滑模在張河灣抽水蓄能電站出線豎井施工中的應用(1)概要.doc

精品滑模在張河灣抽水蓄能電站出線豎井施工中的應用關鍵詞 :滑模 出線豎井 抽水蓄能摘 要 :為縮短施工工期,確?；炷潦┕べ|量, 降低施工成本, 張河灣抽水蓄能電站出線 豎井井壁混凝土采用液壓滑模施工。 該套滑模在設計與施工中, 采用了比較先進的結構形式 和施工工藝,操作簡單,便于現(xiàn)場制作和施工。1 工程概況張河灣抽水蓄能電站位于河北省石家莊市井陘縣測魚鎮(zhèn)附近的甘陶河干流上。 距石家莊 市區(qū)直線距離為 53km 。電站總裝機容量 1000MW ,裝機 4臺,單機容量 250MW 。電站樞 紐主要由上水庫、 水道系統(tǒng)、 地下廠房系統(tǒng)及地面出線場、 下水庫攔河壩和攔排沙工程等組 成,工程等級為一等。張河灣抽水蓄能電站出線豎井為地藏式豎井,總高 61.3m ,開挖直徑 9.2m ,襯后為直 徑 8.0m 的圓型豎井, 襯砌厚度 50cm 。豎井樓梯及電梯井道首層為現(xiàn)澆, 樓梯預制, 電梯井 道為預制混凝土板。井口設有地面電梯機房,為磚混結構。本文主要闡述液壓滑升模板的設計方法和施工工藝,為以后同類工程的施工提供借鑒。 2 方案比選按照提升系統(tǒng)的不同滑模分為兩種:一種是將牽引設備(卷揚機布置在建筑 物的邊緣或頂部,提供模板滑升的動力;另一種是在模板系統(tǒng)自身結構上安裝動力 機構,如液壓千斤頂或絲杠千斤頂,為模板提供滑升動力。根據(jù)豎井施工特性,若使用卷揚機作為模板滑升的動力,有以下弊端: 模板滑升需要提供的提升力較大,通過估算,提升力量最小為 75t ,如果使 用 10t 卷揚機,則需要 8臺以上,井口地方狹窄,不便于布置。 豎井混凝土襯砌完成后,直徑僅 8m ,在井內(nèi)施工時需要布置照明系統(tǒng)、動 力電纜、混凝土供應系統(tǒng)及施工人員的通道等輔助系統(tǒng),如果再布置多組鋼絲繩, 必然增加井內(nèi)施工的難度,不便于現(xiàn)場操作。 通過經(jīng)濟比較,使用液壓滑升模板比卷揚機提升模板要節(jié)約施工成本。 通過分析,在豎井混凝土的施工中決定采用液壓滑升模板。3 滑模設計3.1模板設計根據(jù)混凝土模板設計實際經(jīng)驗,取混凝土正壓力為 3t/m2,每隔 1.6m 設置一道 豎向圍柃,采用 6mm 厚鋼板作為模板面板,面板后加肋板。模板總厚度為 80mm , 模 板 高 度 1260mm , 模 板 肋 板 網(wǎng) 格 采 用 200mm(水 平 300mm(豎 直 , 寬 度 每 塊 2000mm 左右,由 13塊模板單元拼成整圓?；Ｄ０逯谱鳌惭b精度要求較高,特別是模板安裝以后,模板下口尺寸按照 設計直徑控制, 上口直徑應比下口直徑大 35mm, 以便于模板滑升。 在模板制作時, 嚴格控制焊接變形,保證模板表面平整度。3.2工作盤設計工作盤主要的功用有兩個:一是用來作為模板系統(tǒng)的支撐,二是提供作業(yè)平臺。 要求在水平向能夠提供足夠強的剛度, 垂直方向能夠承受各種施工荷載, 包括自重、 施工人員的重量、堆放的材料重量、施工設備重量以及模板滑升時的動力荷載。 為此, 工作盤設計成空間桁架環(huán)梁, 桁架斷面尺寸為 1.0m 1.0m 。 桁架使用 L63636角鋼作為主要受力桿件、 L50505角鋼作為次要桿件制作而成。桁架制 作完成后,需在工作盤面上鋪設 5.5cm 厚木板,作為工作平臺。3.3輔助平臺設計在距模板下口 1.5m 處懸掛輔助平臺, 負責觀察混凝土脫模的具體情況并進行表 面修補、壓光、預埋件處理和涂刷養(yǎng)護劑等工作。輔助平臺寬度為 1.0m 平面桁架, 使用 L50505角鋼制作而成,然后鋪設木板形成走道。3.4液壓動力系統(tǒng)設計在設計液壓系統(tǒng)以前,需計算系統(tǒng)需要的提升力。垂直向的滑升阻力主要有:滑升摩擦阻力、結構自重、施工荷載(包括施工人員、施工工器具、施工材料的重 量,考慮不均勻系數(shù)為 1.5 、輔助平臺自重。根據(jù)上述各分項的計算結果,模板滑升需要的 提升力約為 801.1KN 。故本系統(tǒng) 采用 16臺滑模專用液壓千斤頂(最大頂升力 10t ,設計頂升力 5t 作為滑模系統(tǒng)的 頂升設備。3.5爬桿驗算滑模能否順利頂升,另外一個關鍵因素就是爬桿的受力計算。豎井滑模選用 16根 505鋼管作為爬桿,接頭采用絲扣連接。在驗算爬桿受力情況時,需要驗算 爬桿強度和作為壓彎桿件是否失穩(wěn),具體計算按照軸心受壓桿件的常規(guī)計算方法驗 算。4滑模施工4.1混凝土的選用滑模施工使用的混凝土,要具有凝固速度快、和易性好、便于施工的特點。因 此,選用的混凝土為: 混凝土初凝時間控制在 4小時左右,終凝時間控制在 68小時; 混凝土采用二級配進行澆筑,料管入倉; 混凝土入倉坍落度控制 7cm 9cm 。在實際澆筑過程中,應結合實際滑升速 度動態(tài)調(diào)整。 為了提高早期強度,需要在混凝土中摻加適量的早強劑和減縮劑。4.2混凝土運送混凝土垂直運輸采用“門機 +吊罐”方式運送,卸料平臺由井口中線上布置的斷 面為 1.0m 1.2m 的桁架梁上鋪設木板形成。在桁架梁中間懸掛一根直徑為 200的 鋼管作為混凝土料管,料管下端使用人工拉至倉內(nèi),實現(xiàn)混凝土入倉。為保證混凝土供料不發(fā)生中斷,在井口附近布置一臺混凝土泵車 備用,如果門 機在澆筑過程中出現(xiàn)故障,及時將混凝土改為泵送,以保證混凝土澆筑的連續(xù)性。4.3鋼筋及埋件安裝鋼筋安裝分為兩個階段。第一階段是在滑模安裝以前,先將靠近巖石表面的外 圈鋼筋網(wǎng)一次安裝完成, 主要目的是及時發(fā)現(xiàn)欠挖和提前完成部分鋼筋的安裝任務。 第二階段是指進行貼近模板表面的內(nèi)圈鋼筋網(wǎng)的安裝,隨滑模施工同期完成。 內(nèi)圈豎向主筋每次安裝高度控制在 4.5m 左右, 環(huán)向分布鋼筋隨滑?；竭M 行安裝。豎井埋件安裝主要是預制構件連接板和儀器的預埋,預埋件隨鋼筋的安裝同步 進行。4.4混凝土澆筑在混凝土澆筑前,沿豎井圓周分 45個下料區(qū),每區(qū)設一個下料點?；炷敛?料采用平鋪法,每層鋪料厚度為 3040cm 。在澆筑過程中,應確保倉內(nèi)下料均勻, 減少澆筑高差。模板滑升時,倉內(nèi)混凝土面必須保持在同一高程,以保證摩擦阻力 均勻。初始向模板內(nèi)澆筑混凝土,要注意初升前的混凝土澆筑總厚度,即混凝土的自 重應大于摩擦阻力,以免滑升時,將混凝土同模板同時提起?？刂频年P鍵為:初始 澆筑的混凝土速度要快,并在 3小時左右將混凝土澆筑到 60cm 70cm ,然后進行模 板的初升工作。模板正?；A段的混凝土澆筑,在每次滑升前,應將混凝土澆筑至距模板上 口 510cm 處, 并應將頂部一根鋼筋留置在混凝土外, 作為上一層鋼筋綁扎的標志。 杜絕混凝土澆筑層面與模板上口同高,以免模板滑升時模板上口將混凝土帶起。4.5模板滑升模板的滑升分為三個階段:初次滑升、正?；湍┐位Ｄ０宓某醮位?應在混凝土澆筑高度為 70cm 左右時進行。開始滑升時,為了 實 際 觀 察 混 凝 土 的 凝 結 情 況 , 必 須 先 進 行 試 滑 升 。 試 滑 升 時 應 將 全 部 千 斤 頂 頂 起 510cm ,滑升過程必須盡量緩慢平穩(wěn)?，F(xiàn)場判斷模板能夠滑升的具體條件為:當已脫模的混凝土用手指按有輕微的指 印,而表面砂漿已不粘手,或滑升時能夠聽見“沙沙”的響聲時,說明即可開始初 次滑升。如果混凝土表面較干,已按不出指印,說明滑升時間已遲,此時應當加快 滑升頻次。如果脫模后的混凝土出現(xiàn)下坍或指印很深,而且砂漿粘手,說明尚未達 到滑升時間。當模板初次滑升以后,即可以轉入正?；^程之中。正常滑升時,混凝土鋪 料層厚度控制在 30cm 左右,滑模每次滑升為 20cm 30cm 。由于液壓千斤頂設計提升 量為每行程 3cm ,因此,每次千斤頂可以連續(xù)動作 710個行程,具體情況要依據(jù)脫 模以后的混凝土情況確定。每次滑升的間隔時間,一般不超過 1小時,間歇時間越 長,摩擦阻力越大。模板的滑升速度,取決于混凝土的凝結時間、勞動力的配備、垂直運輸?shù)哪芰Α?澆筑混凝土的速度以及氣溫等因素。在正常滑升時,一般每小時滑升 1025cm ,平 均日滑升 34m ?；俣鹊目炻龑κ┕べ|量的影響很大,因此,在滑升過程中必須 按照計劃安排進行,并應及時檢查模板的垂直度和各部位的幾何尺寸有無變化,如 有變化,應及時加以調(diào)整、修理或加固?；^程中,操作平臺保持水平是保證豎井中心線不跑偏的重要措施。當爬桿 安裝以后,可以利用水準儀在爬桿上每 30cm 抄一水平,并做好標記。然后在爬桿上 安裝限位調(diào)平器,強迫滑模在每 30cm 調(diào)平一次。為了能夠及時調(diào)整和校正垂直、扭 轉等偏差,在滑升過程中,每個作業(yè)班對建筑物的中心線及扭轉度,至少進行 23次測量。對于工作盤的水平高差,應控制在 2cm 以內(nèi)并及時調(diào)平。當滑?；骄嘟Y束點 1m 左右時,進入末次滑升階段,這時要放慢滑升速度, 并進行準確的抄平和找正工作。 整個模板的抄平找正應在滑模達到終點 20cm 以前做 好,以便保證頂部標高和位置的準確。4.6修面及養(yǎng)護混凝土脫模以后的表面修面是關系到混凝土表面美觀及結構質量的關鍵工序。 首先檢查脫模后的新混凝土面有無表面缺陷,若有,應立即使用抹子進行修面,補 平凹坑和表面細小裂紋。若表面光潔無缺陷,可以不再處理。在抹面過程中,應使 用混凝土原漿抹面,以保證混凝土外觀顏色統(tǒng)一?；炷翝仓撃：托廾嫱瓿梢院?需要展開混凝土的養(yǎng)護工作。在剛脫模的一 段時間內(nèi),先使用手動噴霧器給混凝土表面輕噴水霧,使得混凝土表面保持濕潤。 待滑模滑升到一定高度而即將無法夠及前,在混凝土表面噴灑一層混凝土養(yǎng)護劑來 完成混凝土的后期養(yǎng)護。5施工效果及結果總結使用