滑模在張河灣抽水蓄能電站出線豎井施工中的應(yīng)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(yīng)用關(guān)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|(zhì)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(shè)計與施工中, 采用了比較先進的結(jié)構(gòu)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(yù)制, 電梯井 道為預(yù)制混凝土板。井口設(shè)有地面電梯機房,為磚混結(jié)構(gòu)。本文主要闡述液壓滑升模板的設(shè)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(shè)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(jié)構(gòu)上安裝動力 機構(gòu),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(yīng)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(shè)計3.1模板設(shè)計根據(jù)混凝土模板設(shè)計實際經(jīng)驗,取混凝土正壓力為 3t/m2,每隔 1.6m 設(shè)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。滑模模板制作、安裝精度要求較高,特別是模板安裝以后,模板下口尺寸按照 設(shè)計直徑控制, 上口直徑應(yīng)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(shè)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(shè)備重量以及模板滑升時的動力荷載。 為此, 工作盤設(shè)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(shè) 5.5cm 厚木板,作為工作平臺。3.3輔助平臺設(shè)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(yù)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(shè)木板形成走道。3.4液壓動力系統(tǒng)設(shè)計在設(shè)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(jié)構(gòu)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(jié)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(shè)計頂升力 5t 作為滑模系統(tǒng)的 頂升設(shè)備。3.5爬桿驗算滑模能否順利頂升,另外一個關(guān)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(yīng)結(jié)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(shè)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(wù)。 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(yù)制構(gòu)件連接板和儀器的預(yù)埋,預(yù)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(shè)一個下料點。混凝土布 料采用平鋪法,每層鋪料厚度為 3040cm 。在澆筑過程中,應(yīng)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(yīng)大于摩擦阻力,以免滑升時,將混凝土同模板同時提起。控制的關(guān)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。模板正常滑升階段的混凝土澆筑,在每次滑升前,應(yīng)將混凝土澆筑至距模板上 口 510cm 處, 并應(yīng)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、正常滑升和末次滑升。模板的初次滑升,應(yīng)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(jié) 情 況 , 必 須 先 進 行 試 滑 升 。 試 滑 升 時 應(yīng) 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(yīng)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(zhuǎn)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(shè)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(jié)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|(zhì)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(yīng)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(yīng)及時加以調(diào)整、修理或加固。滑升過程中,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(zhuǎn)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(zhuǎn)度,至少進行 23次測量。對于工作盤的水平高差,應(yīng)控制在 2cm 以內(nèi)并及時調(diào)平。當滑?；骄嘟Y(jié)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(yīng)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(guān)系到混凝土表面美觀及結(jié)構(gòu)質(zhì)量的關(guān)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(yīng)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(yīng)使 用混凝土原漿抹面,以保證混凝土外觀顏色統(tǒng)一。混凝土澆筑脫模和修面完成以后,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?；揭欢ǜ叨榷磳o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(jié)果總結(jié)使用