站调压井工程砼160m的高落距垂直运输，为控制砼溜送速度，确保直溜砼速度受控、不离析，在施工中研制开发了套接式砼溜管缓冲器。该装置构思巧妙、结构简单、成本较低、维护方便，对溜送砼同时具有降速和搅拌功能，成功的应用于毛尔盖调压井倒挂砼及液压滑模砼（2.6万m3）施工，满足了调压井砼输送深度大、强度高的要求，溜送砼质量良好，可用于同类工程施工。310滑模测量控制滑模的测量控制,采用悬挂垂线的方向进行,在门槽中心位置各悬吊2个重垂线和激光指向仪进行中心测量控制；检测模体的偏移和扭转，在井筒模板均分6个位置悬挂6根重垂线，保证其模板边缘部位的测量要求。利用千斤顶同步性进行水平控制,满足整个模体垂直滑升。同时利用千斤顶的高差,进行模体纠偏。311滑升砼浇筑施工（1）砼施工配合比根据毛尔盖调压竖井滑模砼施工特点，滑升前在工地实验室做好不同的初凝时间的配和比，选用满足滑模施工工艺要求的最佳配合比组织施工。（2）砼浇筑砼入仓浇筑必须保证分层、平起、对称均匀，入仓砼每层厚度保持在3040cm左右，砼入仓后人工平仓振捣密实， 砼面距模板上口约10cm时，开始滑升模板；滑升时间间隔为1.01.5h，最大不超过2h；砼脱模强度控制在0.20.4Mpa；模板滑动速度平均为20cm/h左右。 （3）砼修抹及养护滑模施工刚脱模的砼面采用原浆收面，如发生塌块，裂缝和较大孔洞时则先将缺陷处松散砼块清除掉到密实处，用高一标号细石砼将孔缝填平后压实修平。脱模后的砼，及时洒水养护（严格按水工砼施工规范执行）。4、 结束语毛尔盖调压井工程空间巨大，容积为63862.3m3,查新资料表明：调压井空间规模是目前施工中的“亚洲第一井”。主体衬砌采用全液压滑模施工工艺整体一次性完成，是在破碎围岩深大调压井的首次应用，有重大的突破。通过严谨科学的施工组织，创造了日平均滑升2m，日最高滑升3.5m，在80天内完成了砼2.6万m3，钢筋制安2400t，预埋灌浆管2916m，比合同工期提前了90天，国内尚属首例。滑模设计采用了与传统设计不同的创新设计，通过试验和实际证实，10m30m及以上。调压竖井砼衬砌滑模都可以用标准模块组成，两井或多井重复利用率可达到90%或更多，“一模多井”设计理念推广应用将使类似工程施工中滑模重复使用率得