吉沙电站调压井闸门井液压滑模衬砌混凝土施工
摘 要 介绍云南吉沙电站调压井闸门井混凝土衬砌采用液压滑模施工,既提高了工程施工质量,加快了施工进度,也取得了显著的经济效益。
1 工程概况
吉沙水电站为引水式水电站,主要由混凝土闸坝、水道系统和地面厂房等组成。坝顶高程3137. 0m,最大坝高约36m,坝顶长74. 75m。水道系统沿硕多岗河左岸布置,由首部进水口、引水隧洞、调压井和高压管道等组成,其中进水口底板高程3116m;引水隧洞长度14. 47km,成型洞径分为Φ3. 3m和Φ4. 3m,纵坡i=3. 8%;阻抗式调压井高104. 11m,圆型断面,成型洞径Φ7. 5m。主厂房尺寸为58m×21m×35. 5m(长×宽×高),安装2台60MW立轴冲击式水轮发电机组,总装机容量120MW。
2 调压井、闸门井液压滑模
3 滑模施工准备
滑模施工前必须做好准备工作,其中包括底板的凿毛、冲洗,滑模组装调试,测量放线,为滑模定位组装做好准备。
3. 1 滑模制作组装
滑模按设计要求制作后,进行组装调试,并按GB113-87《液压滑动模板施工规范》, SL32-92《水工建筑物滑动模板施工技术规范》,质量标准进行检查调整。
3. 2千斤顶试验编组
(1)耐压:加压120?/c?, 5min不渗不漏;
(2)空载爬升:调整行程30mm;
(3)负载爬升:记录加荷5,t检验支撑杆压痕和行程大小,将行程相近的编为一组。
施工用千斤顶,按一般要求需备用一部分,且需经常检修,还需备用弹簧、上卡头、排油弹簧、钢珠、密封圈、卡环、下卡头等。
3. 3 滑模调试
滑模组装检查合格后,安装千斤顶、液压系统,插入爬杆并进行加固,然后进行试滑升3~5个行程,对提升系统、液压控制系统、盘面及模板变形情况进行全面检查,发现问题及时解决,做到可控、能控、在控确保施工顺利进行。
施工现场需敷设一3×25+1×10电缆,提供380V电源。为确保滑模施工顺利进行,不发生粘模事故,应做好备用电源准备工作。
为保证混凝土质量,在模板下端一周铺设喷淋管,以便于及时对出模的混凝土进行养护。
4 滑模施工
4. 1 钢筋绑扎
滑模施工的特点是钢筋绑扎、混凝土浇筑滑模滑升平行作业,连续进行互相适应,模体定位后,按设计进行钢筋绑扎、焊接,滑升施工中,爬杆在同一水平内接头不超过1/4,因此爬杆要有4种以上长度(3. 0m 3. 5m 4. 0m 4. 5m),错开接头,正常滑升时,每根爬杆长4. 0m或4. 5m,且要求平整无锈皮,当千斤顶滑升距爬杆顶端小于350mm时,应接长爬杆,接头对齐,爬杆同环筋相连加固,爬杆现场备齐并由专人管理。
4. 2 混凝土运输、下料
模板施工用混凝土由搅拌站提供,由3m3和6m3搅拌车运输至下料装置,直接入仓。钢筋及其他材料采用起吊设备吊运到工作面,人员由爬梯上下。
4. 3 滑模施工工艺
4. 3. 1 混凝土浇筑
(1)滑模施工按以下顺序进行:下料—平仓振捣—滑升—钢筋绑扎—下料。
(2)滑模施工要求混凝土对称均匀下料,按30cm一层进行,采用插入式振捣器振捣,经常变换振捣方向,并避免直接振动爬杆及模板,振捣器插入深度为下层混凝土内50mm,模板滑升时停止振捣。模板正常滑升根据现场施工情况确定合理的滑升速度,按正常滑升每次间隔不大于1. 5h,控制滑升高度30cm,日滑升高度控制在10m左右。
(3)混凝土初次浇筑和模板初次滑升应严格按以下步骤进行:第一次浇筑300mm厚的混凝土或砂浆,接着按300mm浇筑两层,厚度达到900mm时,开始滑升30~50mm检查脱模的混凝土凝固是否合格,第四层浇筑300mm后滑升300mm,若无异常情况,便可进行正常浇筑和滑升。
(4)模板初次滑升要缓慢进行,并在此过程中进行全面检查,发现问题及时处理,待一切正常后方可进行正常浇筑和滑升。
4. 3. 2 模板滑升
施工进入正常浇筑和滑升时,应尽量保持连续施工,设专人观察和分析混凝土表面情况,根据现场条件确定合理的滑升速度和分层浇筑高度。
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,手感有硬的感觉,并留有1mm左右的指印,用抹子抹平为标准。
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,检查滑模中心线及操作盘的水平度。
4. 3. 3 表面修整及养护
混凝土表面修整是关系到结构外表和保护层质量,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,在模板下端一周铺设喷淋管喷水对混凝土进行养护。
4. 3. 4 止水、预埋件及预留处理
需凿毛和埋件处理的止水带、分缝沥青板需随浇随埋;针对不同埋件设专人及时进行处理。
4. 3. 5 停滑措施及施工缝处理
滑模施工要连续进行,因结构变化、意外停滑时应采取“停滑措施”混凝土停止浇筑后,每隔0. 5~1h,滑升1~2个行程,直到混凝土与模板不再粘结(一般4h左右)。由于施工造成施工缝,然后在复工前将混凝土表面残渣除掉,用水冲洗,先浇一层水泥砂浆,然后再浇筑原配混凝土。
4. 3. 6 滑模控制
滑模中线控制是为保证竖井中心不发生偏移,在竖井中心悬挂一根垂线进行中心测量控制,保证其模板边缘部位的测量要求。
滑模水平控制,一是利用千斤顶的同步器进行水平控制,二是利用水准测量,进行水平检查。
4. 3. 7 滑模拆除
滑模滑升至指定位置时,将滑模滑空后,利用起吊设备在高处拆除。滑模装置拆除应注意以下事项:
(1)应预先编制安全措施,必须在技术人员统一指挥下进行。
(2)操作人员必须配带安全带和安全帽。
(3)拆除的滑模部件要严格检查,捆绑牢固后下放。
4. 3. 8 滑模施工中出现问题及处理
滑模施工中出现问题有:滑模操作盘倾斜、滑模盘平移、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,载荷不均匀,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,确保滑模良好运行状态,发现问题及时解决。
4. 3. 9 滑模施工中纠偏
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、混凝土掉块、滑模变形、爬杆弯曲等事故发生。
4. 3. 10 滑模施工中爬杆弯曲处理
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”字形斜支撑。
4. 3. 11 滑模施工中模板变形处理
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. 3. 12 混凝土表面缺陷处理
采用局部立模,补修采用比原标号高一级的膨胀细骨料混凝土,并用抹子抹平。
5 滑模施工中液压千斤顶的同步控制
5. 1 滑模施工千斤顶同步性控制方法
平台在组装时就应抓好组装质量,使之满足规范的要求。在滑升时应注意以下几点:
(1)初次滑升前,应用水准仪在各个支承杆找出水准线,并以此作为标准,在支承杆上每隔20~30cm划线,每一条水准线均作为以后限位调平器的限位标志,为了防止水准线经过几次使用后,有积累误差,以后每个工作台班都应重新测量一次水准标志,以提高施工精度。一般来说,如果按照上述的方法进行施工,平台的不同步性很小,即使出现不同步,经过小的调整,即可满足要求。
(2)在施工中出现了由于施工管理混乱,而千斤顶的不同步造成了平台的倾斜,可以用液压控制台后面的针形阀来调整平台,使之大致处于一个水平位置,具体方法如下:
根据平台的高低状况,将偏高一侧的平台控制油路的针形阀关闭,偏低一侧的平台的油路处于开放状态,将控制台处于加压状态,经过几次动作,平台将逐步回到大致水平状态,然后再按照上述方法,加以精确调平。
(3)平台在提升过程中如果出现中心偏移的情况,也可以利用平台倾斜法,来加以调整,使构筑物的中心在允许范围内。
5. 2 正常滑升阶段施工的主要特点
正常滑升阶段混凝土每次浇捣25~30cm,每次提升间隔时间为1~2h,出模混凝土表面应设专人清理修饰,当滑升至3m高时,搭设外悬挂平台,作为清理、修饰外表面的工作平台。正常滑升程序为:扎筋———浇混凝土———提升。
5. 2. 1 停滑
由于天气等多种突发因素,必须停止施工时,应作停滑处理,留设水平施工缝,将混凝土浇至同一水平面,每隔1h提升一次,连续提升6~7h,直至上层混凝土与模板无粘连,再次滑升时应将混凝土表面凿毛,铺2~3cm砂浆一层后在继续滑升。
5. 2. 2 平台控制测量
平台控制测量可设一上中心点和多个外测点,每班测一次平台水平。
6 滑模施工质量保证措施
(1)对混凝土的配合比、外加剂进行试验工作,测定混凝土的塌落度、用混凝土贯入度仪试验出初凝时间,作为为滑模施工的指导参数。
(2)从滑模组装到混凝土浇筑施工,严格按照竖井周边进行控制,确保其垂直度,偏差要符合施工质量技术要求。
(3)严格按照分层分片对称浇筑混凝土,每次滑升间隔时间不超过2h,滑升高度最大不超过300mm。
(4)每次浇筑后必须露出最上
面一层横筋,钢筋绑扎间距符合要求,每层钢筋基本上呈一水平面,上下层之间接头要错开,竖筋间距按设计布置均匀,相邻钢筋的接头要错开,在同一水平面的钢筋接头数应小于总数的1/5。
(5)要经常备用一部分钢筋,竖筋不超过50根,横筋不少于3层。
(6)滑升的过程中,每次滑升要进行一次测量工作,发现问题及时处理。
(7)交接班应在工作面进行,了解上班前滑升情况和发现问题,制定本班的滑升方式,并滑升2~3个行程进行测定。
(8)加强设备的使用和维护工作,控制箱在每次滑升前油泵空转1~2min,给油终了时间2~3s,回油时间不少于10s,在滑升过程中应了解设备运行状态,有无漏油和其他异常现象,工作不正常的千斤顶要及时更换,拆开检修备用。
(9)因故停止浇筑混凝土超过2h,采取“紧急停滑措施”并对停工造成的施工缝认真处理。
7 滑模施工的安全措施
操作盘和辅助盘均设护栏,盘面经常保持清洁,以防坠物伤人。各种悬吊装置牢固可靠,按时进行安全检查工作,确保安全无事故。同时做好电气设备管理和维护工作,防止漏电事故发生。经常检查液压管路,发现破损及时更换,防止高压油管爆裂喷油伤人。
8 结语
调压井竖直滑模施工衬砌垂直高度104m,开挖直径9. 1m,衬砌厚80cm,布双层钢筋,开挖围岩为Ⅱ,井壁无渗水。
混凝土为C20W8F150,总方量3500m3,二级配、使用部位为调压井竖井衬砌(包括井身与事故门槽)开工时间2006年8月15日,完工时间2006年11月20日,各类作业人员计20人,除滑模机具外配备施工机具10套。混凝土采用溜槽入仓,施工效果证明采用滑模施工较常规施工方法节省工期三分之二,易于管理、安全方便,使人尽其力,物尽其用,达到高速、优质、低耗的目的,提高了施工机械化水平,减轻了劳动强度,做到了安全施工,降低了工程成本。
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