平鲁地下泵站工程电缆井滑模施工简介

2011-06-21雷吕丽

山西水利 2011年9期

雷吕丽

（山西省万家寨引黄工程管理局，山西太原 030012）

1 工程概况

平鲁地下泵站是引黄工程北干线上一座抽水泵站，位于大梁水库主坝右坝肩上游山体中，担负着引黄北干线工程输水期经泵站将水抽入大梁水库的蓄存任务。其主要建筑物包括地面、地下两部分：地面部分主要由控制楼、110 kV主变、GIS室及附属设施等组成；地下部分主要包括主厂房、进出水系统、电缆交通井及交通洞等。

电缆井兼作交通洞，位于厂房上侧2～3号机组间，距厂房55.0 m，其间由交通洞连接，井内除敷设电缆外，还设置消防电梯、人行防烟楼梯和排风通道等。电缆井壁采用全断面钢筋混凝土衬砌，衬砌后内径8.4 m，高度162.05 m，现浇混凝土采用滑膜施工。

2 施工方案

2.1 滑模体设计

2.1.1 滑膜结构

滑模体采用桁架梁整体框架结构。

操作盘是滑模的主要受力构件。设计过程中，在保证其强度、刚度和稳定性的前提下，为尽可能减轻其重量，采用轻型桁架梁整体框架结构。

滑模模板采用直径6 mm钢板，并焊L50角钢作为加强肋，与围圈间采用螺栓联接（或直接焊接牢固）。盘面采用马道板铺设密实。

辅助盘位于操作盘下2.9 m，主要检查混凝土壁质量，处理局部缺陷、洒水养护、预埋处理等。为确保人员施工安全，采用悬挂式脚手架将井筒断面全部封严，并密实铺设直径5 cm马道板，其外侧焊护栏并挂设安全网，四周采用30根直径16 mm圆钢悬吊于桁架下部。

提升架采用20 a工字钢制成“F”型提升架。选用HM-100型液压千斤顶，设计承载能力100 kN，行程30 mm，计算承载能力按50 kN计。选用ZYXT-36型自动调平液压控制台。支撑杆采用直径48 mm×3.5 mm脚手架管，并代替一根相应位置竖向钢筋。

2.1.2 滑模载荷分析及千斤顶数量选择

滑升摩擦阻力G1根据下式计算：

式中：G1——滑升摩擦阻力，kN；

k——附加影响系数，取1.5；

f——摩擦阻力，钢模板取2 kN/m2；

s——整圈模板的圆柱面积，m2，取40 m2。

经计算，G1＝120 kN＝12 240 kg。

滑模结构自重G2＝工作盘P1+辅助盘P2=13 500+4 100=17 600（kg）。

施工荷载G3为：人员T1＝25 人×70 kg/人＝1 750 kg，设备T2＝2 000 kg，工具T3＝5 000 kg，不均匀系数取1.3、动力荷载系数取 2，即：G3＝（T1+T2+T3）1.3×2＝22 750 kg。

支撑杆的荷载p取千斤顶设计承载力的1/2，即p＝100/2=50（kN）＝5 100（kg）。

支撑杆的数量（千斤顶的数量）按下式计算：

式中：N——操作平台承载，N＝G1+G2+G3＝52 590 kg；

p——支撑杆的允许承载力，取5 100 kg/cm2；

c——载荷不均匀系数，取0.8。

则n＝52 590/（0.8×5 100）≈13（台）。

设计中取千斤顶16台，支撑杆16根，可满足滑模提升要求。

2.2 辅助系统

辅助系统包括埋件处理和洒水养护、中心测量、水平控制测量等。洒水养护是混凝土施工的一个重要环节。洒水管用直径25 mm的PVC管，井下分两个支管，在2个小井内沿混凝土表面布置一周，PVC管上钻孔，对混凝土表面进行洒水养护。中心测量时利用重垂线进行，观察模体的水平位移，同时在滑模体四周布置4根重垂线以监测脱模井壁的垂直度。水平测量利用水准管原理，在模体上布置透明胶管，充水固定在模体上进行水平度观测。

2.3 滑模制作及组装

第一，井口施工准备。利用电缆井开挖期间形成的提升系统，根据地面总体布置要求，完成井口下料桁架梁、井口混凝土下料管和受料斗及井口安全护栏安装，并完成封井口工作，然后形成井上下提升系统，同时完成井下供电电缆敷设、照明系统的安装等。第二，滑模组装。滑模按设计制作后进行组装调试，其组装顺序和精度要严格按照《液压滑动模板组装标准》进行。第三，千斤顶试验编组。耐压：加压120 kg/cm2，5 min不渗不漏；空载爬升：调整行程30 mm；负荷爬升：记录加荷5 t，支撑杆压痕和行程大小，将行程相近的编为一组。第四，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。第五，井壁处理。滑模下井组装前，自上而下对井壁进行冲洗、清撬浮渣及井壁挂冰、锚喷空洞处理。第六，测量放线。待底面冲洗干净并达到组装条件时，进行测量放线工作，由测量队提供设计轮廓线和十字中心线。第七，滑模井下组装。电缆井底板混凝土施工完成后，在电缆井底板组装模体，组装前先将底部上方的孔洞进行封闭。验收合格后，完成千斤顶、爬杆及钢筋绑扎、埋件的安装。第八，井内悬吊系统。利用开挖期间形成的下料管、供水管、供电系统等安装好井内悬吊系统，使混凝土施工达到开盘条件。施工现场敷设一趟3×25 mm2+1×10 mm2电缆，提供380 kVA电源，同时做好50 kVA备用电源准备工作。第九，钢筋绑扎、爬杆延长。模体组装调试后，按设计要求进行钢筋绑扎、焊接。钢筋绑扎间距符合要求，每层水平钢筋基本呈一水平面，上下层之间接头错开，竖筋间距按设计布置均匀，错开相邻的钢筋接头，同时利用提升架焊钢管控制钢筋保护层。滑升施工中，混凝土浇筑后必须露出最上面一层横筋。

爬杆在同一水平面接头不超过1/4，因此第一套爬杆要有4种以上长度规格（2.5 m，3.5 m，4.5 m，6.0 m，...），错开布置。正常滑升时，每根爬杆长6.0 m，当千斤顶滑升距爬杆顶端小于350 mm时，应接长爬杆，接头、对齐并确保其垂直度，不平处用角磨机找平，爬杆同环筋相连焊接加固。

2.4 施工工艺

2.4.1 模板滑升及混凝土浇筑

滑模滑升要求对称均匀下料，滑模混凝土要求塌落度12～15 cm，正常施工按30 cm分层进行，采用插入式振捣器振捣，并避免直接振动钢筋（爬杆）及模板，振捣器插入深度不得超过下层混凝土内50 mm，模板滑升时停止振捣。滑升时，根据施工现场混凝土初凝、混凝土供料、施工配合等情况确定合理的滑升速度。正常滑升每次间隔2 h，控制滑升高度30 cm，日滑升高度控制在3.5 m左右，混凝土的固身凝固时间为 6～8 h。

混凝土初次浇筑和模板初次滑升时，应严格按以下步骤进行：首先浇筑50 mm砂浆或一层半骨料混凝土，接着按分层300 mm浇筑三层，厚度达到950 mm时开始滑升，滑升30～60 mm检查脱模的混凝土凝固是否满足要求；滑升150 mm浇筑第五层；再滑升150～200 mm，若无异常情况，便可进行正常浇筑和滑升。

模板初次滑升要缓慢进行，并在此过程中对提升系统、液压控制系统、盘面及模板变形情况进行全面检查。正常浇筑和滑升时，应尽量保持连续施工，并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厚度。滑升过程中派专人检查千斤顶的情况，观察爬杆上的压痕和受力状态，检查滑模中心线及操作盘的水平度并对脱模混凝土结构的垂直度进行观测记录。

2.4.2 表面修缺及养护

混凝土脱模后应立即进行表面修缺工作。一般用抹子在混凝土表面作原浆压平或修补，为使已浇筑的混凝土具备适宜的硬化条件、减少裂缝，在辅助盘上设洒水管对混凝土进行养护。

2.4.3 停滑措施及施工缝处理

滑模施工要连续进行，意外停滑时应采取停滑措施。混凝土停止浇筑后，每隔0.5～1 h滑升1～2个行程，直到混凝土与模板不再粘结。施工产生的施工缝应根据水电施工规范，预先对其进行处理，然后在复工前将混凝土表面残渣除掉，用水冲净，先浇一层半骨料混凝土或砂浆，然后再浇筑原配比混凝土。

2.4.4 滑模控制

滑模中线控制：为保证结构中心不发生偏移，利用井口平台梁在井筒中心固定两垂线进行中心测量控制，同时在滑模体四周布设4根垂线进行井筒型体测量。

滑模水平控制：一是利用千斤顶的同步器进行水平控制，二是利用水准仪测量进行水平检查。

2.4.5 滑模拆除

施工结束后，利用龙门吊车将模体分块拆除，滑模模体拆除时应注意：必须在统一指挥下进行，并预先编制安全措施；拆卸的滑模部件要严格检查，捆绑牢固后下放。

2.5 问题及处理方法

滑模施工中，经常出现滑模操作盘倾斜、滑模盘平移及扭转、模板变形、混凝土表面缺陷、爬杆弯曲等问题，其原因在于千斤顶工作不同步、荷载不均匀、浇筑不对称、纠偏过急等。因此，在施工中要把好质量关，加强观测检查工作，确保运行状态良好。

第一，纠偏。利用千斤顶自身纠偏，即关闭1/5的千斤顶，然后滑升2～3个行程，再打开全部千斤顶滑升2～3个行程，反复数次逐步调整至设计要求。同时，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、死弯、滑模变形、爬杆弯曲等事故。第二，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。第三，混凝土表面缺陷处理。脱模后用抹子将混凝土表面原浆压平收光，对局部麻面等缺陷采用高一标号砂浆修复。第四，爬杆弯曲处理。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”字型斜支撑。