狮子坪水电站导流洞工程闸门竖井滑模施工浅析

　　摘要：以狮子坪水电站导流洞工程闸门竖井滑模施工为例，主要对滑模施工模板设计与施工进行了探讨，提出了相应的施工与管理方法，为类似工程的施工提供经验。
　　关键词：竖井；滑模
　　1工程概况
　　狮子坪水电站导流洞工程闸门竖井设置在杂谷脑河流的左岸，整个闸门竖井平台处于地势陡峭、岩石强风化的山坡上，闸门井平台高程2549.00m，高程2549.00m～2417.00m,高132.00m，前期砼已浇筑至2435m。闸门井分爬梯井和闸门井两个闸室，目前2435m以下的金结构已安装完成，导流洞已经过水，施工通道只有通过闸门竖井平台从上至下垂直运输。
　　2滑模制作与施工
　　2.1滑升模板设计
　　2.1.1滑模结构设计
　　闸门井衬砌采取液压自动调平内爬式滑升模板，整个滑模体设计为钢结构，闸门井和爬梯井设计为两套独立的钢结构模体。结构主要由组合模板、桁架框、提升架、辅助盘、支撑杆（俗称爬杆）、液压系统等几部分构成。
　　模板采用P3012组合钢模板，模板高度设计为1.20m。
　　桁架框采用桁架式结构，要求足够的刚度、强度，采用∠75×75×6角钢作主要受力件，∠63×63×5角钢作辅受力件。对角线支撑采用∠63×63×5角钢。
　　提升架用来安装千斤顶并提吊滑模体滑升，由于采用内爬式，提升架选用“F”型，用单[12.6#槽钢作立柱，δ15mm和δ10mm钢板焊制。
　　辅助盘为养护、修面、预埋件处理的工作平台。采用[12.6#槽钢作骨架，脚手架管扣，上铺3cm竹板，用φ16圆钢悬挂在桁架梁上，辅助盘距井帮100mm，在模板下边缘1.6m处。
　　支撑杆的下端埋在砼井壁内，上段穿过液压千斤顶的通心孔，承受整个滑模荷载，将其传递给井壁，并作为井壁竖筋的一部分存留在砼井壁内。在选择HY—100型液压滑模千斤顶的同时，选择φ48×3.5无缝钢管作支撑杆。经计算，其承载能力及稳定性均符合要求。
　　2.1.2液压系统
　　选用HY—100型千斤顶，设计承载能力为10吨，计算承载能力为5吨，爬升行程为30mm，液压控制台为HY—36S型自动调平液压控制台。高压油管：主管选用φ16mm；支管选用φ8mm，利用直管接头和多通接头同控制台和千斤顶分组相连，构成液压系统。
　　2.1.3辅助系统
　　包括预埋件处理和洒水养护、模体测量、水平控制测量等装置。洒水养护是混凝土施工的一个重要环节，洒水管用φ25mmPVC管，在辅助盘周边安装PVC管上钻孔，对混凝土表面进行洒水养护。
　　在闸井模体上靠近闸井端头处开设垂线孔，重垂线自井口吊下便于及时观测模体偏差，爬梯井孔模体再参考闸井模体进行测量。
　　水平测量利用水准管原理，在模体上布置透明胶管，充水固定在模体上进行水平度观测。
　　2.2千斤顶选择
　　凭经验：闸井模体选择6台；
　　爬梯井模体选择8台。
　　2.3荷载分析
　　仅对爬梯井模体进行验算。
　　（1）滑模结构自重
　　钢结构：7000kg
　　液压系统：1000kg
　　G1=8000kg
　　（2）施工荷载
　　工作人员：21人*75kg/人=1575kg
　　一般工具：1000kg
　　钢筋及支撑杆：3000kg
　　考虑2倍的动力系数，1.3倍的不均匀系数
　　G2=（1575+1000+3000）*2*1.3
　　=14495kg
　　（3）滑升摩擦阻力
　　G3=L*h*f*k
　　L---模体周长，爬梯井模体周长L=21.6m
　　h---滑模高度，h=1.2m
　　f---摩擦系数，f=200kg
　　k---安全系数，k=1.5
　　G3=21.6*1.2*200*1.5
　　=7776kg
　　（4）竖向荷载
　　G=G1+G2+G3
　　=30271kg
　　（5）砼对模板的侧压力
　　新浇砼的侧压力：
　　P1=800+γcv1/2
　　γ---砼容重，γ=2500kg
　　c---不均匀系数，c=1.1
　　v---小时下料速度，v=3/24=0.125m/h
　　P1=800+2500*1.1*0.1251/2
　　=1790kg
　　水平集中荷载P2=200kg,插入式振动棒水平荷载P3=150kg,则水平最大侧压力：
　　P=P1+P2+P3
　　=2140kg
　　2.4支撑杆计算
　　（1）支撑杆允许承载力
　　〔P〕=400*α*E*J/〔K*(L0+95)2〕
　　α---工作条件系数，α=1.0
　　E----支撑杆截面模量，E=π*（D4-d4）/16D
　　D----支撑杆外径,D=48mm
　　d----支撑杆内径,d=41mm
　　J----支撑杆截面惯性距，J=π*（D4-d4）/64
　　K----安全系数，K=2.0
　　L0----支撑杆脱空长度，L0=60cm
　　〔P〕=400*1.0*〔π*（484-414）/16*48〕*〔π*（D4-d4）/64〕/
　　〔2.0*（60+95）2〕
　　=10292.42KN
　　（2）支撑杆数量
　　n=W/c*〔P1〕
　　c----不均匀系数,c=0.9
　　〔P1〕----计算承载力，〔P1〕=〔P〕/2=5000KN
　　n=(30271+2140)/(0.9*5000)
　　=7.2个
　　实际取8个支撑杆，8台千斤顶，可以满足要求。
　　2.5滑模施工
　　2.5.1施工准备
　　井筒上方安放截面1.2×1.2m桁架梁作为井口吊挂及提升杆的承重梁，提升杆安装在桁架梁的中间并用缆风绳固定。提升杆上端安装滑轮通过井口布置的一台5t卷扬机吊放钢筋及其它材料。下料管选用φ159钢管下端安装缓冲器，缓冲器下端吊挂竹节筒。下料管由一根φ21.5钢丝绳吊挂在桁架梁上，用一台10t卷扬机辅助悬吊。
　　动力、照明、信号电缆及养生水管沿井壁布置，并固定在井壁锚杆上（或桁架梁上）。
　　滑模体在井口地面分块制作，由卷扬机吊放到井下安装形成整体。
　　基础冲洗干净后须进行测量放线，在混凝土基础面上放控制点便于安装模体。
　　2.5.2滑模施工
　　（1）爬杆延长
　　模体就位后，按设计进行钢筋绑扎、焊接。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（2.8m、3.2m、3.6m、4.0m……），错开布置，正常滑升时，每根爬杆长6.0m，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，爬杆同环筋焊接加固。
　　（2）混凝土浇筑与滑升
　　采用溜管输送混凝土至下部浇筑平台，然后经串筒入仓。
　　第一次浇筑5cm砂浆，接着按分层30cm浇筑第二层，厚度达到65cm时（不超过2小时）开始滑升3～6cm，检查脱模的混凝土凝固是否合适，第四层浇筑后，滑升20cm，若无异常情况，便可进行正常浇筑和滑升。正常滑升每次间隔按0.5～1小时，控制滑升高度30cm，日滑升高度控制在3m左右。
　　依据下列情况进行鉴别滑升是否正常：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）。
　　3常见问题分析
　　滑模施工中易发生滑模操作盘倾斜、滑模盘平移、扭转、混凝土表面缺陷、爬杆弯曲等问题，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。
　　3.1防止发生偏差的措施
　　（1）测量控制
　　为保证结构不发生偏移，预埋件位置准确，利用井口盘固定两根垂直线进行门槽中心测量控制，同时也保证其它部位的测量要求。
　　滑模水平控制可利用千斤顶的同步器进行控制，也可以利用测量仪器进行测量(或透明水管)，进行水平检查。
　　（2）加强对液压系统的监控
　　每天派专人对液压系统进行检查，察看是否有漏油现象，千斤顶运行是否同步，发现问题及时处理。
　　（3）加强对操作平台荷载控制
　　时刻检查操作平台上部堆放的工器具、材料，重量严禁超过设计荷载，并注意堆放尽量均衡，防止产生偏压；严格控制下料方向，确保滑模四周均匀下料，防止滑模因下料不均挤压变形。
　　3.2纠偏
　　(1)、利用千斤顶自身纠偏
　　在爬竿上设置限位块，间距20cm，每滑升20cm模体自动停滑，此时即对模体进行一次检查。当模体发生偏差不大时，采用千斤顶自身纠偏。
　　(2)、利用手动葫芦纠偏
　　当模体发生偏差较大时，首先将整个模体滑空，利用固定在井壁锚杆上的手动葫芦进行纠偏，在校正后重新进行滑升。在局部变形较大部位采取重新加工。
　　3.3爬杆弯曲处理
　　爬杆弯曲时，采用加焊钢筋或斜支撑，弯曲严重时进行切断处理，接入爬杆重新与下部爬杆焊接，并加焊“人”字形支撑。
　　3.4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骨料混凝土并用抹子抹平。
　　3.5停滑措施
　　3.5.1何时采取停滑措施
　　在施工过程中若出现以下情况必须停滑
　　（1）因故障停止浇筑混凝土超过2小时（如堵管）；
　　（2）预计停电超过2小时；
　　（3）模体严重变形，需停滑处理。
　　3.5.2具体停滑措施
　　发生以上3种情况时必须停滑，并对停工造成的施工缝认真处理。
　　模体与混凝土采取的停滑措施如下：
　　模体：滑空----校正
　　混凝土：平仓----初凝后凿毛----刻键槽----安装止水
　　4施工效果
　　滑升计划工期35天，滑升高程为2435m～2549m，114m,计划每天滑升3.26m。实际施工用时（包括安装、拆除）45天，滑模施工时间40天，日平均滑升2.85米。
　　5经验与体会
　　（1）滑模施工是一个系统工程，对施工项目管理要求严格。
　　（2）滑模施工是一个严谨的施工过程，在滑模施工前各工序工种施工人员必须经过培训。
　　（3）因滑模施工一开始就不能停，要求所有施工管理人员必须充足，保证滑模施工连续进行。
　　（4）滑模施工过程中必须及时清理各工作盘上的杂物，保证各工作盘在校核荷载下使用。
　　（5）在滑模施工过程中必须随时检查千斤顶、爬杆、液压油管，保证液压系统正常。
　　
　　
　　参考文献：
　　1、《水工建筑物滑动模板施工技术规范》SL32-92。
　　2、《滑动模板工程技术规范》GB50113-2005
　　3、建筑结构设计手册中国建筑工业出版社1996版

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