大直徑豎井滑模改進(jìn)技術(shù)措施

郭彥明（中國水利水電第十一工程局有限公司,鄭州 450001）

大直徑豎井滑模改進(jìn)技術(shù)措施

郭彥明
（中國水利水電第十一工程局有限公司,鄭州 450001）

本文結(jié)合某水電站45m深12m直徑的豎井滑模施工混凝土襯砌實(shí)例，從理論上和實(shí)際施工上對大直徑豎井滑模施工工藝進(jìn)行了全面客觀的論述。對施工過程中的施工方法及程序，施工準(zhǔn)備、滑模結(jié)構(gòu)、施工方法、注意事項(xiàng)、混凝土澆筑等做了較詳細(xì)的說明，并對工程實(shí)例進(jìn)行了分析。

大直徑豎井；滑模改造；工藝

1 工程概況

引水發(fā)電系統(tǒng)阻抗式調(diào)壓井布置在引水洞的末端，為全基巖內(nèi)開挖的豎井。豎井的開挖直徑為14m，阻抗孔開挖直徑5m；井頂平臺(tái)的高程為EL445.0m，底板高程為EL383.0m，豎井的總深度為62m，其中，阻抗孔深17m，豎井深45m。調(diào)壓井井壁采用鋼筋砼襯砌，豎井的襯砌厚度為1m。襯砌砼的標(biāo)號(hào)為C25，二級配。

2 施工方法及程序

2.1 特點(diǎn)及使用范圍

本改造工藝適用于襯砌直徑較大（7m以上），井深偏深（20m以上）的工程，對于閘墩、溢流面、面板、壩體亦可借鑒采用。

本改造工藝的優(yōu)點(diǎn)（創(chuàng)造點(diǎn)）：

（1）使用大功率千斤頂（ΗA-10型10t液壓爬升式千斤頂替代原設(shè)計(jì)3t普通千斤頂），減少了千斤頂和爬桿的數(shù)量（爬桿由原設(shè)計(jì)?25圓鋼改為?48鋼管，數(shù)量減少了一半，重量降低一半），同時(shí)降低了液壓系統(tǒng)的功率和流量；

（2）由于千斤頂數(shù)量的減少，減輕了滑模結(jié)構(gòu)的自重，降低了費(fèi)用，給更大直徑的豎井滑模施工提供了良好的條件；

（3）使用鋼模板制作模板面板，降低了材料損耗，有利于殘值回收，降低了費(fèi)用；

（4）采用溜管運(yùn)輸混凝土，降低了機(jī)械使用費(fèi)用，減小了施工投入。總之，大功率千斤頂?shù)氖褂煤团罈U的材料的變更，對滑模施工的前景帶來了相當(dāng)大的希望。

2.2 施工工藝

2.2.1 工藝說明。

滑模施工設(shè)計(jì)方案。

（1）滑模施工設(shè)計(jì)采用液壓自動(dòng)調(diào)平滑升模板施工。模體結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu)制作：模板選用P2012普通鋼模板，模體錐度按1%設(shè)計(jì)，上口直徑為12006mm，下口直徑為11994mm。鋼模板通過角鋼、螺栓等固定在滑模的圍圈上，圍圈分為上下兩道，間距為65cm，模板上口距離高出上圍圈30cm。圍圈由12#槽鋼卷制而成，通過提升架與操作盤相連接。操作盤由鼓圈加桁架梁結(jié)構(gòu)組成，上部鋪設(shè)50mm厚的馬道板板作為工作場地。為了減少滑模的自重，滑模下部的輔助盤設(shè)計(jì)為2.0m寬的圓環(huán)狀，利用10#槽鋼制作，使用?25的圓鋼懸吊在提升架和桁架梁上，鋪設(shè)50mm厚的模板作為行走通道，內(nèi)圈采用?20的圓鋼作為防護(hù)欄。輔助盤的外部直徑為11.60m，內(nèi)圈直徑為7.60m?；齽?dòng)力裝置采用YZXT-36型自動(dòng)調(diào)平液壓控制臺(tái)，均勻布置16臺(tái)ΗA-10型10t專用液壓千斤頂（實(shí)際需要工作能力為5T）。利用?48×3.5腳手架管作為支撐桿預(yù)埋在砼內(nèi)，支撐桿接長采用焊接，平面上和井筒環(huán)筋以及井壁錨桿焊接加固。

（2）提升懸吊系統(tǒng)布置。井口布置提升和懸吊用鋼結(jié)構(gòu)主梁，在主梁上用?159mm鋼管焊制提升龍門架，用一臺(tái)JD-25調(diào)度絞車提升吊籠，負(fù)責(zé)人員上下、材料以及小型工器具的運(yùn)輸。在主梁一側(cè)，布置砼入倉運(yùn)輸系統(tǒng)，利用鋼絲繩懸吊?159mm的鋼管作為砼下料管，下部接緩沖器、活節(jié)管、操作盤上設(shè)溜槽下料入倉。

（3）輔助系統(tǒng)布置。

1）在井內(nèi)懸吊一根35mm2的動(dòng)力電纜向滑模的液壓動(dòng)力系統(tǒng)供電。鑒于滑模連續(xù)施工的特點(diǎn)，此電纜必須和備用電源形成回路，以備意外停電時(shí)滑模能夠正常提升，防止被黏結(jié)到砼井壁上；

2）輔助盤周圍布置一圈PVC灑水養(yǎng)護(hù)管，直徑為?25，管壁上每隔40cm左右開孔，向井壁噴水。沿豎井側(cè)壁布置一根?25 的PVC管向井下供水，供水管可以懸吊在井口梁上；

3）在井壁上對稱布置兩個(gè)測量控制點(diǎn)，采用重垂線進(jìn)行測量，控制豎井的中心線，滑模盤的水平控制采用水準(zhǔn)儀進(jìn)行測量。

2.2.2 工序流程

根據(jù)滑模施工工藝的特點(diǎn)以及現(xiàn)場的實(shí)際情況，制定如下的工序流程：

施工準(zhǔn)備→井底平臺(tái)砼的澆筑→滑模組裝→鋼筋制安→埋件、埋管的安裝→砼澆筑→ 滑升→下一循環(huán)（直到滑升結(jié)束進(jìn)行滑模的拆除施工）

（1）施工準(zhǔn)備。滑模施工的施工準(zhǔn)備工作包括滑模鼓圈以及桁架結(jié)構(gòu)的制作、井口桁架梁以及卷揚(yáng)機(jī)的布置、下料管路以及風(fēng)水管路的鋪設(shè)等等準(zhǔn)備工作。

1）在井口附近的場地進(jìn)行鼓圈以及桁架結(jié)構(gòu)的制作，制作過程中，嚴(yán)格控制加工尺寸以及平整度，為滑模的組裝創(chuàng)造條件。

2）利用16T汽車吊進(jìn)行井口梁和卷揚(yáng)機(jī)的吊裝布置，在井口梁和卷揚(yáng)機(jī)布置完成后，作好井口周圍安全護(hù)欄等防護(hù)設(shè)施的制安。在以上工作完成以后，利用汽車吊配合完成下料管路、風(fēng)水管路以及電纜等的架設(shè)等工作。

3）在水管鋪設(shè)完成以后，立即進(jìn)行井壁以及底板的清洗、浮石撬挖等工作，為滑模施工作好準(zhǔn)備。然后利用型鋼和馬道板作為防護(hù)平臺(tái)，支撐在阻抗孔上部，避免石渣等雜物掉入引水洞造成事故。

（2）井底砼澆筑。井底砼的澆筑范圍如第2頁示意圖所示的6m直徑以外的澆筑范圍，為了后澆塊與先澆塊之間接縫良好，要求在先澆塊澆筑完成以后，將縫面做鑿毛處理，并且在水平面上布置橡膠止水帶，防止縫面滲水影響圍巖。鋼筋在縫面以外不允許截?cái)?，仍然按照鋼筋圖紙進(jìn)行鋼筋的安裝施工，縫面以外的環(huán)向鋼筋可以在以后進(jìn)行安裝。鋼筋安裝完成以后，在分縫位置安裝圓弧模板和橡膠止水帶，并進(jìn)行砼的澆筑施工。

（3）滑模組裝。在完成井壁的沖洗，底板砼鑿毛、沖洗后，進(jìn)行豎井砼邊線的放點(diǎn)工作。按照測量邊線在砼平臺(tái)上進(jìn)行滑模組裝。在滑模的直徑表面平整度等達(dá)到驗(yàn)收要求后，再安裝千斤頂、支撐桿以及液壓油路系統(tǒng)；并完成滑升時(shí)測量控制放線、模板驗(yàn)收工作?；＝M裝完成以后，要達(dá)到以下質(zhì)量要求（見表1）：

表1

（4）鋼筋制安。鋼筋的加工在鋼筋加工廠進(jìn)行。由技術(shù)人員根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和變更通知的要求制作鋼筋的下料表，交鋼加廠進(jìn)行加工。鋼筋的加工誤差應(yīng)該達(dá)到以下質(zhì)量要求。

鋼筋加工質(zhì)量要求：鋼筋的接長采用手工電弧焊接，鋼筋直徑≥28mm時(shí)，應(yīng)采用幫條焊接；其余鋼筋采用搭接焊接的方式，搭接長度為10d。因?yàn)樨Q井的直徑較大，立筋的數(shù)量較多，為了避免鋼筋接長的時(shí)間過長而影響滑模提升施工，要求立筋同一斷面的接頭率為20%。鋼筋的綁扎施工應(yīng)該嚴(yán)格按照有關(guān)的規(guī)范執(zhí)行。

（5）埋件、埋管的安裝。根據(jù)施工圖紙，豎井內(nèi)部設(shè)置了爬梯。為了滑模能夠正常施工，擬將爬梯改為先預(yù)埋-10×100×150mm的鋼板，鋼板后部焊接4根20cm長?12的光面圓鋼，待砼澆筑完成以后在輔助盤上進(jìn)行爬梯的焊接。

固結(jié)灌漿孔已經(jīng)先期鉆孔完畢，在砼澆筑時(shí)擬預(yù)埋?50的PVC管。進(jìn)行PVC管預(yù)埋施工時(shí)，要將一端和固結(jié)灌漿孔貼緊，并用水泥砂漿固定牢固，另一端應(yīng)該用塑料布等封住管口，防止砼進(jìn)入，并應(yīng)該能夠頂緊滑模模板。

（6）砼拌制、運(yùn)輸。調(diào)壓井砼的拌制在拌和站集中拌制，由砼罐運(yùn)輸車運(yùn)到調(diào)壓井EL445平臺(tái)，然后將砼料卸入溜槽，通過溜管、溜槽送入砼澆筑工作面。

（7）滑模澆筑滑升施工?；Ｊ┕ぐ匆韵马樞蜻M(jìn)行：下料――平倉振搗――滑升――鋼筋綁扎――下料?；；髮ΨQ均勻下料按分層30厘米一層進(jìn)行，采用插入式軟軸振搗器振搗?；Ｕ；鶕?jù)現(xiàn)場施工情況，確定合理的滑升速度，按正?；看伍g隔2小時(shí)左右，控制每次滑升高度30厘米，計(jì)劃日滑升高度控制在2.5-3.5m。

表2

初滑以及正常滑升：砼初次澆筑和模板初次滑升應(yīng)嚴(yán)格按以下六個(gè)步驟進(jìn)行：第一次澆筑100mm厚半骨料的砼或砂漿，接著按分層300mm澆筑第二層，等澆筑厚度達(dá)到700mm時(shí)，開始滑升30mm-50mm，檢查脫模的砼凝固是否合適。第四層澆筑后滑升150mm，繼續(xù)澆筑第五層，滑升150mm－200mm，第六層澆筑后滑升200mm，若無異?，F(xiàn)象，便可進(jìn)行正常澆筑和滑升。

滑模的初次滑升要緩慢進(jìn)行，并在此過程中對液壓裝置、模板結(jié)構(gòu)以及有關(guān)設(shè)施在負(fù)載條件下作全面檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決，待一切正常后方可進(jìn)行正常滑升。

施工轉(zhuǎn)入正?；龝r(shí)，應(yīng)盡量保持連續(xù)施工，并設(shè)專人觀察和分析砼表面情況，確定合適的滑升時(shí)間，并根據(jù)以下情況進(jìn)行鑒別：

①滑升過程中能聽到“沙沙”的聲音；

②出模的砼無流淌和拉裂現(xiàn)象，手按有硬的感覺，并能留出1mm左右的指??；

③能用抹子抹平。停滑措施及施工縫處理：滑模施工要連續(xù)進(jìn)行，因意外停滑時(shí)應(yīng)采取“?；胧保磐Ｖ?jié)仓?，按設(shè)計(jì)要求埋設(shè)橡膠止水帶，砼停止?jié)仓?，每?.5－1小時(shí)，滑升1－2個(gè)行程，直到砼與模板不在粘結(jié)（一般4個(gè)小時(shí)左右）。對于施工縫，在復(fù)工前將砼表面乳皮鑿掉，用水沖凈，先澆一層減半骨料砼或水泥砂漿，然后再澆筑正常配合比的砼。

（8）滑模拆除?；；罞L445m高程時(shí)，滑?；蘸?，將輔助盤鎖死在井口，利用16t汽車吊將模體分片吊離井筒，最后將輔助盤吊出，滑模裝置拆除的注意事項(xiàng)：

1） 必須在跟班隊(duì)長統(tǒng)一指揮下進(jìn)行，并預(yù)先制定安全措施。

2）操作人員一律配帶安全帶。

3）拆卸的滑模部件要嚴(yán)格檢查，捆綁牢固后下放。

3 安全保證措施

（1）輔助盤要設(shè)護(hù)欄；操作盤面經(jīng)常保持清潔；豎井井口和阻抗孔孔口必須作好防護(hù)設(shè)施，以防墜物傷人。

（2）注重日常檢查，以確保各種懸吊裝置要牢固可靠。

（3）注重電氣的維護(hù)和管理。

（4）卷揚(yáng)機(jī)等設(shè)備的操作必須配備專業(yè)人員，井上、井下采用電鈴聯(lián)系，井口配備專職的井口工把守井口。

4 實(shí)例分析

（1）調(diào)壓井工程中采用大直徑豎井滑模改造施工方案，井身襯砌直徑12m，深度45m，圓形斷面，全基巖內(nèi)開挖豎井，井口采用鎖口鋼筋混凝土保護(hù)。

（2）施工采用的基本參數(shù)：仍然采用‘7’字形爬升支架，操作平臺(tái)由5#角鋼焊接成的輕型桁架梁結(jié)構(gòu)和鼓圈焊接而成，主體結(jié)構(gòu)的重量約20t。面板采用P3012模板替代原設(shè)計(jì)方案5mm鋼板（附帶5#角鋼作圍囹）的面板結(jié)構(gòu)；原設(shè)計(jì)32臺(tái)3t千斤頂減少為16臺(tái)ΗA-10型10t千斤頂；爬桿由原設(shè)計(jì)32根?25圓鋼改為16根?48鋼管。

（3）為了加快混凝土入倉速度，降低機(jī)械設(shè)備使用的費(fèi)用，采用?219×5mm鋼管作溜管，緩沖節(jié)下部懸掛10m長串筒運(yùn)輸混凝土料入倉?；炷粱緹o分離現(xiàn)象，入倉速度保證了大直徑豎井滑模的上升速度。

（4）創(chuàng)造性地改變了緩沖節(jié)的結(jié)構(gòu)，使緩沖節(jié)的使用壽命由1000m3提高到了1500m3左右。緩沖節(jié)結(jié)構(gòu)見圖1。

通過本工程的實(shí)踐，掌握了大直徑豎井滑模的施工工藝和施工要點(diǎn)，經(jīng)過業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計(jì)以及水利水電工程質(zhì)量監(jiān)督站的驗(yàn)收，調(diào)壓井混凝土外觀平順，被評定為優(yōu)良工程。

圖1 緩沖節(jié)結(jié)構(gòu)示意圖

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.21.091