溪洛渡水電站左岸電站進水口閘門豎井滑模施工技術

羅毅

(上海勘測設計研究院有限公司，四川成都 610041)

溪洛渡水電站左岸電站進水口閘門豎井滑模施工技術

羅毅

(上海勘測設計研究院有限公司，四川成都 610041)

從模體結構設計、滑模運行管理與質量控制等方面介紹了溪洛渡水電站左岸電站進水口閘門豎井混凝土澆筑滑模施工技術，著重講解了工作門槽“變形結構”設計、施工過程中對模體的體型監測及體型糾偏等方面的施工技術經驗，并對工程實體進行了體型數據分析。

溪洛渡水電站；閘門豎井；混凝土澆筑；滑模；體型控制與糾偏

1 概述

溪洛渡水電站是金沙江下游規劃開發的梯級電站，主要由雙曲混凝土拱壩、引水發電建筑物、泄水消能建筑物組成，壩高285．5 m，總裝機容量13 860 MW。

該水電站左岸電站進水口為露天豎井式，共布置9條閘門豎井，即1#～9#機組，呈一字型排列。豎井底部高程514 m，頂部高程610 m，單個井深96 m，長18．5 m，寬14 m。閘門豎井內設置工作閘門井、檢修閘門井及通氣孔，檢修閘門孔長9．6 m，寬2．6 m；工作閘門孔長9．8 m，寬3．55 m，其內設有四道牛腿；通氣孔長4 m，寬1．5 m，內設爬梯。

閘門豎井一期混凝土標號為C25F150W8；二期混凝土標號為C30F150W8，二期混凝土布置在閘門槽周邊，厚度為60～110 cm。鋼筋型號主要為φ20、φ25、φ28、φ32、φ36五種，鋼筋保護層厚度為8 cm。

施工中存在的主要難點為:

(1)滑模施工為模體連續滑升，在其施工過程中模體持續承受混凝土壓力、材料荷載等因素影響容易造成模體水平位移、偏轉與扭曲，故在滑模施工過程中將模體的體型監測與糾偏作為施工難點，嚴格加以控制。

(2)由于在高程542 m工作門槽截面尺寸發生變化，為提高施工效率，須對工作門槽模體進行特殊設計，以便快速拆裝而達到保證施工進度的要求。

豎井高程533．1 m以下采用翻模施工，高程533．1 m以上采用滑模施工，牛腿部位單獨施工，在高程533．1 m處安裝滑模體并開始滑升。在高程542 m牛腿部位模體空滑，同時進行牛腿備倉。當滑升至高程542 m后完成高程542 m牛腿施工并改裝模體，繼續滑升。高程577．6 m、589 m、604 m三處牛腿做空滑隔離處理(預留牛腿窩)，最后澆筑牛腿混凝土，檢修門槽、通氣孔模體不變，至608．5 m高程滑模體拆除。對于高程608．5～610 m部分采用翻模施工。

筆者主要介紹了高程533．1～608．5 m豎井混凝土澆筑滑模施工技術。

2 滑模設計

每個進水口豎井由檢修閘門井、工作閘門井、通氣孔3個單體滑模組成，單體滑模內部通過桁架梁實現固定支撐，單體滑模之間采用［14槽鋼對焊成方管梁連成一個整體，整個滑模模體通過液壓滑升系統實現垂直上行滑動。

2．1 液壓滑升系統

提升系統中主要的結構部件為“F”型提升架，提升架是滑模與爬桿間的聯系構件，主要用于支撐模體，并且通過安裝在頂部的千斤頂支撐在爬桿上，整個滑升荷載通過提升架傳遞給爬桿。

根據結構設計計算，布置了36個“F”架，每個“F”架上各安裝了一臺QYD－100型10 t千斤頂，滑升動力裝置為HKY－36型自動調平液壓控制臺。

2．2 模板與圍圈

全套滑模模板采用δ8鋼板制作而成，用L50mm×5 mm的角鋼作為加勁肋，同桁架梁骨架相連固定，轉角部位按50 mm半徑用折板機折壓成圓角模板以減小滑升時的阻力。模板高度為1．5 m，模板錐度按4 mm控制，即在半徑方向模板上口大于設計尺寸2 mm，下口小于設計尺寸2 mm。

圍圈選用［18槽鋼，主要用來加固模板。圍圈設計為上下兩道，上圍圈距模板上口距離為25 cm，下圍圈下沿距模板下口距離為20 cm，支撐在提升架支托上，與模板水平加勁肋角鋼焊接固定，使各組模板成為一個整體。

2．3 工作門槽變型結構設計

因工作門槽在542 m高程處要進行變截面施工，為適應此處的施工特點，將工作門槽模體結構設計為可變型結構。

在工作門槽模體框架內部按結構截面尺寸另外設計了兩層滑道固定梁，將梁體與模體主框架焊接成為一個整體作為滑動梁的滑道，在滑道固定梁內插入矩型梁，作為伸縮外層鋼面板的連接構件。

滑動伸縮梁的外端與模體鋼面板上的加強圍圈焊接，用于固定和支撐模體面板，外端面板可隨滑動梁自由伸縮而達到變截面要求。

工作門槽模體各轉角處均設計為螺栓連接型式，相鄰兩塊面板可實現拆分。當混凝土澆筑施工至高程542 m后，將模體各轉角處的連接螺栓全部拆除，再利用布置在模體內部的液壓千斤頂將模體面板頂推至設計截面上實現快速變截面至高程542 m的設計尺寸，然后將各相鄰模體接合處再用螺栓連接成整體，模體變型后四角處再安裝四個預制角模進行現場拼裝，最終完成截面型體的快速變型。工作門槽模體變型結構拆分情況見圖1。

圖1 工作門槽模體變型結構拆分圖

2．4 操作平臺

操作平臺自上而下分為材料平臺、混凝土施工平臺和抹面平臺。

考慮到施工安全和存料方便，在混凝土施工平臺上安裝鋼結構梁柱，上鋪馬道板，形成高4．5 m的材料平臺，用作存料及系統受料平臺。

混凝土施工平臺既承受工作、物料等荷載，同時又是模體的支撐構件，是滑模的主要結構，門槽與通氣孔采用桁架梁鋼結構。由于混凝土施工過程中垂直荷載和側向受力較大，為保證操作盤的強度和剛度，選用L75角鋼加工制作成700 mm× 1 000 mm，800 mm×1 000 mm兩種復式桁架梁，并利用［14槽鋼梁將3個模體聯為一體。在桁架梁上鋪設δ50木板形成混凝土施工平臺。

抹面平臺為養護、抹面、預埋件處理的工作平臺，采用鋼結構懸吊布置，在檢修門槽、工作門槽、通氣孔內各布置1套抹面平臺，采用［12槽鋼制成框架，用L50 mm×5 mm角鋼焊制加強筋，上鋪δ50馬道板，用φ18×2 m圓鋼懸掛在桁架梁上，抹面平臺距井壁距離為200 mm。抹面平臺圍欄用φ18鋼筋圍二道護欄，護欄四周用安全網全封閉，以保證施工人員的安全。

3 運行管理與體型控制

3．1 模體滑升時機的選擇

在每次模體正式滑升前進行一次試滑升，試滑升距離為千斤頂一個行程(3 cm)。在進行試滑升時，由專人在抹面平臺對混凝土強度進行檢查，具體標準為“用手指按壓混凝土面無明顯凹陷且留有指印”，此時滑升模板既不會造成出模混凝土蠕動、拉裂、局部垮塌，又利于抹面處理。在保證混凝土出模質量及來料正常的前提下，每天能滑升3～4 m。

3．2 體型監測

(1)采用儀器精準監測。

滑模施工過程中，每隔5～7 m進行一次體型測量，主要對模體的水平位移進行監測，在滑模經過牛腿空滑隔離之后必須進行一次體型測量。測量過程中，暫停混凝土下料、振搗及材料吊裝，避免施工對模體產生擾動，影響測量儀器的精度。將測量儀器的架設平臺固定于鋼筋網上，應避免施工平臺上人員走動干擾到儀器架設平臺而產生粗差。

(2)中心定位板監測。

為滿足日常施工中對模體體型的監測及校準需要，在井筒內設置了4根重錘鋼絲。滑模的垂線每2 h監測一次，及時掌握滑模的運行狀態，發生偏移及時糾偏并做好記錄。具體觀測方式為:在檢修閘門井與工作閘門井兩端模體上用鋼板制作一個80 mm×80 mm的正方形中心定位板，初次滑升前垂線從方框的中心通過。滑升過程中監測垂線到方框四周的距離，以確定滑模的偏移情況。

3．3 體型糾偏

(1)水平位移的糾偏。

利用千斤頂自身糾偏。其原理為:讓一部分千斤頂不工作，使模體整體產生一定的傾角，讓模體沿著傾斜方向上升以回到設計位置，即把模體被偏移側的千斤頂關閉，然后滑升1～2個行程，再打開全部千斤頂滑升2～3個行程，由于模體為剛性連接，有可能整體滑升而看不到糾偏，因此，只有反復數次才能將其逐步調整至設計位置，糾偏時控制滑模盤高差不超過10 cm。滑模接近回到設計位置時及時通過限位器把模體調成水平，防止出現糾過現象。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、爬桿彎曲等事故的發生。

(2)模體旋轉的糾偏。

當滑模模體發生旋轉時，要及時查找旋轉發生的原因并采取以下措施進行處理:當模體發生旋轉時，需借用外力進行糾偏，通常采用以下兩種方式:①把模體旋轉方向的千斤頂固定螺栓松開，在千斤頂旋轉方向一側的底座下墊楔形鋼板，使千斤頂反向傾斜，以至爬桿向反向傾斜，從而牽引模體回轉。②在模體滑升時采用導鏈反向牽引模體，使模體向反方向回轉；或采用2臺10 t螺旋千斤頂在模體的兩側交叉斜向頂緊模體，在模體滑升時產生一個力偶，從而使模體回轉。滑模糾偏時，適當減小模體內新澆混凝土厚度以減少阻力。

3．4 體型控制成果

溪洛渡水電站左岸電站進水口閘門豎井滑模施工完成后對成型混凝土體型(包含門槽)進行了檢測，其成果見表1。

表1 體型檢測成果表

4 結語

(1)通過采用“工作門槽變型結構設計”，實現了滑模拆裝過程簡單化、快速化；

(2)根據體型測量數據，溪洛渡水電站左岸電站進水口豎井滑模施工工程實體體型絕對偏差小于2 cm，點數大于90%，施工質量優良。

TV7;TV52;TV53+6

B

1001-2184(2015)05-0097-03

羅 毅(1986-)，男，四川宜賓人，助理工程師，學士，從事水利水電工程設計工作．

(責任編輯:李燕輝)

2015-05-15