平魯地下泵站工程電纜井滑模施工簡介

雷呂麗

（山西省萬家寨引黃工程管理局，山西 太原 030012）

1 工程概況

平魯地下泵站是引黃工程北干線上一座抽水泵站，位于大梁水庫主壩右壩肩上游山體中，擔負著引黃北干線工程輸水期經泵站將水抽入大梁水庫的蓄存任務。其主要建筑物包括地面、地下兩部分：地面部分主要由控制樓、110 kV主變、GIS室及附屬設施等組成；地下部分主要包括主廠房、進出水系統、電纜交通井及交通洞等。

電纜井兼作交通洞，位于廠房上側2～3號機組間，距廠房55.0 m，其間由交通洞連接，井內除敷設電纜外，還設置消防電梯、人行防煙樓梯和排風通道等。電纜井壁采用全斷面鋼筋混凝土襯砌，襯砌后內徑8.4 m，高度162.05 m，現澆混凝土采用滑膜施工。

2 施工方案

2.1 滑模體設計

2.1.1 滑膜結構

滑模體采用桁架梁整體框架結構。

操作盤是滑模的主要受力構件。設計過程中，在保證其強度、剛度和穩定性的前提下，為盡可能減輕其重量，采用輕型桁架梁整體框架結構。

滑模模板采用直徑6 mm鋼板，并焊L50角鋼作為加強肋，與圍圈間采用螺栓聯接（或直接焊接牢固）。盤面采用馬道板鋪設密實。

輔助盤位于操作盤下2.9 m，主要檢查混凝土壁質量，處理局部缺陷、灑水養護、預埋處理等。為確保人員施工安全，采用懸掛式腳手架將井筒斷面全部封嚴，并密實鋪設直徑5 cm馬道板，其外側焊護欄并掛設安全網，四周采用30根直徑16 mm圓鋼懸吊于桁架下部。

提升架采用20 a工字鋼制成“F”型提升架。選用HM-100型液壓千斤頂，設計承載能力100 kN，行程30 mm，計算承載能力按50 kN計。選用ZYXT-36型自動調平液壓控制臺。支撐桿采用直徑48 mm×3.5 mm腳手架管，并代替一根相應位置豎向鋼筋。

2.1.2 滑模載荷分析及千斤頂數量選擇

滑升摩擦阻力G1根據下式計算：

式中：G1——滑升摩擦阻力，kN；

k——附加影響系數，取1.5；

f——摩擦阻力，鋼模板取2 kN/m2；

s——整圈模板的圓柱面積，m2，取40 m2。

經計算，G1＝120 kN＝12 240 kg。

滑模結構自重G2＝工作盤P1+輔助盤P2=13 500+4 100=17 600（kg）。

施工荷載G3為：人員T1＝25 人×70 kg/人＝1 750 kg，設備T2＝2 000 kg，工具T3＝5 000 kg，不均勻系數取1.3、動力荷載系數取 2，即：G3＝（T1+T2+T3）1.3×2＝22 750 kg。

支撐桿的荷載p取千斤頂設計承載力的1/2，即p＝100/2=50（kN）＝5 100（kg）。

支撐桿的數量（千斤頂的數量）按下式計算：

式中：N——操作平臺承載，N＝G1+G2+G3＝52 590 kg；

p——支撐桿的允許承載力，取5 100 kg/cm2；

c——載荷不均勻系數，取0.8。

則n＝52 590/（0.8×5 100）≈13（臺）。

設計中取千斤頂16臺，支撐桿16根，可滿足滑模提升要求。

2.2 輔助系統

輔助系統包括埋件處理和灑水養護、中心測量、水平控制測量等。灑水養護是混凝土施工的一個重要環節。灑水管用直徑25 mm的PVC管，井下分兩個支管，在2個小井內沿混凝土表面布置一周，PVC管上鉆孔，對混凝土表面進行灑水養護。中心測量時利用重垂線進行，觀察模體的水平位移，同時在滑模體四周布置4根重垂線以監測脫模井壁的垂直度。水平測量利用水準管原理，在模體上布置透明膠管，充水固定在模體上進行水平度觀測。

2.3 滑模制作及組裝

第一，井口施工準備。利用電纜井開挖期間形成的提升系統，根據地面總體布置要求，完成井口下料桁架梁、井口混凝土下料管和受料斗及井口安全護欄安裝，并完成封井口工作，然后形成井上下提升系統，同時完成井下供電電纜敷設、照明系統的安裝等。第二，滑模組裝。滑模按設計制作后進行組裝調試，其組裝順序和精度要嚴格按照《液壓滑動模板組裝標準》進行。第三，千斤頂試驗編組。耐壓：加壓120 kg/cm2，5 min不滲不漏；空載爬升：調整行程30 mm；負荷爬升：記錄加荷5 t，支撐桿壓痕和行程大小，將行程相近的編為一組。第四，滑模調試。滑模組裝檢查合格后，安裝千斤頂、液壓系統、插入爬桿并進行加固，然后試滑升3～5個行程，對提升系統、液壓控制系統、盤面及模板變形情況進行全面檢查。第五，井壁處理。滑模下井組裝前，自上而下對井壁進行沖洗、清撬浮渣及井壁掛冰、錨噴空洞處理。第六，測量放線。待底面沖洗干凈并達到組裝條件時，進行測量放線工作，由測量隊提供設計輪廓線和十字中心線。第七，滑模井下組裝。電纜井底板混凝土施工完成后，在電纜井底板組裝模體，組裝前先將底部上方的孔洞進行封閉。驗收合格后，完成千斤頂、爬桿及鋼筋綁扎、埋件的安裝。第八，井內懸吊系統。利用開挖期間形成的下料管、供水管、供電系統等安裝好井內懸吊系統，使混凝土施工達到開盤條件。施工現場敷設一趟3×25 mm2+1×10 mm2電纜，提供380 kVA電源，同時做好50 kVA備用電源準備工作。第九，鋼筋綁扎、爬桿延長。模體組裝調試后，按設計要求進行鋼筋綁扎、焊接。鋼筋綁扎間距符合要求，每層水平鋼筋基本呈一水平面，上下層之間接頭錯開，豎筋間距按設計布置均勻，錯開相鄰的鋼筋接頭，同時利用提升架焊鋼管控制鋼筋保護層。滑升施工中，混凝土澆筑后必須露出最上面一層橫筋。

爬桿在同一水平面接頭不超過1/4，因此第一套爬桿要有4種以上長度規格（2.5 m，3.5 m，4.5 m，6.0 m，...），錯開布置。正常滑升時，每根爬桿長6.0 m，當千斤頂滑升距爬桿頂端小于350 mm時，應接長爬桿，接頭、對齊并確保其垂直度，不平處用角磨機找平，爬桿同環筋相連焊接加固。

2.4 施工工藝

2.4.1 模板滑升及混凝土澆筑

滑模滑升要求對稱均勻下料，滑模混凝土要求塌落度12～15 cm，正常施工按30 cm分層進行，采用插入式振搗器振搗，并避免直接振動鋼筋（爬桿）及模板，振搗器插入深度不得超過下層混凝土內50 mm，模板滑升時停止振搗。滑升時，根據施工現場混凝土初凝、混凝土供料、施工配合等情況確定合理的滑升速度。正常滑升每次間隔2 h，控制滑升高度30 cm，日滑升高度控制在3.5 m左右，混凝土的固身凝固時間為 6～8 h。

混凝土初次澆筑和模板初次滑升時，應嚴格按以下步驟進行：首先澆筑50 mm砂漿或一層半骨料混凝土，接著按分層300 mm澆筑三層，厚度達到950 mm時開始滑升，滑升30～60 mm檢查脫模的混凝土凝固是否滿足要求；滑升150 mm澆筑第五層；再滑升150～200 mm，若無異常情況，便可進行正常澆筑和滑升。

模板初次滑升要緩慢進行，并在此過程中對提升系統、液壓控制系統、盤面及模板變形情況進行全面檢查。正常澆筑和滑升時，應盡量保持連續施工，并設專人觀察和分析混凝土表面情況，根據現場條件確定合理的滑升速度和分層澆筑厚度。滑升過程中派專人檢查千斤頂的情況，觀察爬桿上的壓痕和受力狀態，檢查滑模中心線及操作盤的水平度并對脫模混凝土結構的垂直度進行觀測記錄。

2.4.2 表面修缺及養護

混凝土脫模后應立即進行表面修缺工作。一般用抹子在混凝土表面作原漿壓平或修補，為使已澆筑的混凝土具備適宜的硬化條件、減少裂縫，在輔助盤上設灑水管對混凝土進行養護。

2.4.3 停滑措施及施工縫處理

滑模施工要連續進行，意外停滑時應采取停滑措施。混凝土停止澆筑后，每隔0.5～1 h滑升1～2個行程，直到混凝土與模板不再粘結。施工產生的施工縫應根據水電施工規范，預先對其進行處理，然后在復工前將混凝土表面殘渣除掉，用水沖凈，先澆一層半骨料混凝土或砂漿，然后再澆筑原配比混凝土。

2.4.4 滑模控制

滑模中線控制：為保證結構中心不發生偏移，利用井口平臺梁在井筒中心固定兩垂線進行中心測量控制，同時在滑模體四周布設4根垂線進行井筒型體測量。

滑模水平控制：一是利用千斤頂的同步器進行水平控制，二是利用水準儀測量進行水平檢查。

2.4.5 滑模拆除

施工結束后，利用龍門吊車將模體分塊拆除，滑模模體拆除時應注意：必須在統一指揮下進行，并預先編制安全措施；拆卸的滑模部件要嚴格檢查，捆綁牢固后下放。

2.5 問題及處理方法

滑模施工中，經常出現滑模操作盤傾斜、滑模盤平移及扭轉、模板變形、混凝土表面缺陷、爬桿彎曲等問題，其原因在于千斤頂工作不同步、荷載不均勻、澆筑不對稱、糾偏過急等。因此，在施工中要把好質量關，加強觀測檢查工作，確保運行狀態良好。

第一，糾偏。利用千斤頂自身糾偏，即關閉1/5的千斤頂，然后滑升2～3個行程，再打開全部千斤頂滑升2～3個行程，反復數次逐步調整至設計要求。同時，針對各種不同情況，施加一定外力給予糾偏。所有糾偏工作不能操之過急，以免造成混凝土表面拉裂、死彎、滑模變形、爬桿彎曲等事故。第二，模板變形處理。對部分變形較小的模板采用撐桿加壓復原，變形嚴重時將模板拆除修復。第三，混凝土表面缺陷處理。脫模后用抹子將混凝土表面原漿壓平收光，對局部麻面等缺陷采用高一標號砂漿修復。第四，爬桿彎曲處理。采用加焊鋼筋或斜支撐，彎曲嚴重時切斷，接入爬桿重新與下部爬桿焊接，并加焊“人”字型斜支撐。

3 結語

山西省萬家寨引黃工程平魯地下泵站電纜井混凝土澆筑過程中，成功地應用了滑模施工技術。滑模施工速度快、質量易保證，值得在同類工程中推廣。