白鹤滩水电站右岸3#、4#出线竖井滑模施工技术

李 英

（中国葛洲坝集团三峡建设工程有限公司，四川 宁南 615400）

1 工程概况

白鹤滩水电站位于金沙江下游四川省宁南县和云南省巧家县境内，上游距乌东德坝址约182km，下游距溪洛渡水电站约195km。枢纽工程主要由混凝土双曲拱坝、二道坝及水垫塘、泄洪洞、引水发电系统等建筑物组成，电站总装机容量16000MW，左、右岸地下厂房各布置8 台单机容量1000MW 的水轮发电机组。

右岸地下电站共布置有两条500KV 出线竖井，分别与主变洞及地面出线场500KV 开关站相连。出线竖井全长561.9m，分别由上、下两段组成，其中上段长299.9m（EL.1145.3～EL.845.4），下段长262m（EL.845.4～EL.583.4）。竖井井口段开挖直径15.2m，标准段开挖直径13m，衬砌后有效直径为11.3m，井壁衬砌最小厚度75cm，最大厚度185cm。出线竖井井身由排风井、电缆井、楼梯间、电梯间、送风井、前室、GIL 井等7 个部分共同组成。出线竖井上、下段滑模施工起止高程分别为：EL.1139.3-EL.860.2、EL.838.9～EL.615.35，滑模最大滑升高度279.1m。

2 滑模结构

出线竖井液压整体滑模系统主要由平台系统、模板系统、爬升系统、分料系统系统等组成。

平台系统主要由分料平台、主平台、抹面平台三个部分组成；主平台结构为双背[20a 槽钢在隔墙和井壁位置凸起形成过桥式结构，平台上铺花纹钢板，下连接提升架。主平台上布置液压系统、钢筋电焊机等机具，以及临时堆放要绑轧的钢筋。

模板系统主要由面板、围圈、围圈连接板等组成；面板采用6mm 厚钢板做边框和筋板。模板高度1.25m，纵向分布，各小井的尖角部位模板设计为圆弧形，<90°角按R100mm 做圆角，≧90°按R50mm 做圆角。同时各阴角模按大小端设计，模板锥度为5mm，使模板组装后单个井呈现上大下小的形式，以减小提升阻力，便于滑动，满足滑模提升要求。

爬升系统主要由支撑结构系统的千斤顶和爬杆构成。爬升时通过千斤顶和爬杆的作用将整个主平台整体向上提升，同时带动主平台下挂的模板系统、摸面平台和上立的分料平台整体提升。滑模自重约55t，采用51 个QYD-60 型（6t）千斤顶顶升，爬杆采用φ48×3.5 无缝钢管（内壁套焊φ38×3.0 钢管）。

分料系统主要由过渡溜槽支撑架、过渡溜槽、储料罐、回转料斗、分料盘、分料平台、支承架、溜槽等组成。滑模具体结构见图1。

3 垂直提升系统布置

图1 滑模结构图

在竖井上段及下段井口分别布置1 台门机（15T 载物+3T 载人），能同时进行人、物的上下运输，不存在相互干扰、制约。载物起升速度15m/min，载人起升速度21m/min。门机配备了超载、超速、过卷、过放、断绳、断轴、断齿、过流、失压、限速、极限限位、吊笼触底、多级制动等保护措施。设备发生重大故障时设计有声、光2 种同时报警功能，并能自动紧急停机，小故障时设计有预报警方式。卷扬机设置三级制动控制系统，对机构实施电气制动、机械制动及安全制动的多级制动功能。

为保证机械完全同步，载人及载物系统均采用双卷筒刚性连接，通过齿轮传动保持两卷筒同步。两卷筒下四根绳连接扁担梁，为释放钢丝绳在升降过程中的旋转内应力，在每根钢丝绳与扁担梁连接部位安装有钢丝绳防转器，工字型扁担梁设计能有效避免吊具整体旋转，扁担梁各梁间采用铰轴连接，不仅能调节同一卷筒钢丝绳不同步，也能调节不同卷筒钢丝绳不同步问题，另外四绳结构能起到防坠保护功能，在任何一根钢丝绳断裂时能确保吊重不坠落。

3T 载人采用了双绳系，主、副卷扬机构，正常工作时主绳受力起作用，副绳跟随，当主绳发生断裂时，副绳系统起作用，能带动载人吊笼正常运行。

4 双线供、分料系统

双线供、分料系统由两条供料溜管（DN300） +自制防冲击缓冲器+360°无死角分料盘组成。自制防冲击缓冲器每隔9m 一个，两钢管间设置15cm 高挡坎，利用首次浇筑时堆积的混凝土形成斜坡面，减轻对缓冲器底部的冲击，减少了溜管修补工程量分料盘可以一人操作，通过8 个固定溜槽为基础进行分料。

5 滑模姿态实时监控系统

通过在竖井上部井口安装激光发射器、在滑模主平台安装激光靶和监测摄像头，利用激光准直技术可以直观的实时了解滑模的姿态情况，保证滑模施工过程持续监控，通过图像识别的方式能够将偏移信息数字化和存档。使用分布在平台上的9 个监测模块，实时反映当前位置垂直度情况，对平台整体倾斜做报警和预警。在显示终端上实时显示滑模平台的姿态综合测量信息。通过监控系统及时调整滑模姿态，以保证混凝土体型质量和避免发生停滑。

6 施工工艺流程

现浇段混凝土施工完成（施工准备） →滑模安装、调试→钢筋绑扎→支撑杆接长→预埋件安装→拼缝模板安装→仓面清理→仓位验收→混凝土浇筑→初次滑升→正常滑升→滑升结束→滑模拆除。

6.1 滑模安装、调试

（1） 首先在地面上拼装完成，再用门机吊到井内楼板平台布置的马凳上，马凳共布置16 个（2 个备用）。安装提升架、围圈以及模板辅助平台支撑杆等，并对主平台进行初调平。

（2） 由于门机起重限重为15t，主平台分三大块进行安装，安装平台，除“前厅”井已浇好板面外，其余各井均为贯通的施工排架，需对排架顶部做封闭处理，形成完整平台。

（3） 安装液压系统，爬杆立于混凝土表面。液压油缸到混凝土表面的脱空距离上，每隔300mm 用φ12 钢筋连接并焊接牢固在系统锚杆上，同时对每根爬杆用Φ18 的钢筋加焊“人”字撑。将液压泵站控制器通电加压，使液压油缸抱紧爬杆。提升2~3 个行程后，确保所有爬杆都承载受力。再次调平主平台并安装分料平台及各接料、受料系统等。

6.2 钢筋绑扎

钢筋在钢筋加工场地内加工完成后，采用汽车运至工地现场，利用井口门机吊放至滑模分料平台上，再从分料平台利用预先预留好的口转运至主平台上，按设计图纸要求进行安装。滑升施工中，混凝土浇筑后必须露出最上面一层横筋。

6.3 支撑杆（爬杆） 接长

爬杆在同一水平内接头不超过1/4，因此第一套爬杆要有4 种以上长度规格（1.5、2.0、2.5m、3.0m），错开布置，正常滑升时，每根爬杆长3.0m ，要求平整无锈皮，当千斤顶滑升距爬杆顶端小于350mm 时，应接长爬杆，接头对齐，不光滑处用角磨机磨平，爬杆同环筋相连焊接加固。爬杆上部加装一块橡胶遮挡，橡胶遮挡尺寸为30×30cm*0.5cm，避免浇筑过程中混凝土污染爬杆，影响千斤顶爬升。

6.4 预埋件施工

混凝土中的预埋件，主要包括接地扁铁、止水铜片、埋管、门洞、梁窝木框、基础钢板、排水盲沟及防水板等。预留孔洞采用木盒子，木盒子面板厚度3cm，横、竖撑木条5×10cm，边框、横、竖撑木条均双面加固，门洞木框厚度与墙体结构一致。

6.5 滑模初浇、初次滑升

滑模要求对称均匀下料，滑模混凝土要求入仓塌落度16～18cm（现场可根据实际情况进行调整），初凝时间8 小时左右为宜。

混凝土初次浇筑和模板初次滑升应严格按以下六个步骤进行：首次铺设50mm 砂浆，按分层300mm 浇筑两层，厚度达到650mm 时，开始滑升30～60mm 检查脱模的混凝土凝固是否合格；第四层浇筑后滑升150mm；继续浇筑第五层，滑升150～200mm；第六层浇筑后滑200mm；若无异常情况，便可进行正常浇筑和滑升。混凝土浇筑振捣主要采用φ50 插入式振捣棒，局部辅以φ70 软轴振捣器振捣。

6.6 正常滑升

当施工进入正常浇筑和滑升时，根据现场条件确定合理的滑升速度和分层浇筑厚度。依据下列情况进行鉴别：滑升过程中能听到“沙沙”的声音；出模的混凝土无流淌和拉裂现象，手按有硬的感觉，并留有1mm 左右的指印；能用抹子抹平。

滑升过程中有专人检查千斤顶的情况，观察爬杆上的压痕和受力状态是否正常。

6.7 表面修整及养护

表面修整是关系到结构外表和保护层质量的工序，当混凝土脱模后，须立即进行此项工作。一般用抹子在混凝土表面作原浆压平或修补，如表面平整亦可不做修整。为使已浇筑的混凝土具有适宜的硬化条件，减少裂缝，混凝土出模后12h 以内开始喷水养护。养护用花管设在滑模抹面平台底部。

7 停滑措施及施工缝处理

滑模施工要连续进行，意外停滑时应采取“停滑措施”，混凝土停止浇筑后，每隔0.5～1 小时，滑升1～2 个行程，直到混凝土与模板不再粘结（一般4 个小时左右）。由于施工造成施工缝，预先作施工缝处理，然后在复工前将混凝土表面残渣除掉，毛面处理合格后用水冲洗干净，先铺设2～3cm厚水泥砂浆或浇筑一层减半的骨料混凝土，然后再下料浇筑。

8 滑模施工中出现的问题及处理

滑模施工中常出现问题有：滑模主平台倾斜、滑模平台平移、扭转、模板变形、混凝土表面缺陷、爬杆弯曲等。其产生的根本原因在于千斤顶工作不同步，荷载不均匀，浇筑不对称，纠偏过急等。因此，在施工中首先把好质量关，加强观测检查工作，确保良好运行状态，发现问题及时解决。

（1） 纠偏。利用千斤顶自身纠偏，即关闭五分之一的千斤顶，然后滑升2～3 行程，再打开全部千斤顶滑升2～3 行程，反复数次逐步调整至设计要求。并针对各种不同情况，施加一定外力给予纠偏。所有纠偏工作不能操之过急，以免造成混凝土表面拉裂、死弯、滑模变形、爬杆弯曲等事故发生。

（2） 爬杆弯曲处理。爬杆弯曲时，采用加焊钢筋或斜支撑，弯曲严重时切断，接入爬杆重新与下部爬杆焊接，并加焊“人”字型斜支撑。

（3） 模板变形处理。对部分变形较小的模板采用撑杆加压复原，变形严重时，将模板拆除修复。

（4） 混凝土表面缺陷处理。采用局部立模，补上比原标号高一级的膨胀细骨料混凝土并用抹子抹平。

9 结语

本技术成功应用于白鹤滩右岸出线竖井衬砌施工过程中，其衬砌施工全过程处于安全、稳定、快速、优质的可控状态。该技术的成功应用提升了国内大型水电站大断面深竖井衬砌施工技术水平，尤其是滑模姿态实时监控系统及双卷扬安全高效垂直提升系统的应用促进了水电开发的安全、高速发展，实现了重大突破，提升了行业施工水平，具有广阔的推广应用前景。