錦屏二級(jí)水電站滑模設(shè)計(jì)及施工工藝淺析

馬 杜，王豫杰

（1.湖南盛義建設(shè)有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410015；2.中國(guó)葛洲壩集團(tuán)第一工程有限公司，湖北 宜昌 443000）

滑模施工是現(xiàn)澆混凝土工程的一項(xiàng)施工工藝。與常規(guī)施工方法相比，這種施工工藝具有施工速度快、機(jī)械化程度高、可節(jié)省支模和搭設(shè)腳手架所需的工料、能較方便地將模板拆散和靈活組裝并可重復(fù)使用。在鋼筋混凝土煙囪和圓形構(gòu)筑物中經(jīng)常采用這種施工方法?；Ｊ┕すに嚨奶嵘齽?dòng)力一般采用液壓裝置，即液壓千斤頂。目前很多滑模工程采用大噸位液壓千斤頂。本文對(duì)雅礱江錦屏二級(jí)水電站的滑模施工工藝及特點(diǎn)進(jìn)行分析。

1 工程概況

雅礱江錦屏二級(jí)水電站位于涼山州木里、鹽源、冕寧三縣交界處的雅礱江錦屏大河灣上，是雅礱江上最大的水電站，裝機(jī)容量840萬(wàn)kW，該電站樞紐建筑主要由攔河低閘、泄水建筑、引水發(fā)電系統(tǒng)等組成。

錦屏二級(jí)水電站4條引水隧洞末端各設(shè)有一座上游調(diào)壓室。調(diào)壓室結(jié)構(gòu)為差動(dòng)式，為“一洞一室兩機(jī)”布置型式。每座調(diào)壓室主要由調(diào)壓室底部分岔段、調(diào)壓室豎井、調(diào)壓室頂拱、調(diào)壓室上室及交通洞等組成。

上游調(diào)壓室每個(gè)豎井均由1個(gè)圓形大井和2個(gè)閘門井組成，圓形大井襯砌后直徑21.0 m，2個(gè)閘門井襯砌后尺寸為長(zhǎng)×寬（7.8 m×3.3 m～7.8 m×5.7 m）。上游調(diào)壓室豎井、閘門井混凝土襯砌采用液壓滑模自下而上施工。豎井井筒滑模從EL.1576.7 m開始安裝，閘門井滑模從EL.1583.7開始安裝，它們從相應(yīng)的高程開始滑升。井筒液壓滑模滑升至高程1680.00 m即進(jìn)行拆除，閘門井滑?；粮叱?677.00 m，即進(jìn)行拆除。因豎井井筒滑模與閘門井滑模起滑點(diǎn)不在同一個(gè)高程，閘門井EL.1576.7～EL.1583.7段（共7.0 m）采用組合模板進(jìn)行澆筑。

2 滑模施工原理

滑模以預(yù)澆底層為基礎(chǔ)，每隔一定距離設(shè)金屬支承桿一根（豎井井筒均勻布置60根Φ25 mm的圓鋼作為支撐桿，每個(gè)閘門井布置26根，每根支撐桿上均安裝液壓千斤頂，液壓千斤頂?shù)牡鬃c懸臂升降架頂部一起由螺栓固定，模板懸掛在懸臂升降架上，升降架采用圍架結(jié)構(gòu)，模板和支撐框架由調(diào)節(jié)線桿支撐。支撐架頂部鋪設(shè)3 cm左右木板，鋪滿為止，一方面可以放置設(shè)備和施工材料，另一方面可以供施工人員行走；下部懸掛吊架平臺(tái)，可以作為混凝土后續(xù)表面檢查、修補(bǔ)、養(yǎng)護(hù)的操作平臺(tái)。所有的液壓千斤頂都是串聯(lián)或并聯(lián)與液壓控制系統(tǒng)連接。這樣隨著模板底部混凝土的凝固，當(dāng)模板下層混凝土達(dá)到脫模條件時(shí)，啟動(dòng)液壓機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所有的液壓千斤頂，帶動(dòng)提升架、支承框架、模板沿著支承桿向上滑動(dòng)，滑升至可以澆筑下一層砼的位置，如此循環(huán)，直至豎井頂部。

3 滑模設(shè)計(jì)

滑模設(shè)計(jì)將參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《液壓滑動(dòng)模板施工技術(shù)規(guī)范》（GB 113-87）中的有關(guān)要求，根據(jù)上游調(diào)壓室豎井結(jié)構(gòu)型式和布置特點(diǎn)，滑模系統(tǒng)主要由平臺(tái)系統(tǒng)、模板系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)等組成。（見圖1～圖4）

圖1 豎井滑模正視圖

圖2 豎井滑模俯視圖

圖3 閘門井滑模正視圖

圖4 閘門井滑模俯視圖

3.1 設(shè)計(jì)參數(shù)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，本次施工井筒支撐腳手架按照立桿縱距、橫距均為1.5 m，步距為1.1 m進(jìn)行搭設(shè)，閘門井按照立桿縱距、橫距均0.6 m，步距為1.2 m進(jìn)行搭設(shè)。

3.2 井筒滑模安裝平臺(tái)

（1）井筒滑模結(jié)構(gòu)自重G1

鋼結(jié)構(gòu)：32000 kg；鋼筋及支撐桿：2200 kg；其他：2000 kg。

（2）施工荷載G2

工作人員：12 人×75 kg/人 =900 kg，設(shè)備：1000 kg；施工荷載G2=900+1000=19000 kg。

（3）模板及腳手架自重荷載

3.0kN/m2（模板以最重計(jì)為200 kg/m2，腳手架立桿為3.85 kg/m×1.4 m×3=16.2/m2，扣件、及斜撐等取50 kg/m2，總荷載為200+16.2+50=266.2 kg/m2，計(jì)算取值為 300 kg/m2，即 3.0 kN/m2），井筒面積為346 m2，則總荷載為1038 kN。

（4）動(dòng)、靜荷載分項(xiàng)系數(shù)分別為1.2、1.4。

（5）主要設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)

《水利水電工程模板施工規(guī)范》（DL/T 5110-2000）,《建筑施工扣件式鋼管排架安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ 130-2001）等。

3.3 閘門井滑模安裝平臺(tái)

（1）井筒滑模結(jié)構(gòu)自重G1

鋼結(jié)構(gòu)：12000 kg，鋼筋及支撐桿：1000 kg其他：800 kg；G1=12000+1000+800=13800 kg。

（2）施工荷載G2

工 作人員：8 人 ×75 kg/人 =600kg， 設(shè) 備 ：600 kg；G2=600+600=1200 kg

（3）模板及腳手架自重荷載

6.5 kN/m2（模板以最重計(jì)為200 kg/m2，腳手架立桿為3.85 kg/m×19 m×3=219.45/m2，扣件、及斜撐等取 200 kg/m2，總荷載為200+219.45+200=619.45 kg/m2，計(jì)算取值為650 kg/m2，即6.5 kN/m2）,閘門井面積為43.0 m2，則總荷載為279.5 kN；動(dòng)、靜荷載分項(xiàng)系數(shù)分別為1.2、1.4。

（4）主要設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)

《水利水電工程模板施工規(guī)范》（DL/T 5110-2000），《建筑施工扣件式鋼管排架安全技術(shù)規(guī)范》(JGJ 130-2001)等。

4 滑模施工工藝

4.1 施工準(zhǔn)備

（1）底板處理。為確保工程質(zhì)量，滑模下井組裝前對(duì)混凝土基礎(chǔ)面進(jìn)行了處理，自上而下對(duì)井壁進(jìn)行沖洗，清撬浮渣、錨噴空洞處理，完成底板混凝土面鑿毛和沖洗工作。

（2）滑模、模板安裝。豎井井筒滑模在EL.1576.7高程開始安裝，模板搭接下層已澆筑混凝土10 cm，其模板下口高程為EL.1576.6，為保證安裝基礎(chǔ)的水平，從豎井阻抗板EL.1575.2高程搭設(shè)滿堂腳手架至EL.1576.6，腳手架平臺(tái)高度為1.4 m，步距為1.1 m，中間立桿縱橫距為1.45 m，周邊圓弧段采用斜撐方式支撐，且圓周立桿距井筒邊墻間距為1.1 m～1.4 m之間，模板底部縱向鋼管間距為0.72 m。中間立桿遇阻抗孔位置，采用[18 a槽鋼鋪設(shè)后，將立桿點(diǎn)焊于角鋼上進(jìn)行搭設(shè)。

豎井閘門井滑模安裝高程為EL.1583.7，下部7.0 m采用組合模板里面至EL.1583.7高程，利用阻抗板施工時(shí)，在閘門井內(nèi)搭設(shè)的腳手架向上繼續(xù)搭設(shè)，其腳手架立桿縱橫距為0.6 m×0.6 m，步距為1.2 m，頂部采用頂托支撐，頂托U型槽內(nèi)布置2根縱向腳手架管，縱向鋼管上部按照0.6 m的間距布置橫向鋼管，上部再滿鋪模板作為滑模閘門井內(nèi)的安裝平臺(tái)，閘門井滑模在閘門井內(nèi)安裝完成，待豎井井筒滑?；罞L.1583.7高程后，閘門井滑模與井筒滑模同步滑升。因閘門井滑模安裝時(shí)，模板直接與下部組合模板拼接，因此，在此施工前，對(duì)下部組合模板采用內(nèi)拉外撐的方式將其加固牢。

模板安裝按區(qū)安裝，整個(gè)豎井井筒由12塊模板組裝而成，各模板中通過三棱形拼接模板和螺栓連接。同時(shí)，在滑模模板安裝前，完成滑模穿心千斤頂下部的鋼筋制安施工。

4.2 混凝土澆筑

4.2.1 下料

為確?；炷粒–30）配比的準(zhǔn)確性，混凝土攪拌工作由攪拌站完成，隨即由6 m3混凝土罐車負(fù)責(zé)運(yùn)輸至倉(cāng)位附近的混凝土下料管處，入倉(cāng)垂直選用HBT80混凝土輸送泵，通過下料溜管下至分料盤，最后通過竹筒入倉(cāng)。

4.2.2 平倉(cāng)振搗

為保證滑?；^程中心結(jié)構(gòu)不偏移，采用了分層施工的方法，每下料30 cm即插入振搗器進(jìn)行振搗；振搗器插入深度保持在下層混凝土深度5 cm以內(nèi)，振搗方向360°變換，振搗完成再進(jìn)行下一層的施工，模板滑升在振搗停止后進(jìn)行。

為避免產(chǎn)生混凝土施工縫，此次分層施工澆筑間隔以及模板滑升間隔時(shí)間均控制在2 h以內(nèi)，次滑升高度控制在30 cm，日滑升高度控制在3.6 m左右。

4.2.3 模板滑升、及滑模控制

（1）模板滑升。模板初次滑升要緩慢同時(shí)要進(jìn)行全面檢查，包括液壓裝置、模板結(jié)構(gòu)等有關(guān)設(shè)施。觀察在負(fù)載情況下是否正常工作運(yùn)行，一切正常后才可以進(jìn)行正常的滑升。

為確?；Ｊ┕べ|(zhì)量，針對(duì)初次澆筑及滑升，施工順序的安排分為六步：首層澆筑砂漿為5 cm，以確保振搗器可以插入正常工作；二三層兩層按照每層30 cm連續(xù)澆筑，當(dāng)厚度達(dá)到65 cm時(shí)滑升模板（30 cm～60 cm）檢查脫模的混凝土凝固度是否合適，檢查脫模的混凝土凝固度，首先觀察脫模的混凝土表面應(yīng)無(wú)流淌和拉裂的現(xiàn)象，手指按壓無(wú)明顯痕跡，強(qiáng)度達(dá)到0.2 MPa～0.4 MPa，否則不予脫模；第四層澆筑30 cm，完成平倉(cāng)振搗模板滑升15 cm，不做停留繼續(xù)按照每層30 cm澆筑第五層；第六層澆筑完成后模板滑升20 cm，再次檢查混凝土脫模后的凝固程度，確認(rèn)沒有異常的情況下再開始正常的分層施工。

施工進(jìn)入正?；A段，滑模施工保持連續(xù)施工，設(shè)專人觀察和分析鑒別混凝土表面情況（譬如：滑升過程中的聲音、脫模后混凝土的凝固情況、是否能用抹子抹平等），根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件及實(shí)際情況確定合理的滑升速度和分層澆筑厚度；千斤頂?shù)那闆r在滑升過程中設(shè)專人檢查，觀察爬桿上的壓痕和負(fù)載狀態(tài)是否正常，檢查滑模中心線及操作盤的水平度，遇到問題及時(shí)處理。

（2）滑?？刂?。滑?？刂品譃榛Ｖ芯€控制和水平控制。中線控制利用井口桁架梁和井幫固定四根垂線進(jìn)行中心測(cè)量來實(shí)現(xiàn)；水平控制通過利用千斤頂?shù)耐狡饕约八疁?zhǔn)儀測(cè)量并進(jìn)行水平檢查來實(shí)現(xiàn)

4.3 表面修整及養(yǎng)面

表面修整是關(guān)系到結(jié)構(gòu)外表和保護(hù)層質(zhì)量的工序。隨著施工滑模不斷向上滑升，利用滑模下部設(shè)置的吊架平臺(tái)作為工作臺(tái)，對(duì)露出的仝面及時(shí)修飾，表面不平時(shí)用抹子及時(shí)抹面壓平，對(duì)于拉裂和坍落及保護(hù)層脫落問題，在混凝土尚未凝固前修補(bǔ)；嚴(yán)格控制滑模的爬升時(shí)間，盡可能減少抹面的缺陷；為使已澆筑的混凝土具有適宜的硬化條件，減少裂縫，并在抹面平臺(tái)上沿周邊布置一批灑水花管，進(jìn)行砼養(yǎng)護(hù)。

4.4 混凝土滑模施工質(zhì)量處理

（1）停滑措施及施工縫處理?；Ｊ┕ぴ庥鲆馔獠坏貌煌；瑫r(shí)應(yīng)及時(shí)采用停滑措施：將最后混凝土澆灌至同一標(biāo)高，模板每隔半個(gè)小時(shí)提升一個(gè)行程，直到混凝土與模板粘結(jié)現(xiàn)象消失（一般4 h左右）。針對(duì)施工產(chǎn)生的施工縫，必須確保已澆筑混凝土的抗壓強(qiáng)度不小于1.2 MPa時(shí)才能繼續(xù)澆筑，在復(fù)工前應(yīng)及時(shí)清理干凈混凝土表面，鑿除松動(dòng)的石子和浮渣，并用水沖洗干凈，先澆一層（10 cm）配合比石子減半的混凝土或者水泥砂漿，然后繼續(xù)按照原配合比混凝土澆筑并細(xì)致操作振實(shí)，使新舊混凝土緊密結(jié)合。

（2）糾偏。糾偏就是針對(duì)不同情況通過施加一定的外力給予糾正偏差，此工程采用千斤頂自身糾偏，即關(guān)閉1/5的千斤頂，然后滑升2～3行程，再打開全部千斤頂滑升2～3行程，反復(fù)數(shù)次逐步調(diào)整至設(shè)計(jì)要求。這樣循序漸進(jìn)的糾偏方式可以避免混凝土表面拉裂、死彎、滑模變形、爬桿彎曲等事故發(fā)生。

（3）爬桿彎曲及模板變形處理。爬桿由鋼筋組成，一旦發(fā)生彎曲，應(yīng)立即對(duì)爬桿進(jìn)行加固處理加焊鋼筋或者斜支撐，用直徑大于2 cm的短鋼筋綁焊在爬桿上；無(wú)法解決的，則直接切斷，重新接長(zhǎng)后的爬桿與下部爬桿焊接，同時(shí)焊接斜支撐加固預(yù)防爬桿彎曲。模板屬于金屬結(jié)構(gòu)，對(duì)于變形較小的部分可以直接用撐桿施壓復(fù)原，嚴(yán)重的話則直接拆掉施壓復(fù)原。

（4）混凝土表面缺陷處理：采用局部立模，補(bǔ)上比原標(biāo)號(hào)高一級(jí)的膨脹細(xì)骨料混凝土并用抹子抹平。

（5）錦屏二級(jí)水電站施工 8年 3個(gè)月，澆筑混凝土221800萬(wàn)m3，調(diào)壓室混凝土共施工半年，澆筑C30混凝土98250 m3[1]。

5 結(jié)語(yǔ)

過對(duì)錦屏二級(jí)水電站滑模施工分析可知，滑模技術(shù)由于其自身的機(jī)械性特點(diǎn)，應(yīng)用到實(shí)際的水利工程中可以大幅提升施工速度，明顯降低施工作業(yè)時(shí)的輔助性消耗，減少工程預(yù)算中的不必要開支。因此，在實(shí)際的水利工程中，應(yīng)該適當(dāng)運(yùn)用滑模施工技術(shù)，嚴(yán)格控制滑模施工工藝的難點(diǎn)，充分發(fā)揮其在工程施工中作用，從而確保水利工程滑模施工質(zhì)量，進(jìn)而促進(jìn)水利行業(yè)健康、可持續(xù)發(fā)展。