辽宁丹东蒲石河引水隧洞斜井滑模顶升施工方案

1、蒲石河引水隧洞斜井滑模顶升施工方案2009年10月25日1. 工程概况蒲石河抽水蓄能电站引水系统采用二机一洞引水方式，共布置2条引水洞，进口相邻洞轴线间距30.0m，引水隧洞采用斜井连接上下水平段（弯段），斜井与水平面夹角55°。引水隧洞混凝土强度等级为C20W6。斜井在高程110m以上为单层钢筋，在高程110m以下为双层钢筋。引水隧洞斜井段钢筋混凝土衬砌采用全断面滑模方式进行施工。在引水隧洞斜井中部高程186m处，设有6#施工支洞与斜井相连。斜井混凝土滑模施工与上水库进/出水口的施工同时进行，采用从上平段运送混凝土与上水库进/出水口的施工互相干扰，为减小相互的干扰，下弯段到6#施工

2、支洞段斜井滑模施工采用从6#施工支洞运送混凝土，卷扬系统布置在上弯段；6#施工支洞到上弯段滑模施工采用从上水库进/出水口经上平段运送混凝土，卷扬系统布置在上弯段处。 2. 施工方案概述斜井滑模台车主要由以下几部分组成：中梁、上平台、牵引系统、浇筑平台、主平台、修补平台、尾部平台等，整个滑模系统总重（包含液压千斤顶和液压泵站）达60多吨。在斜井直线段底拱处铺设两道滑轨，用滑轨顶托模板重量，并保证滑模竖向不偏移,施工顶升装置采用2台顶升力为100t的LSD1000-250顶升千斤顶牵引钢绞线。2.1.11.2.1.施工流程斜井滑模混凝土施工工艺流程如下：2.2.施工准备1.2.2.1.2.2.2.

3、2.1. 顶升千斤顶、泵站及控制系统进场前检修、调试。2.2.2. 顶升千斤顶、泵站及控制系统安装前试运行。2.2.3. 钢绞线下料：15.24mm×455m 16根(左捻) 15.24mm×455m 16根(右捻) 2.3.施工方法1.2.2.1.2.2.2.3.2.3.1. 液压顶升装置、吊索安装1.2.2.1.2.2.2.3.2.3.1.2.3.2.2.3.3.2台100t千斤顶作为滑模的顶升动力装置，分别倒置安装于滑模两侧腰线位置(如下图所示)，距离模体中心2.5m处。千斤顶全长145cm，形体最大直径47.5cm，单个重量约488kg。千斤顶由4块“”型钢板（1c

4、m厚）焊接固定于千斤顶承重架底部。两台千斤顶既可联动又可单动，每个千斤顶穿8钢绞线，沿轴线方向牵引。 千斤顶安装示意图千斤顶承重架由16#工字钢和钢板焊接而成，两头分别与桁架焊接。千斤顶液压油泵尺寸130cm×120cm×115cm，空泵重约748Kg，灌满液压油总重1100kg，布置于操作平台上。操作台用于控制千斤顶及油泵的运行，其尺寸为80cm×50cm×120cm，重50kg，安放在操作平台上。锚索布置在隧洞上弯段腰线两侧，用于承受千斤顶牵引拉力。每束锚索由8根15.24mm的钢绞线组成，单根抗拉强度1860Mpa，左捻和右捻各一半。钢绞线下料长度

5、约455米，并除去钢绞线表面的泥沙。钢绞线固定端入岩锚固前须将钢绞线左右捻间隔排布并依次穿过梳线板，锚固后将钢绞线下垂段理顺避免打绞，锚索入岩深度15m。钢绞线穿过千斤顶前，先将千斤顶所有锚具的孔位一一对齐，并将梳线板下拉并悬挂于安全锚上方23米处（便于观察钢绞线的排列顺序），然后依次按穿索顺序（梳线板安全锚下锚上锚导向锚）逐根穿过千斤顶。注意：钢绞线穿索不应有扭转、错位的现象，以免顶升时钢绞线不平行，受扭。穿过承重锚的钢绞线外露长度控制在30cm左右。钢绞线的单根预紧：采用2t手拉葫芦和单孔锚对所有钢绞线进行单根预紧。所以钢绞线预紧完毕后应对称紧固限位板螺钉，顶升承重后，再派人对承重锚限位板

6、螺钉再次紧固。调整各传感器至最佳工作状态，尤其要注意的是：调整好所有紧锚开关的状态，要求看紧锚灯亮起时，所有夹片均刚好将钢绞线夹紧无松动的现象出现（这一点至关重要应予以高度重视）。具体检查方法是-上下拉动每一付最外圈夹片的螺钉，看看夹片有无松动现象，若有则需重新调整。调整好1#4#接近开关之间的距离，使得2台千斤顶活塞每个行程的伸出长度一致，消除该累积误差；2.3.2. 滑模的牵引平移、入斜井若洞内不设卷扬机，滑模在平地上拼装好后，可以通过顶升千斤顶和钢绞线将滑模拖入斜井并立起。具体做法如下：（1）每侧8根主牵引钢绞线的下料长度必须适当加长，保证足够穿出2台千斤顶。（2）将水平牵引钢绞线依次穿

7、过安全锚和千斤顶，由于水平牵引过程钢绞线受力段与千斤顶轴线夹角>3°，应在钢绞线进入安全锚前设置滚轴过渡，防止钢绞线出现应力集中而弯曲或折断。（3）将钢绞线单根预紧后即可以进行水平牵引入井。（6）完成滑模入井后，用2t手拉葫芦再次将钢绞线单根预紧。2.3.3. 滑模的顶升1.2.2.1.2.2.2.3.2.3.1.2.3.2.2.3.3.2.3.4.（1）试顶检查：顶升滑模离车平面50mm，静止1小时。检查滑模结构受力、顶升钢绞线受力情况、液压顶升装置性能和夹片锚夹持效果等，确认全部正常后方可继续顶升滑模，否则应停止顶升作业。试顶结束后，安装气泡式水平仪（检测滑模水平方向倾斜）

8、并将滑模调至水平，等待正式顶升。（2）正式顶升：模体滑升的动力为2台LSD1000-250顶升千斤顶，在混凝土开始浇筑（三角区）时 ，在浇筑时间未超过混凝土初凝时间，进行模体初滑，滑升23cm左右，以防止模体被混凝土粘牢；以后每浇筑约40cm高，即滑升5cm左右，直至模体浇满混凝土后，进入正常滑升。 对于承重的顶拱部分，通过试验取得砼不同时间的强度资料决定滑升时间。由于初始脱模时间不易掌握，必须在现场进行取样试验确定。脱模强度约0.30.5MPa，一般模板滑升速度不得大于10cm/h，遵循“多动少滑”的原则。滑升过程中，设有滑模施工经验的专人观察和分析混凝土表面，确定合适的滑升速度和滑升时间，

9、滑升过程中能听到“沙沙”声，出模的混凝土无流淌和拉裂现象；混凝土表面湿润不变形，手按有硬的感觉，指印过深应停止滑升，以免有流淌现象，若过硬则要加快滑升速度。滑升过后人员站在滑模修补平台上用抹子将不良脱模面抹平及压光。在浇筑前期，每天滑升约23m；浇筑后期，每天滑升约59m。应尽量保持连续施工。滑升速度取决于混凝土初凝时间、下料速度、施工环境温度等因素。通常混凝土脱模强度控制在0.3MPa左右，过早脱模容易造成滑出的混凝土塌落，过晚脱模容易将混凝土拉裂。并专人观察和分析砼表面情况，根据现场条件确定合理的滑升速度和分层浇筑厚度。滑升过程中有专人对千斤顶操作、监控。液压顶升装置在顶升过程中，要定时检

10、查系统各部分受力情况，确认一切正常，方可继续顶升。2.3.4. 拆除滑模顶升系统。2.3.5. 清理施工现场。2.4.顶升过程中应注意事项1.2.2.1.2.2.2.3.2.4.1.2.2.1.2.2.2.3.2.4.2.4.1. 钢绞线与千斤顶轴线偏斜的问题在整体顶升过程中,一般要求钢绞线与千斤顶轴线平行,当不能保证时应对两端的吊具采取铰接的方式联接或在钢绞线进入安全锚前设置滚轴过渡。为减小钢绞线偏斜对顶升千斤顶上下锚夹具的影响，应安装安全锚并在钢绞线进入孔口的位置设置导向滚轴。2.4.3.4.4.1.4.2.4.3.4.4.2.4.2. 当2台液压顶升装置顶升速度不同步时，应单独起升较慢速

11、的液压顶升装置以调整。2.4.3. 随时通过水平仪观察滑模的水平姿态，并及时调整。2.4.4. 确保在顶升作业期间不能停电。3. 整体顶升系统设备配置1.2.3.1.2.3.3.1. 液压顶升千斤顶的配置通过计算滑模重量及滑模施工荷载,顶升千斤顶总载荷按100吨计算，设置2台顶升力为100吨的间歇式动作液压顶升千斤顶。总起重能力储备系数：（2台×100t/台）/100t=2 具有足够的起重能力储备钢绞线的安全系数： (8根/台×2台×26t/根)/100t=4.16满足钢绞线的安全要求。3.2. 液压泵站配置按每2台千斤顶配置1台24L/min流量的LSDB100

12、0液压泵站，液压泵站的额定功率为30kw。泵站液压原理图3.3. 控制系统的配置主控设备采用1套LSDKC-6控制台，每台千斤顶上安装1套位置控制传感器。位置控制传感器实现千斤顶行程的自动转换，实现自动整体顶升。主控台方框图控制系统连接图4. 整体顶升施工程序1.2.3.4.4.1. 技术准备。图纸会审及完成顶升施工方案，在进场前报总包方审批。 制定顶升等各项技术、质量指标要求，并配以相对应的保证措施。4.2. 机具准备1.2.3.4.5.5.1.5.2.5.2.1. 顶升系统包括的2台LSD1000-250顶升千斤顶、1台LSDB1000液压泵站、1套LSDKC-6控制系统。5.2.2. 设

13、备安装就位后，进行系统空载调试。5.2.3. 对于顶升中需要用到的特殊机具，预先加工准备妥当。对设备易损件作好备用。4.3. 材料准备1.2.3.4.4.1.4.2.4.3.4.3.1. 准备直径为15.24钢绞线,左右旋各一半。4.3.2. 钢绞线下料场地长460米，宽3米，要求场地平整干净，采用砂轮机下料,使下好的钢绞线表面保持清洁。4.3.3. 下料长度为455米,等长下料,并做好等长标记。 4.3.4. 每台千斤顶需要左旋、右旋钢绞线各4根，分开放置，并做标识，不得有弯曲，散股现象，不得受到机械或电焊等损伤。4.4. 顶升设备的安装1.2.3.4.4.1.4.2.4.3.4.4.4.4

14、.1. 把千斤顶按编号吊装到位，并按规定工法安装行程检测装置及夹持器状态检测装置。4.4.2. 安装的注意事项: 1.2.3.4.4.1.4.2.4.3.4.4.4.4.1.4.4.2.4.4.2.1. 导向锚的孔位应与千斤顶上的锚具的孔位相对应，不应有扭转、错位的现象，以免顶升时钢绞线不平行，受扭。4.4.2.2. 检查千斤顶夹持装置的夹片外锥面与锚板孔间是否有润滑剂，以保证顶升施工时锚具的松开与夹紧自如。 4.4.2.3. 千斤顶与底座间应用螺栓固定，并保证千斤顶中心孔与预留孔中心对中。千斤顶上部用导向架固定并安置导向装置。4.4.2.4. 把控制系统、泵站安装在设计位置上，其安装位置应兼

15、顾考虑钢绞线安装时的操作空间。 4.4.2.5. 按设计编号在千斤顶，液压泵之间连接油管，油管连接要一一对应，连接完成后应由主管工程师进行检查核对，如有误应及时纠正。4.4.2.6. 主控台安放在顶升平台处，按设计编号连接电气线路，控制电缆应铺放好，并在空中固定好，避免人员踩踏或硬物损伤。4.5. 系统空载调试1.2.3.4.4.1.4.2.4.3.4.4.4.5.4.5.1. 试机：保证手动、自动过程中操作与设备运行动作一一对应、正确。 4.5.2. 试机工法：启动各台泵站，将主控台选择调整档，然后通过主控台的按钮，逐个让千斤顶运行，进行伸缸与缩缸的动作，检查各千斤顶的动作是否正确。在系统手

16、动试机动作正确的前提下，将主控台选择自动档，启动系统，检查系统各千斤顶的动作协调性及同步性，如不满足设计要求，应认真查找原因，排除故障，待系统的动作完全协调后方表明系统调试正常合格。结合系统的自动试机过程,调节各泵站流量，使1#、2#点千斤顶的运行速度相同。调节主顶行程检测装置的检测元件，使检测装置的接触及检测正常。空载运行检查4.6. 穿束1.2.3.4.5.5.1.5.2.5.3.5.4.5.5.5.6.把钢绞线运至平台下方（左、右旋分开）。 用主控台将所有的千斤顶上的夹片打开。 将钢绞线按编号由下往上依次穿过梳线板安全锚下锚上锚导向锚，并伸出导向锚30cm，然后锚住导向锚具的夹片，钢绞线

17、按左右旋间隔排布。当所有钢绞线穿完后，将梳线板从上往下放至距钢绞线末端约3m处，再根据钢绞线在梳线板孔位穿承重锚。其外露长度控制为30cm，限位板螺钉紧固由专人操作并检验后方可使用。顶升承重后，再派人对承重锚限位板的螺钉对称紧固。4.7. 准备工作检查 按现场工作表格检查所有设备,保证其处于正常状态。4.8. 钢绞线预紧预紧每根钢绞线,用单根预紧的办法进行。每根预紧完成后把导向锚的夹片打紧，防止钢绞线脱落，直至整束钢绞线预紧完毕再将导向锚压板上紧；将千斤顶调整到顶升状态，再用主顶对整束钢绞线预紧。4.9. 顶升准备工作检查顶升前要再次对顶升装置的液压系统、电路系统、夹具系统、控制与显示系统及钢

18、绞线进行全面细致检查，检查完成报告总指挥。4.10. 手动操作手动控制所有千斤顶主顶回到起始位，进入手动顶升准备。 检查所有设备，千斤顶，上下锚，各行程开关，控制开关，压力表，钢绞线。4.11. 滑模试顶手动控制两台千斤顶将滑模顶起离地约5cm，静止观察，各个受力结构的变形并记录分析，已决定下一步是否可以正式顶升。4.12. 正式顶升操作主控台的自动按钮进行滑模的自动顶升；顶升过程中，注意观察滑模的水平度变化，必要时手动操作千斤顶进行调整；注意记录顶升过程中的油压最大、最小值。5. 整体顶升施工工艺1.2.3.4.5.5.1. 构件承重锚安装孔中心与千斤顶的中心应在同一千斤顶轴线内，严格控制钢

19、绞线偏移千斤顶轴线的角度3度。5.2. 滑模顶升过程中的平衡可通过在滑模上安装气泡式水平仪来提供信息，气泡式水平仪宜安装在主控台附近，安装位置由甲方预先留出；顶升速度通过调节泵站流量完成，滑模平衡应时刻处于工作人员的监控中。5.3. 1#、2#顶点的油压控制在顶升力要求范围±1.5MPa内。5.4. 钢绞线下料采用砂轮机切割，钢绞线有锈时应除锈，表面有硬损伤（如电焊、火烧等）则不用。5.5. 顶升前将系统设备调试至最佳状态，各顶升控制点由丰富操作经验的技术人员负责。严密观察顶升过程、设备及滑模的运行情况。遇到故障，马上通过控制开关停机并通知指挥人员。问题处理完毕，控制开关接通工作位置，顶升方可继续进行。5.6. 各配电线符合安全用电要求，主控台及各顶升点、泵站要有防雨措施，防止电控设备受潮。5.7. 控制系统在运行前一定要经过空载联试，确无问题后方可投入使用。5.8. 顶升平台的强度，刚度及安全性必须经工程相关负责人确认核实并签字验收。5.