溪洛渡水電站左岸引水壓力管道深豎井混凝土施工技術

譚 華

(中國能源建設集團有限公司安全質量環保部 北京 100029)

唐明酉

(溪洛渡施工局工程技術部 永善 657300)

1 工程概況

溪洛渡水電站左岸地下電站采用單機單管供水，設有9條引水壓力管道，平行布置，編號為1～9號。引水壓力管道上游與進水口(岸塔式結構)相連，下游接廠房機組。每條引水壓力管道由上而下分為上平段、上彎段、豎井段、下彎段及下平段。其中豎井段管道開挖洞徑11.8m，管道內徑10m，為鋼筋混凝土襯砌結構，襯砌厚度0.90m，9條豎井深為95.219～104m不等。

2 主要施工程序及施工布置

2.1 主要施工程序

根據引水壓力管道節點工期要求，9條壓力管道豎井段混凝土分為3組施工，配置3套滑模系統周轉使用:9號、8號、1號豎井→7號、5號、6號豎井→2號、4號、3號豎井。單條豎井的混凝土襯砌滑模施工工藝流程如下:施工準備(含豎井底部2m高混凝土澆筑)→滑模安裝→井身段鋼筋綁扎→埋件安裝→倉面清理→倉位驗收→混凝土澆筑→滑模初次滑升→滑模正?；Y束→滑模拆除。

豎井底部2m高井圈混凝土和下彎段混凝土最后一段一起澆筑，作為豎井滑模支撐平臺，并將大吊盤下放到下彎段支撐排架上作為滑模安裝操作平臺。同時為了方便后期上彎段混凝土澆筑，在井口預留50cm作為上彎段支撐鋼平臺搭設空間。

2.2 主要施工布置

2.2.1 提升系統布置

根據壓力管道豎井段整體規劃，結合豎井混凝土施工特點，主要采用10t卷揚機提升φ9.5m大吊盤作前期準備工作，5t雙卷揚機提升吊籃作為作業人員和材料上、下井。

在開挖階段已經形成了10t、5t、3t三套卷揚機提升系統，10t卷揚機配 φ28mm鋼絲繩提升大吊盤(φ9.5m圓形)，5t卷揚機配φ18mm鋼絲繩提升小吊籃，3t卷揚機配φ12mm鋼絲繩吊配重塊。豎井混凝土施工期間主要沿用原有系統，新增一臺5t卷揚機配φ18mm鋼絲繩系統，與原有5t卷揚機前后高低布置，組成雙卷揚系統(雙卷揚的型號和性能要一致，保持同步)。10t卷揚機提升大吊盤用作前期基巖面的清理及下料系統的安裝，完成后大吊盤下放到下彎段排架上，作滑模安裝平臺使用，在滑模施工完成拆除后，大吊盤吊起作為灌漿施工平臺。

小吊籃設計尺寸為:長×寬×高 =2.0m×1.4m×2.0m，主要采用［12槽鋼焊接框架，下部1.2 m高的四周用1mm白鐵皮圈封，側面設一0.75m×1.2m的活動門，四角設吊鉤(φ32mm圓鋼)。由于鋼筋材料為6m左右，為防止鋼筋外翻，在小吊籃上三面用［10槽鋼焊接1.0m高鋼筋支架，另一面在距離吊籃底部約30cm高位置留30cm×30cm的鋼筋卸料口。

2.2.2 鋼平臺布置

為了滿足作業人員、施工材料下井，需要在壓力管道上彎段搭設施工鋼平臺及梯道，作為提升系統和上彎段之間的連接通道。鋼平臺按均布荷載值為1000kg/m2設計，布置在上彎段結束斷面上方11.50m處，主梁及斜撐為I20a工字鋼，臨墻側通過錨筋(φ25mm 螺紋鋼，長2.0m，入巖1.5m)固定在混凝土基座上;次梁為［10槽鋼，間距60cm;平臺鋪板為δ=10mm花紋鋼板或經過防滑處理的普通鋼板;周邊護欄封閉，高1.2m，φ48mm鋼管焊制。鋼平臺與上彎段設置1.00m寬的鋼爬梯人行梯道。

2.2.3 下料系統布置

根據壓力管道結構特點，為減少堵管幾率，下料系統由上部滑槽和下部溜管組成。

供料點設在上彎段起點位置附近，鋼平臺以上至供料點設置溜槽，并布置于上彎段人行鋼爬梯旁邊，方便清理控制，溜槽末端設置受料斗(料斗上鋪設φ10@5cm×5cm網格鋼筋形成過濾網，防止超徑石塊進入溜管，發生堵管)。

鋼平臺以下至滑模分料平臺間沿巖壁布置φ200mm溜管，每條豎井布置一趟溜管，溜管上每隔15m設置一個H形防離析緩沖器，其中首節緩沖器安裝位置距離溜管上口距離不大于9m，并在末端出料口設彎頭作為緩沖。為了便于溜管的安裝和拆除，溜管的長度按3m一段進行制作。溜管利用巖壁外露的系統錨桿固定牢靠，并用φ18mm鋼絲繩將溜管串聯固定在井壁的系統錨桿上作為應急。

3 主要施工方法

3.1 滑模設計

豎井采用爬桿埋升式滑模技術?；Ｗ陨隙路謩e由分料防護平臺、滑升平臺、定型鋼模板、下部抹面掛平臺以及液壓爬升系統等幾個部分組成。滑模具體結構布置詳見下圖。

滑模結構布置圖

定型鋼模板為圓弧形散裝模板，單塊高度為1.2m，寬度為0.6m，通過圍圈和挑梁與提升架聯接。整套滑模由20個L形提升架通過24臺QYD—100型液壓千斤頂提升。

3.2 滑模施工準備

滑模混凝土施工具有很高的連續性要求，必須做好充分的準備工作，以保障混凝土施工的順利進行。

滑模施工前，應完成下料系統安裝、滲水處理、測量控制點的布置、施工風水電管線(路)檢修、上彎段部位的浮渣清理、卷揚機系統檢修維護保養以及防護欄桿加固等各項施工準備工作。

還需要自上而下對豎井井壁用高壓水進行沖洗，對存在局部欠挖部位進行處理。

3.3 滑模安裝

滑模利用φ9.5m大吊盤作為安裝平臺，由卷揚機系統下放材料。其主要安裝順序:

搭設安裝平臺(φ9.5m大吊盤)及臨時腳手架→提升架→中心鼓圈→輻射梁→內環梁→外環梁→平臺斜撐→挑梁→圍圈→模板→中心拉桿→鋪板→液壓系統→動力安裝→上部防護平臺搭設→料槽布置→下掛抹面平臺(滑模上升2m左右施工)。

3.4 模板滑升

滑模施工分為初始滑升、正?；屯瓿苫齻€階段。滑模施工初始階段的混凝土分層澆筑至60～70cm高度，然后開始進行模板的試滑升。正?；A段時，混凝土澆筑高度應控制在模板上口以下50～100mm處，并應將最上一道橫向鋼筋留置在外，作為綁扎上一道橫向鋼筋的標志。

3.4.1 初始滑升

初滑升時一般連續澆筑2～3個坯層(高度約60～70cm)，當混凝土達到初凝至終凝之間(即底層混凝土強度達到0.3～0.35MPa時)即可進行試滑升。試滑升是為了觀察混凝土的實際凝結情況，以及底部混凝土是否達到出模強度，試滑升時，滑升要緩慢進行，將模板提升5cm左右，同時檢查脫模時間是否合適，如混凝土出模后不塌落，又不被模板帶起(指壓有痕，但不黏手)，則可進行初滑升。初滑升階段一般一次提升20～30cm。由于初始脫模時間難于掌握，因此，必須在現場進行取樣試驗確定。

滑升過程中對液壓裝置、模板結構以及有關設施的負載條件作全面的檢查，發現問題及時處理。因全部荷載由爬桿承受，應重點檢查爬桿有無彎曲情況、千斤頂和油管接頭有無漏油現象、模板傾斜度是否正常等。

3.4.2 正?；?/p>

滑模經初始滑升并檢查調整后，即可正?；?。正常滑升時應控制滑升速度為10～20cm/h，每次滑升20～30cm。滑升時，若脫?；炷辽杏辛魈省⑻虮砻娉什y狀，說明混凝土脫模強度低，應放慢滑升速度;若脫模混凝土表面不濕潤，手按有硬感或伴有混凝土表面被拉裂現象，則說明脫模強度高，宜加快滑升速度。

在模板正?；陂g，所有的千斤頂應充分地進、回油。如出現油壓升高且液壓千斤頂頂升出現異常情況時，應立即停止提升操作，檢查原因并及時進行處理。在滑升過程中，操作平臺應保持水平，提升中各千斤頂的相對高差不得大于20mm，且相鄰兩個提升架上千斤頂的升差不得大于10mm。為了控制操作平臺的水平，應在滑升過程中隨時進行有效的水平度的觀測，以便及時采取調平措施糾正水平升差。與此同時，也應隨時檢查和記錄結構垂直度、扭轉及結構截面尺寸等偏差數值，并采取相應的糾正措施。

正?；A段的混凝土澆筑與鋼筋綁扎、模板滑升施工等各道工序之間應相互交替進行，緊密銜接以保證施工順利進行。在滑升過程中，應及時清理粘結在模板上的砂漿。

3.4.3 完成滑升

當模板滑升至距終止高程約1m左右時，滑模即進入完成滑升階段。此時應放慢滑升速度，準確找平混凝土，以保證頂部高程及位置的正確。

混凝土澆筑結束后，模板繼續上滑，直至混凝土與模板完全脫開為止。在此階段必須嚴格控制滑?；乃俣?。

3.5 滑?？刂萍凹m偏措施

滑模發生偏移由兩種原因造成:?模板內混凝土的側壓力不均衡而使模板發生偏移;?千斤頂不同步而造成模板產生傾斜，甚至發生扭轉，如果不及時糾正，會隨著傾斜模板的上升而發生偏移。為防止模板發生偏移，針對產生的原因不同采用不同的措施進行預防和糾偏，且需按漸變原則進行。

3.5.1 測量控制

模板的初次滑升必須在設計的斷面尺寸上，當模板組裝好之后，要求精確地對中、整平，經驗收合格后，方可進行下道工序。

在滑模滑升過程中，滑模的滑升偏差主要采用吊線錘方式進行控制，其做法為:在上井口設置兩組垂線吊錘，吊線采用16號鉛絲，吊錘采用大號金屬錘球，兩組錘球投影形成的點連線后必須經過豎井中心點(設計中心線)，在檢查滑模偏差時只要校核錘球投影形成的豎井中心與滑模設計中心重合即可。

在滑升過程中，時刻觀察模板與錘線的相對位置，同時定期用裝滿水的透明水準管對滑模水平面進行調平和校核，每班至少進行1次模板水平校核。

3.5.2 初次滑升模板固定

在初次滑升前，為了防止混凝土下料不均勻所導致的側壓力使模板發生偏移，在模板對中、調平、固定重垂線后，需要對初次滑升模板的上下口進行加固處理。

上口周圈用φ40絲桿頂住模板進行固定。模板下口內側焊擋塊進行限位，周圈共設6個，均勻布在模板下口外側;為保證鋼筋保護層的厚度，周圈預放與結構混凝土相同標號的混凝土預制塊固定在鋼筋上，同時對模板進行限位。當準備滑升時，松開上口絲桿，即可進行滑升。在整體滑升過程中，應避免下料不均勻而對模板產生不均衡側壓力，因此要求混凝土下料對稱均勻，必須遵守入倉、平倉、振搗、滑升的順序，每次下料高度不超過30cm，下一層振搗一層，提升一次，并保證模板內有一定厚度的混凝土，控制好混凝土的下料速度和滑模的滑升速度，一般控制模板中混凝土高度在90cm左右，即滑空高度不超過30cm。

3.5.3 爬桿加固

起滑段爬桿加固:豎井滑模安裝階段的爬桿下段與豎井結構分布鋼筋間進行焊接，爬桿與內層結構主筋(環向鋼筋)間綁扎連接;并在千斤頂下卡頭與已澆筑混凝土面之間的爬桿中部增設拉桿(φ25鋼筋)，其兩端分別與爬桿和錨桿進行焊接牢固。

正常滑升段爬桿加固:由于爬桿的自由長度較長，在外力作用下有可能產生側向位移(即擺動)。為了防止此類現象發生，在施工中可根據實際情況(如出現擺動時)，利用井身內結構鋼筋或系統錨桿焊接φ16鋼筋，鋼筋一端焊接φ50mm圓環套住爬桿，并沿洞周均勻布置，每2m一圈，當模板上升到此位置時割斷除掉，模板繼續上升。

3.5.4 對千斤頂不同步進行限位

模板在滑升過程中發生偏移的最主要原因就是由于千斤頂不同步而造成模板發生傾斜，即模板中心線與井身的中心線不重合。

為了防止此類現象的產生，擬采取以下措施:?每個千斤頂在安裝前必須進行調試，保證行程一致;?在每個千斤頂上安裝限位裝置，即在井口的千斤頂上部30cm處安裝限位器，安裝限位器時用水準儀找平，保證模板在30cm行程中行程一致，從而使整個模板水平上升而不發生偏移。

3.5.5 千斤頂糾偏

在滑升過程中，通過重垂線發現模板有少量偏移(一般在±1cm以內)，利用千斤頂來糾偏;如發生向一側偏移，關閉此側的千斤頂，滑升另一側，即可達到糾偏目的。在糾偏過程中，要緩慢進行，不可操之過急，以免混凝土表面出現裂縫。

3.6 混凝土抹面及養護

在豎井滑模滑升后，混凝土強度較低，混凝土表面不光滑或出現裂紋，需對混凝土進行抹面，以確保施工質量。混凝土抹面采用原漿，在滑模爬升后人工利用滑模下部反吊的抹面平臺完成。抹面前應做充分的防水措施，嚴禁有滲水、滴水浸蝕混凝土面，并用直尺和弧形靠尺檢查表面平整度和曲率。在抹面時還應特別注意接口位置，消除錯臺，并使其平整，曲面達到曲率要求。

混凝土澆筑完12h后，進行養護，養護時長為28天。養護采用噴水花管進行流水養護，花管采用φ25鋼管制作，固定在滑模抹面平臺靠混凝土面的圍欄上，環向布置一圈，與供水管連接并設控制閥，與滑模抹面平臺同步上升，不養護時，切斷水源即可。

4 結語

溪洛渡左岸地下電站引水壓力管道豎井具有外觀質量要求高、工期緊張等特點，同時面臨滑升高度大、材料入倉困難、混凝土防分離問題突出等難題。在施工中，通過不斷總結經驗，取得深豎井混凝土安全、快速、高質量施工。關鍵技術包括:?合理使用提升系統，對載人吊籃進行加高改造，開鋼筋卸料口作為材料運輸設備;?有效改進下料系統，將傳統深豎井施工中所用的BOX管緩沖器改成創新的H形防離析緩沖器，克服了BOX管容易破損，安全隱患大的缺點;?合理調配混凝土料，通過不斷的優化調整試驗，適應滑模施工的混凝土料，并針對深豎井離析嚴重、中石對下料系統磨損大等問題，適量減少了中石摻量;?選擇了正確的滑模，采用散裝滑模施工，材料吊運、安裝、拆除極為方便、簡單、安全，單套滑模安裝只需一個星期，且高質量保證了混凝土結構體形，偏差均在2cm以內。其施工技術值得同類工程借鑒。?