大岗山水电站压力管道斜井滑模施工技术分析

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(中国水利水电建设工程咨询北京有限公司，北京 100024)

大岗山水电站压力管道斜井滑模施工技术分析

朱家林，王雷，谢长水

(中国水利水电建设工程咨询北京有限公司，北京 100024)

大岗山水电站引水系统共布置4条引水管道，其中单条斜井段长度128m，衬砌后洞径为10m的圆形断面，在方案选择时采用滑模技术进行浇筑。滑模系统在进场后，首先对滑模进行了预拼装检查，并进行消缺处理。在滑模安装完成后，首先进行空载提升试验，保证滑模行走系统、提升系统和卷扬系统能顺利运行。本文总结了大岗山水电站滑模快速施工实践经验，对类似工程斜井或竖井的滑模施工具有借鉴作用。

大岗山水电站；斜井；混凝土滑模；施工

1 工程概况

大岗山水电站位于四川省雅安市石棉县挖角乡境内的大渡河干流上，为大渡河干流水电站规划的第14梯级电站，总装机容量260万kW。

压力管道采用单机单管供水，4条管道平行布置，管轴线最小间距28m，由渐变段、上平段、上弯段、斜井段、下弯段、下平段和钢衬段组成。斜井段与水平面夹角为60°，长度均为128m，混凝土衬砌厚度分为80cm和100cm两种，混凝土强度等级为C25W6F50，衬砌后洞径为10m的圆形断面。斜井段混凝土采用滑模施工，4条斜井共布置2套滑模，分别承担2号、4号及1号、3号斜井混凝土施工。

2 滑模结构设计

滑模由模体系统、滑升系统及操作和辅助系统三大部分组成。模体系统包括型钢桁架、面板、滑模轨道、行走系统等；滑升系统包括千斤顶、油泵、牵引锚索、牵引钢绞线等；操作和辅助系统包括抹面平台、模板平台、浇筑平台、操作平台、井口施工平台、卷扬系统等。详见图1。

图1 滑模结构设计

2.1 型钢桁架

型钢桁架是该设备的主体受力结构，采用4根背靠背的25b槽钢做主梁，使用20b工字钢形成牢固的三角形结构。桁架分为首架、中架、尾架，长度分别为5.205m 、6.300m、3.980m，总长度15.485m，整个型钢桁架总重量约12t。

2.2 滑模面板

洞室下部270°范围模板高度1.20m，顶部90°范围模板高度1.50m，模板厚度8mm，水平投影为椭圆形，其长轴为11.55m，短轴为10m，周长33.22m，展开面积86.53m2，均分为8块小模板，采用32颗M20高强螺栓安装在桁架上。

2.3 轨道基础及轨道

轨道选用38kg/m的重型轨道，轨道高134mm，顶面宽68mm，底面宽114mm，腹板厚13mm。两根轨道水平距离5.30m，对称布置在斜井中心线两侧，轨道顶面距斜井中心线4.36m，方向与斜井中心线平行。

轨道按照2.50m/段布置，两侧轨道接缝处须错开1.25m，轨道中部及接缝处采用预埋板，预埋板与轨道采用压板连接。

2.4 行走系统

行走系统由前轮、后轮、车轮大梁及三角支撑四部分组成。整个模体共布置6个行走轮，其中前、后轮各2个，后斜轮2个，分别平行布置在洞室左右侧。前轮、后轮跨距均为5300mm，后斜轮跨距4446.10mm。前、后轮在38kg/m钢轨上行走，后斜轮使用槽钢在已浇筑混凝土面上行走。

滑模安装期间，行走系统使用前、后直轮，斜井混凝土浇筑启动、开始备仓前，拆除2个后直轮，安装2个后斜轮，此时后斜轮在下弯段已浇筑混凝土面上行走。

2.5 滑升系统

牵引系统由4根φ15.24钢绞线与4束500kN锚索组成，锚索与钢绞线采用套筒衔接，详见下页图2。锚索布置在上弯段，距斜井洞轴线均为2.50m，上仰角为60°，与洞轴线水平夹角为10.56°。

图2 锚索与钢绞线衔接

提升系统由4台千斤顶、1台油泵、1套液压控制油柜组成。4台千斤顶对称固定在首部主架上，油泵及液压控制油柜布置在操作平台上，钢绞线以胶结式内锚头方式与千斤顶固定。

斜井滑模工作原理是采用液压千斤顶借助钢绞线牵引提升，带动模板逐渐滑动上升，一次立模、连续浇筑的施工工艺。滑模滑升靠液压千斤顶在钢绞线的单向爬升来实现位移，千斤顶的动作分为两部分，活塞与上卡体为第一组，缸体、端盖、下卡体为第二组，两部分组件交替动作。其上升步骤为当千斤顶进油时，第一组的上卡体紧卡钢绞线，锁定在原来的位置，第二组被油液压力顶升，千斤顶即向上爬升一定行程，同时带动滑模移动一定高度；回油时，第二组下卡体紧卡钢绞线锁紧，一组复位。由此循环节节上升，浇筑与提升交替进行，直至混凝土浇筑完毕。

2.6 卷扬系统

滑模施工时人员及材料运输采用卷扬系统。选用2台8t卷扬机，布置在上平洞；钢丝绳直径为28mm，安全系数为6。

2.7 井口施工平台

斜井井口施工平台由施工车辆承重平台及人工操作平台组成，其中施工车辆承重平台由型钢及砂袋形成，人工操作平台由脚手架及木板形成。

3 滑模施工

3.1 建基面清理

建基面清理利用滑运小车沿井壁自上而下一次进行，若存在松动岩块则人工清撬，采用风水枪自上而下全面清理井壁，以满足混凝土施工质量及安全需要。

3.2 混凝土入仓

混凝土运输车将混凝土自卸至井口施工平台上的受料斗，再沿井壁铺设的直径125mm溜管至滑模操作平台受料斗，最后通过滑模操作平台上所设分料溜槽入仓，同时辅以手推车入仓。溜管每隔30m设1个缓降器，滑模操作平台上共设5个分料溜槽，溜槽坡度30°～40°。

下料点需均匀布置，按对称方式逐层下料，分层浇筑厚度按30～50cm控制。两侧混凝土浇筑高差不大于40cm，以防模板偏移。

3.3 模板滑升

a.初滑。先浇30cm高的底层混凝土，隔1h再浇筑一层30cm高的混凝土，2～3h后，估计底层混凝土已接近初凝、强度达到0.30～0.50MPa后进行初滑。初滑时，可先滑3～5cm，观察出模混凝土凝固情况，判断脱模时间是否适宜。如初滑表明滑升时间合适，则对所有提升设备和模板系统进行检查、调整，再转入正式滑升。

b.正式滑升。为保证施工质量，应做到勤滑少滑，一般1～2h滑升一次，每次10～15cm。滑升速度初期不宜大于10cm/h。操作熟练后，可适当提高滑升速度。滑升过程中，应安排专人观察、分析混凝土表面情况，并根据以下几点控制滑升速度：ⓐ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，手指下压有硬感、不黏手，并能留出1mm左右深度的指印；ⓓ能用抹子抹平。

3.4 混凝土抹光与养护

抹面修饰是滑模施工中的重要环节，直接关系到滑模施工质量，脱模后应立即进行多次压光抹面，并特别注意接头处理。

在上平洞的供水管上接入直径20mm的塑料管引到滑模抹面作业平台，塑料管在抹面平台四周缠绕两圈并加工成花管进行流水养护，并在供水管上安装球阀对养护用水的流速和时间进行控制。混凝土终凝后开始进行流水养护，养护时间不低于14d。

4 滑模施工质量控制措施

在场内先对模板进行试拼装，以保证模板体型及平整度满足设计要求；滑模在现场安装完毕后，先进行空滑，在施工单位自检合格的基础上由监理组织四方对滑模安装质量进行联合验收；严格控制轨道安装精度，确保轨道轴线及平整度偏差满足规范要求，对轨道混凝土墙或混凝土墩进行彻底凿毛，并保证轨道混凝土墙或混凝土墩附近的滑模混凝土厚度不小于25cm；严格控制滑升速度，勤滑少滑，避免拉裂混凝土表面；抹面收光过程中由2m靠尺控制，确保混凝土表面光滑平整；为防止混凝土产生收缩裂缝，及时抹面、及时喷淋连续养护，并在下平洞设挡风帘；监理工程师每天两次对混凝土外观质量进行检查；每条斜井滑完后及时召开总结会，对存在的问题及时采取有效措施进行整改；严格控制牵引锚索孔位放样精度及牵引钢绞线安装精度；模板安装完成后及时对模板中心及形体进行复核，杜绝模板一投入使用就出现偏移现象；对称下料并严格控制混凝土下料高度偏差；每滑升5m，测量人员对模板上口进行检查，若出现偏移，纠偏采用渐变恢复方式，一次纠偏不能过大。

5 施工效果

4条斜井滑模均一次滑升浇筑成功，中间未出现停滑现象。除4号斜井滑模滑升用时50d外，其他3条斜井滑升用时均为30d，总体滑升较快，单条斜井滑模浇筑均在计划要求的60d时间内完成。滑模混凝土表面光滑平整，未出现裂缝，施工质量较好。混凝土平整度共检测1320点，最大值6.70mm，最小值1.00mm，平均值3.90mm，平整度合格率94.90%；混凝土结构体型共检测766点；最大偏差值17mm，最小偏差值0mm，体型合格率93.70%。效果见图3。

图3 斜井滑模浇筑效果

6 结 语

a.在滑模系统开始浇筑混凝土前，应根据室内配合比结果开展混凝土脱模强度试验，即根据混凝土贯入阻力曲线得出混凝土的最早出模时间(龄期)，以此确定适宜的滑升速度，并在初滑阶段进行验证，得出切实可行的脱模时间和合理的滑升速度。

b.较多类似水电站的斜井在滑模混凝土浇筑时，其地下洞室系统基本贯通，形成了良好的风循环通道。由于滑模浇筑工艺的特殊性，在风循环的作用下，势必会降低斜井的温度，并加速新脱模混凝土表面温度下降，增加了混凝土内外温差，大大增加了形成混凝土温度应力的风险。因此，在滑模混凝土浇筑前，应对浇筑洞段的一端或两端采取挡风措施，以降低混凝土产生温度应力裂缝的概率。

c.为满足滑模连续浇筑的要求，应注意滑模浇筑过程的协调，避免浇筑过程出现停仓事故，增加处理难度。

d.滑模纠偏是保证结构体型的重要步骤，应确保四周均匀下料，以减少不均匀的侧压力对滑模造成的变形，最好每天或浇筑5m进行一次纠偏，并采用渐变过渡的纠偏方式。

AnalysisofDagangshanHydropowerStationPressurePipelineInclinedShaftSlidingMoldConstructionTechnology

ZHU Jia-lin, WANG Lei, XIE Chang-shui

(ChinaWaterConservancyandHydropowerEngineeringConsultingGroupBeijingCo.,Ltd.,Beijing100024,China)

Dagangshan hydropower station water diversion system is totally provided with four water diversion pipelines. Wherein, single inclined shaft section is 128m long. The hole diameter is 10m round cross section after building. Sliding mold technology is adopted for pouring during program selection. Sliding mold should undergo pre-assembly check firstly after the sliding mode is delivered into the construction site. Defect elimination treatment is conducted. After sliding mold is installed, empty-load lifting test should be firstly conducted to ensure that the sliding mold running system, lifting system and hoisting system can be smoothly operated. Rapid construction practice experience of Dagangshan hydropower station is summarized in the paper, thereby providing reference for sliding mold construction projects in similar inclined shaft and vertical shafts.

Dagangshan hydropower station; inclined shaft; concrete sliding mold; construction

TV52

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1673-8241(2014)07-0004-04