溪洛渡水電站出線豎井滑模設計與施工
鄭州煤炭工業（集團）工程有限公司
摘要：溪洛渡水電站出線豎井是我國目前水電站中采用滑模施工最深和結構最復雜的豎井，井筒深253米，井筒分為7個獨立的小井。滑模設計將7個獨立的小井各設計一套模體，通過高架桁架梁連成一個整體以保證整體制度。滑模施工混凝土垂直運輸采用端部加焊耐磨條的下料鋼管，配合H型緩沖器，設分料盤以保證混凝土不離析。經過精心組織施工，順利的完成了1#，3#出線豎井的施工，施工質量和施工速度取得了較好的效果，為類似豎井滑模施工提供一定的借鑒經驗。
1、工程概況
溪洛渡水電站位于青藏高原、云貴高原向四川盆地的過渡帶，地處四川省雷波縣與云南永善縣接壤的溪洛渡峽谷段。溪洛渡水電站左右兩岸布置地下廠房，各安裝9萬臺單機容量70萬千瓦的水輪發電機，總裝機容量為1260千瓦。左右兩岸布置出線豎井，左岸為1#、2#豎井，右岸為3#、4#豎井。
羅西毒水電站地下廠房垂直埋深超過400m，左右岸出線豎井，將500kvSF6管道母線引至地面出現場，井內設有電梯及樓梯。為便于電氣設備安裝、檢測及保證井內電梯運行安全可靠和廠壩之間的聯系，出線豎井在614m高程布置有交通聯系平洞，將各出線豎井分為上、下兩段，我們單位施工兩岸上段豎井。
左右岸每條出線豎井上段井深都超過了250m，并且每條出線豎井由中間隔墻分為管道（GIL）井、電纜井、電梯井、電梯前室、樓梯間、加壓送風井及排風井七個獨立小井。左右岸出線豎井滑模混凝土襯砌全部采用C30鋼筋混凝土結構，井壁襯砌厚度60cm,內部隔墻厚度為40cm，每米設計混凝土34m³，鋼筋4.9t（出線豎井的結構設計見圖1）。井內沿高程每11.5m設計一層電梯停戰平臺，每層停站平臺設計4個門洞和電梯前室板槽、電纜井板槽，每個門洞兩側設計有暗柱，樓梯井、母線管道井有大量的金結埋件，且出線井7個小井空間體型不對稱。因此滑模設計、系統布置難度大，滑模施工難度大。
2、滑模施工優點
根據多年來的施工經驗，對于等截面的混凝土結構采用滑模施工是最佳方案之一。滑模施工具有以下特點：
1）滑模施工速度快，能實現連續施工，日滑升速度能到3m以上；
2）成本低：由于滑模模體自重較輕，材料投入少，消耗少，對于其他施工方法來說，材料、設備等投入成本可大大降低。
3）施工質量可靠：滑模混凝土澆筑嚴格按30m分層控制，澆筑、振搗作業在模板表面進行，便于操作和控制，同時滑模施工具有連續性，減少了施工縫，體型具有可調性，防止出現體形的較大偏差或跑模；表面質量平滑，外觀平整，避免出現“麻面”，錯臺現象。
4）安全性好：滑模模體結構有封閉、固定的操作平臺，可以有效防范施工人員墜落、墜物等安全事故。
3、滑模系統設計
(1)概述
根據多年施工經驗和對復雜結構滑模設計經驗，我們考慮采用整體鋼結構設計模體，獨立模體之間采用高架桁架梁連為整體，保證模體整體剛性；根據模體結構布置千斤頂，同事避開門洞及暗柱位置，保證整體受力接近平衡。
每條出現豎井由電梯井、樓梯井、排風井、加壓送風井、電纜井、電梯前室、SF6管道母線并7個小井組成。出線豎井7個小井各設計一套獨立的模體，保證7個小井的相對設計位置和在滑模施工過程中的整體剛度是本出線豎井設計的關鍵，7個小井模體之間設計6道高架桁架梁以保證滑模的整體剛度。
出現豎井滑模設計采用液壓整體滑升模板，為保證施工質量，滑模采用整體鋼結構設計。滑升千斤頂選用QYD-100型10噸千斤頂，滑升動力裝置為HKY—36型自動調平液壓控制臺。滑模裝置組成為：1、模板、圍圈；1、提升系統；3、花磨盤；4、液壓系統；5、輔助系統。
（2）滑模裝置圖組成設計：
①模板、圍圈
全套滑模模板采用δ6mm鋼板制作而成，曲線段采用δ6mm鋼板壓制成圓弧，用L50*5的角鋼作為加勁肋，同桁架梁骨架相連固定，轉角部位用L63*6角鋼作為導角模板。模板高度選1.26m,模板錐度按5mm控制，即在半徑方向模板上扣大于設計尺寸2.5mm，下口小于設計尺寸2.5mm。
圍圈主要用來加固模板，設計為上下兩道，圍圈選用[12槽鋼，上圍圈距模板上口距離為30厘米，下圍圈下沿距模板下口距離為15厘米，支撐在提升架支托上，與模板水平加勁肋角鋼焊接固定，使各組模板成為一個整體。
②提升系統
滑模提升系統的鋼結構制作部分是提升架，提升架是滑模與混凝土間的聯系構件，主要用于支撐模體，并且通過安裝在頂部的千斤頂支撐在爬桿上，整個滑升荷載將通過提升架傳遞給爬桿，爬桿采用Φ48*3.5mm的鋼管。根據出線豎井的實際情況，一部分提升架選用F型架，用14#槽鋼δ16mm鋼板焊接；一部分提升架選用高架梁Ⅱ型架，高架梁偉600mm×400mm復式桁架梁，高架梁的主角鋼選用∟80×8mm,副桿選用∟63×6mm角鋼。根據計算，設計19個F架，1套“開”型架、6套高架梁Ⅱ型架，共布置43臺10噸千斤頂。
③滑模盤
滑模盤分為操作盤和輔助盤。
操作盤為施工的操作平臺，承受工作、物料等荷載，同時又是模體的支撐構件，是滑模的主要結構，采用桁架梁鋼結構，由于混凝土施工過程中，垂直荷載和側向受力較大，為保證操作盤的強度和剛度，選用L80、L63角鋼加工制作成500mm×1000mm復式桁架梁，并利用高架桁架梁將7個模體聯為一體。在桁架梁上鋪δ3mm網紋鋼板行程操作平臺。
輔助盤為養護、修面、預埋件處理、門洞模板拆除的工作平臺，采用鋼結構懸吊布置，在7個豎井內各布置1套輔助盤，輔助盤采用L80×8、L63×6、L50×5角鋼焊制，上鋪δ3mm網紋鋼板，用Φ25mm圓鋼懸掛在桁架梁上，輔助盤距井壁距離為150mm，其余部分用δ3mm網紋板滿鋪。輔助盤吊鉤用Φ16mm圓鋼水平焊三道護欄，護欄間距60厘米，最下面一道護欄距盤面不超過20厘米。
④液壓系統
提升系統選用QYD-100型帶調平裝置千斤頂，設計承載能力為10噸，計算承載能力為5噸，爬升行程為40mm，液壓控制臺選用YKT-36型自動調平液壓控制臺。高壓油管：主管選用Φ16mm；支管選用φ8mm，通過油管和分油器與控制臺和恰金頂分組相連，形成液壓管路，為考慮糾偏需要，每個千斤頂上安裝有針型閥，全部千斤頂共分為6組進行連接形成液壓系統。
4、施工布置
為保證滑模施工的正常運行，需要保證正常的鋼筋、混凝土的供料強度。每條出現豎井的井深都超過了250m，人員上下，物料提升的安全是提升系統布置的關鍵。下料管的懸吊安全，耐磨刷度，防混凝土離析是下料系統布置的關鍵。我們采取了門機吊送鋼筋、防墜罐籠運送人員和小型材料上下、混凝土采用耐磨溜管下料的方式，確保了供料強度，保證了施工順利進行。
1）提升系統布置
出現豎井施工提升系統主要分物料提升和人員上下提升，主要布置如下：
（1）物料提升主要是鋼筋和預埋材料的提升，利用井口布置的20Tm門機完成物料的提升，每次鋼筋的吊放量為1.5t，在井底時門機上下一次的時間為50分鐘，每班的鋼筋需用量為10t左右，門機僅能滿足鋼筋的吊運要求。
（2）人員上下和小型材料的提升，人員上下采用專門廠家生產的防墜罐籠上下，該罐籠的特點是安裝有防墜落裝置，當發生提升主繩斷裂時保證罐籠不墜落，保證人員的安全。人員上下罐籠由快速卷揚機提升。
（3）井口布置兩臺10噸穩車懸吊一個分料吊盤，分料吊盤兼做井下作業保護盤，分料盤主要作用是進行混凝土緩沖二次分料和存放鋼筋等材料，還兼做外層鋼筋的施工平臺。
2）下料系統布置
出線豎井混凝土的垂直運輸采用豎向溜管溜料，經分料盤二次轉運入倉。每條井布置兩趟下料管，每趟下料管采用兩根Φ32,6×19-1670型鋼絲繩懸吊，其中一根鋼絲繩用1臺JZ-10/600A型單10T鑿井穩車懸吊，另一根鋼絲繩鎖在井口預埋的地錨上。下料管選用Φ219mm×8mm無縫鋼管，單根鋼管長6m，鋼管之間采用法蘭盤連接（下料系統布置見圖2）。
5、混凝土施工
（1）滑模施工
滑模施工的特點似乎鋼筋綁扎、混凝土澆筑、滑模滑升平行作業，各工序連續進行互相適應。混凝土現場入倉坍落度控制在11cm~13cm左右，混凝土強度達到0.2Mpa~0.4Mpa所需時間為8~10小時左右。
①鋼筋綁扎
模體就位后，按設計進行鋼筋綁扎、焊接，爬桿的保護層與豎向鋼筋的保護層設計一致。搭接及焊接要符合設計規范要求。滑升施工中，混凝土澆筑后必須露出最上面一層橫筋，鋼筋綁扎間距符合要求，每層水平鋼筋基本上呈一水平面，上下層之間接頭要錯開，鋼筋間距按設計布置均勻，相鄰鋼筋的接頭要錯開。
②混凝土運輸
滑模施工用混凝土由中心場拌合系統提供，攪拌車運到出線場，由下料溜管下至分料盤，然后通過分料盤、竹節管緩沖后入倉。
③鋼筋垂直運輸
加工好的鋼筋采用門機進行垂直運輸，吊放在滑模盤上，鋼筋通過的位置在分料盤上設計有活動翻蓋。
④混凝土澆筑
滑模施工按以下順序進行：下料—平倉振搗—滑升—鋼筋綁扎—下料。混凝土的澆筑順序為先周邊井壁后中間隔墻，滑模滑升要求對稱均勻下料，正常施工按分層30cm一層進行，采用插入式振搗器振搗，經常變換振搗方向，并避免直接震動爬桿及模板，振搗器插入深度不得超過下層混凝土內50mm，模板滑升時停止振搗。滑模正常滑升根據施工現場混凝土初凝時間、混凝土供料、施工配合等具體情況確定合理的滑升速度。
⑤模板滑升
施工進入正常澆筑和滑升時，應盡量保持連續施工，并設專人觀察和分析混凝土表面情況，根據現場條件確定合理的滑升速度和分層澆筑厚度，脫模強度控制在0.2~0.4Mpa。滑升過程中有專人檢查千斤頂的情況，觀察爬桿上的壓痕和受力狀態是否正常，檢查滑模中心線及操作盤的水平度。
⑥門洞、梁窩、預埋件施工
出現豎井每隔11.5m設有一電梯停站平臺，電梯井、樓梯井、電梯前室均設置大量的門洞、梁窩、金屬結構預埋件等，在滑模施工期間依據間距尺寸和井壁測量定位在操作盤上進行預留，門洞采用改制的鋼模板支立，為方面施工單節模板高50cm，門洞模板在輔助盤上進行拆除，人工倒運到操作盤上周轉使用，梁窩、板槽采用木板釘制，在輔助盤上拆除并部分重復利用。
6、結語
①溪洛渡水電站出線豎井上段的4條井井深都超過了250m，解決下料管的沖擊磨刷問題非常重要，選用下料溜管節間端部內壁加焊緩沖條，只在底部安裝2個自制H型緩沖器的下料方式是成功的。混凝土經溜管溜到分料盤上經分料盤2次分料入倉避免了混凝土的離析，同時大大減少了管路磨損，保證滑模施工。
②在滑模模體上方設計一分料大盤，解決了混凝土二次分料和局部出線離析問題，分料盤還兼做豎井外層鋼筋的施工平臺，部分鋼筋和材料的存放平臺，還起到安全保護盤的作用。
③混凝土下料溜管采用2根鋼絲繩懸吊固定，安、拆都在井口進行，即保證了施工安全，又加快了施工進度，節約了固定下料管的材料，降低了成本，提高了下料管的周轉率。
④出線豎井人員上下采用了煤礦專用的載人罐籠，罐籠自帶防墜落裝置，保證了人員上下的安全。
⑤出線豎井滑模模體設計采用鋼結構，保證了出線井結構的體型要求，各小井之間設計采用高架桁架梁連成一個整體，保證了各井之間的相當位置和滑模模體的整體強度。
⑥由于每條出線豎井電梯間、樓梯井、電纜井設計有117個門洞，門洞采用自制的鋼模板在滑模盤上支立，在輔助盤上拆除，鋼模板周轉使用。
|
