拉西瓦水电站尾闸井滑模施工技术_

拉西瓦水电站尾闸井滑模施工技术
   摘要：拉西瓦水电站是黄河流域特大型水电工程。所介绍的拉西瓦水电站尾水闸门操作室闸门井滑模施工打破常规，从门槽两侧边墩连续滑升通过门洞、门楣一次成功，加快了尾闸井砼施工进度，节约了成本，并取得了良好的施工质量。
   引言
   拉西瓦水电站枢纽工程建筑物由混凝土双曲薄拱坝、右岸引水发电系统以及坝身段泄洪和坝下消能防冲水垫塘3部分组成。其中右岸尾水系统6个闸门井标准断面为11.30 m×3.35 m（长×宽）的矩形结构，每个闸门井由门槽、门楣、井身3部分组成，其中EL2198 m～EL2213.56 m为与延伸段相交的门槽两侧边墩和弧形门洞（高15.56 m），EL2212.56 m～EL2215.06 m为门楣和二期混凝土部分（高2.5 m），EL2215.06 m～EL2247 m为井身部分（高31.94 m）。
   从门槽边墩EL2199 m到闸门井EL2247 m，滑过边墩、弧形门洞顶拱、跳过门楣，48 m高一期混凝土一次滑升到位，6个闸门井共滑升高度288 m。
   1  滑模设计
   该闸门井采用液压爬式滑升模板，整个滑模设计为钢结构，模板、围圈、操作盘，提升架等构件之间为螺栓连接。整个滑模装置主要由模板、围圈、小桁架、操作盘、提升架、副平台、支撑杆和液压系统构成。
   1.1  模板
   爬升滑模采用P3015普通组合钢模板，模板高为120 cm，相邻两块模板间采用U型卡连接。模板背面采用[8槽钢和[10槽钢做围囹，加强模板刚度。两槽钢之间采用勾头螺栓连接。
   1.2  围圈
   采用∠75×7和∠50×5两种角钢制成80 cm×60 cm（高×宽）的钢桁架围圈沿模板外侧布置一圈。围圈距模板上口、下口距离为20 cm，围圈共分为六段，上下游侧各分两段，左右两侧各一小段。段和段之间采用10 mm厚钢板和Φ22 mm螺栓连接，每段围圈与模板围柃（[10槽钢）焊接成一整体。
   1.3  小桁架
   是连接围圈和主梁的小矩形钢构小桁架，采用∠75×7和∠50×5两种角钢焊接而成。尺寸为40 cm×60 cm×60 cm（高×宽×长），共6个。小桁架和主梁采用焊接方式连接，桁架和围圈之间螺栓连接。
   1.4  提升架
   提升架为“开”形，由主梁、立柱和操作平台的支托等部件组成。提升架是承受作用于整个模板上的竖向荷载和平台荷载并传给千斤顶与支承杆的主要构件。
   主梁采用两根[28]槽钢同钢板焊接成柱状梁，单根长400 cm，共计3根。立柱采用[10槽钢同主梁焊接，单根高238 cm。
   1.5  操作平台系统
   （1）主操作平台
   主操作平台为滑模施工主控制平台，采用轻型桁架梁结构，由主梁、轻形桁架、铺板组成。在每根主梁两端打Φ100 mm透孔穿过支撑杆，再通过穿心千斤顶将围圈、主梁和模板及操作平台连为一体，通过千斤顶爬升带动滑模上升。
   （2）副平台
   副平台主要为堆放材料和支撑混凝土集料斗及其它必要的设备等，为主操作平台提供辅助作用。1.6液压提升系统
   （1）液压系统
   滑模液压采用一台YKT-36型液压机控制，液压系统有，HM-100型液压千斤顶、油管及附件组成。
   （2）支撑杆
   支撑杆采用48 mm钢管，支撑杆穿过液压千斤顶的通心孔与提升架连接，滑升荷载通过提升架传递给爬杆。
   2  滑模施工
   拉西瓦水电站尾闸井滑模施工打破了常规滑模施工方法，从闸门槽两侧边墩开始起滑，千斤顶布置随滑模不断滑升，从最初四个边墩部位向中间偏移，当滑到弧形门洞拱肩时，中间千斤顶开始受力，当滑到弧形拱顶位置时，中间和两侧千斤顶均匀受力。根据闸门井特点，滑模施工分3个阶段：
   第一阶段：门槽两侧边墩和弧形门洞的滑升按常规不采用滑模浇筑，但通过增加堵头模板和合理的变化千斤顶位置实现了正常滑升。施工程序：闸门槽底板和50 cm高的边墩混凝土浇筑→边墩钢筋绑扎→边墩立堵头模板→滑模安装→延伸段圆弧封顶模板→钢筋绑扎→开始滑升。施工难点
   （1）闸门槽两侧边墩两道竖向止水中间堵头模板的加固。
   门槽两侧边墩上下游竖向各有一道铜止水和一道橡胶止水，橡胶止水和铜止水间采用P3015的标准小钢模，铜止水和混凝土边线间用3 cm厚的刨光板条，滑模紧贴板条滑升，止水与模板间填塞海绵条防止漏浆。橡胶止水两边模板加固，采用橡胶止水弯折90°紧贴模板背面，然后采用拉杆、围囹依托脚手架加固模板；铜止水和混凝土边线间的板紧贴滑模，随滑模向上滑升进行加固。
   （2）弧型门洞顶拱圆弧模板及上下游面堵头模板加固。
   以闸门槽正下方9 m宽的满堂红脚手架为支撑平台，顶拱圆弧模板采用加工好的成品异型木制排架模板现场拼装，上下游立面堵头采用P3015模板，局部边角部位采用临时板堵头。
   （3）滑模中间千斤顶无法生根的问题。
   由于门楣以下衬砌体中间为闸门槽，中部千斤顶无法生根。经验算，最终采取四角各增加一个10 t千斤顶，以增大提升力。
   第二阶段：门楣部位的跳滑
   由于该门楣尺寸较大，门槽两侧边墙衬砌厚度为1.0 m，若采用预留门楣位置进行二期浇筑，将无法确保门槽以上高边墙混凝土的稳定和衬砌安全，且该部位空间狭小，不便进行二期浇筑。经讨论最终采取跳滑的方法。当滑模滑过弧形门洞滑升到门楣底部，空滑到门楣顶部高程，然后暂停滑模施工，对门楣进行常规模板浇筑。
   第三阶段：闸门井滑升
   在门楣浇筑完毕后，开始进行闸门井滑模施工。由于滑模四周门楣以上均匀受力，因此增加千斤顶数量，具体布置见图1。

   3  施工工序
   3.1  施工准备底板浇筑后，利用3 t龙门吊吊笼，人工自上而下冲洗粘在井壁上的粉尘，使滑模浇筑的混凝土外与锚喷层紧密结合。
   3.2  启滑准备
   启滑前，竖向钢筋要超前绑扎一定距离，水平钢筋绑扎至千斤顶下部，闸门井和延伸段交界部位的两侧堵头模板要封堵严密，初期浇筑分层厚度为30 cm，浇筑三层过后改为40 cm一层，混凝土强度达到脱模强度0.1 MPa时开始滑升，在滑升约2 m时，再开始安装吊平台。
   3.3  正常滑升
   按照《水工建筑物滑动模板施工技术规范》的有关要求，分层滑升的高度与混凝土分层浇灌的高度相配合，每次滑升20 cm，停滑时间不能超过1 h。
   3.4  混凝土运输
   滑模施工混凝土采用混凝土泵自下而上输送到滑模浇筑平台，在通过简易溜槽分层均匀下料，每层下料厚度控制在30～40 cm，下料高度超过2 m时，在仓内挂设溜桶，以防止骨料分离。
   3.5  养护
   已浇筑的混凝土在滑模脱模且混凝土完全初凝后，打开安装在辅助盘上的洒水管开关，喷水对混凝土养护。
   3.6  测量控制
   每滑升三个行程应对仓面模板检测一次。同时在地面上投放控制点，在操作盘平面上吊挂四根重垂线，随时监测模体偏移及旋转情况，以便及时纠偏。
   3.7  表面修整
   在滑模施工时要尽量实现软脱模。滑升时混凝土脱模强度控制在0.2～0.3 MPa，这时混凝土仍处于初凝期间，可用抹子在混凝土表面作原浆压平或修补。
   4  注意事项
   （1）纠偏：施工中，每滑行1～2 m要测量一次滑模的垂直度和偏斜。要多备用几台千斤顶，遇到正在使用的千斤顶出现问题时，可及时更换，然后利用千斤顶进行自身纠偏处理。
   （2）爬竿弯曲处理：爬杆弯曲时，采用加焊钢筋或斜支撑，弯曲严重时做切断取直重焊处理，将焊缝打磨平顺、光滑。
   （3）粘模处理：出现粘模的根本原因在于混凝土的固身初凝时间过短。在不降低混凝土设计强度的前提下，优化混凝土的配合比，如增加缓凝剂或减水剂、适当提高混凝土的塌落度等。
   5  结语
   滑模施工是一个动态的施工过程，必须提前作好滑升过程质量预控。拉西瓦水电站尾闸井通过对边墩、弧形门洞、闸门井的一次滑升浇筑，由于质量预控措施到位，滑升过程顺利，实现了预期目标。相对常规施工方法缩短了工期，降低了工耗，节约了成本。混凝土质量得到了监理、业主相关单位的肯定，并满足了闸门轨道安装精度的要求。

文章来自：滑模机械网

文章作者：信息一部

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