楊房溝水電站地下廠房出線豎井滑模施工技術

(中國水利水電第七工程局有限公司，成都，610213)

1 出線豎井概況

楊房溝水電站地下廠房出線豎井布置于主變室下游側，下部與出線下平洞相接，上部與出線上平洞相接。設計襯砌后斷面尺寸為8.4m×7.4m(長×寬)倒圓角矩形，倒圓角半徑1.5m，襯砌厚度70cm，底部高程1991.95m，頂部高程2139.10m，總高度147.15m。其中高程1991.95m～2136.92m為豎井標準段，高144.97m，內部設有隔墻、門洞、板、樓梯、梁窩等構筑物。豎井典型斷面詳見圖1。

圖1 出線豎井典型斷面

根據施工需要，豎井標準段的井壁與隔墻混凝土采用液壓爬升滑模施工，提高了機械化施工程度，保證了混凝土施工安全、質量、進度，減輕了施工人員的勞動強度及減少了模板消耗。

2 豎井滑模施工

2.1 滑模工作原理

豎井滑模施工是靠液壓千斤頂在爬桿的單向爬升來實現位移，工作時爬桿固定，而千斤頂的動作分為兩部份：活塞與上卡體為第一組，缸體、端蓋、下卡體為第二組，兩部分組件交替動作。其上升步驟為當千斤頂進油時，第一組的上卡體緊卡爬桿，鎖緊在原來的位置，第二組被油液壓力頂升，千斤頂即向上爬升一定行程，同時帶動滑模向上移動；回油時，第二組的下卡體緊卡爬桿鎖緊，一組復位。由此循環節節上升，完成澆筑工作。

2.2 滑模組成

滑模主要由模板組、提升架、液壓爬升器、千斤頂、主平臺、輔助平臺、抹面平臺、分料平臺等組成。

2.2.1 模板系統

模板系統包括模板、圍圈、提升架。模板選用定型鋼模板，面板厚度4mm，模板的高度為1.2m，厚度為5.4cm。為了減少摩擦阻力和粘結力，模板組裝時應上大下小，保證0.3%～0.5%的斜度，不得出現負錐情況。

圍圈是模板的支座，用于將模板和千斤頂及提升架連成整體，以便承受和傳遞整個滑升模板的垂直和水平荷載，采用16#槽鋼制作，為裝拆和運輸的方便，分段用螺栓連成整體，上下圍圈間距75cm，模板的安裝錐度靠上下圍圈來控制。

提升架是由立柱、圍圈托架組成，上下分別與主平臺、輔助平臺采用螺栓連接，其頂部安裝千斤頂。

2.2.2 操作平臺系統

操作平臺系統包括分料平臺、主平臺、輔助平臺、抹面平臺，相互間設置樓梯作為施工通道。

分料平臺上滿鋪5cm厚木板，下料點位置開設40cm×40cm下料口，中心設置回轉料斗，可360°旋轉分料。在溜管下方位置對應布置分料槽。

主平臺主要承擔施工區間的全部荷載，還是鋼筋綁扎、預埋管理安裝、分溜槽、下料點布置、混凝土振搗的主要場所。

輔助平臺主要作為剩余預埋件安裝、鋼筋綁扎。

抹面平臺按4個井進行布置，平臺高度1.8m。平臺采用木板封閉，4個獨立作業井平臺下方分別掛設安全網。

2.2.3 液壓提升系統

液壓提升系統是豎井滑模的重要部件，主要包括QYD-60液壓千斤頂25臺、液壓泵站、油管、分配閥、爬桿。

爬桿采用φ48×3.5mm鋼管制作，共計25根。井壁環向爬桿距離結構混凝土內井壁5cm布置，井內隔墻爬桿居中布置。起滑段爬桿與預埋C20插筋(L=1.0m、外露20cm)焊接加固。爬桿布置原則上避讓井內門洞、孔洞，當無法避讓預留門洞、孔洞段與廊道貫通段時，爬桿不間斷過渡，采用邊滑升、邊加固的方法?；＝Y構詳見圖2。

圖2 滑模結構總圖

2.3 液壓千斤頂數量計算

本滑模系統鋼結構自重為25t，施工人員、附屬設備及施工鋼筋總載15t?；Ｏ到y側面模板的總面積約為72.64m2，因此，提升過程中的最大摩擦力合力為3.0kN/m2×72.64m2=217.92kN=21.79t?？傌Q向載荷為：

N=25+15+21.79=61.79t

本項目中所使用的液壓千斤頂單個額定提升力6t，允許提升力為額定提升力的一半即6÷2=3t。另一方面，考慮100cm的混凝土澆筑高度，爬桿的長度為立柱總長210cm-100cm=110cm，考慮工作條件系數1.0，安全系數2.0，根據《水工建筑物滑動模板施工技術規范》(SL 32-2014)附錄A.0.2中式(A.0.2)，本項目中爬桿的允許承載力為：

[P]=1.0×[99.6-0.22×(210-100)]÷2=37.7kN=3.77t

比較千斤頂的允許提升力和爬桿的允許承載力可知，千斤頂允許提升力較小，因此，根據水工滑模施工規范SL 32-2014，所需最少千斤頂數及爬桿的數量為：

n=N÷3=61.79÷3≈21

本項目中實際布置的千斤頂及爬桿數量為25套，滿足設計規范要求的。

2.4 滑模安裝

滑模安裝程序：滑模組件運輸→測量放樣標出結構物設計軸線、輪廓線→安裝主平臺→圍圈→分料平臺→回轉料斗及平臺架→主溜槽架→分溜槽或溜筒掛設→運行調試→滑?；炷翝仓嫫脚_安裝。

滑?；緲嫾慕M裝工作，應在豎井底板混凝土達到設計強度的80%后進行。

滑模組裝與試運行順序：

(1)按滑模組裝圖紙，在1991.95m平臺上彈出豎井各部位的中心線及模板、提升架、支承桿、平臺桁架等構件的位置線。同時在1991.95m平臺上設置觀測垂直偏差的控制樁及標高控制點。

(2)人工將滑模提升架材料運輸至作業面，采用豎井系統錨桿懸掛手動葫蘆，對提升架進行組裝，組裝完成后，利用上部5t卷揚系統整體將提升架懸空，人工進行對位、校直。

(3)綁扎好墻體鋼筋后，掛裝模板，檢查、校正好傾斜度。

(4)安裝千斤頂、液壓操作臺、油路，經調試檢查合格后，再插入支撐桿。

(5)安裝操作平臺的桁架(梁)、支撐，鋪設平臺板。

(6)空車試滑。

3 豎井混凝土施工

3.1 施工工藝

施工準備→測量放線→滑模安裝→插筋、架立筋施工→鋼筋安裝→預埋件施工→模板安裝→倉面清理→倉面驗收→混凝土澆筑→滑模初次滑升→滑模正?；Y束→下一循環。

3.2 混凝土及人員材料輸送

3.2.1 人員材料輸送

人員通過布置在出線上平洞內的1套JTP-1.2×1.2p型礦用提升絞車及2臺JM5t卷揚機加載人罐籠進出工作面。

材料通過布置在出線上平洞內的1臺JM5t卷揚機加載物吊籠垂直運輸進出工作面。載人及載物系統布置詳見圖3。

圖3 載人及載物系統平面布置

3.2.2 混凝土輸送

混凝土由混凝土拌和樓拌制，采用9m3混凝土攪拌運輸車運輸至出線上平洞豎井口，利用上部施工平臺設置的φ219mm溜管溜至滑模上部設置的分料平臺旋轉料斗，溜管每間隔約30m設置一個緩沖裝置。在滑模分料平臺上搭設主溜槽和分溜槽支架，混凝土從溜管末端出料口通過主溜槽將混凝土輸送至滑模分料平臺，經固定于滑模平臺架上的溜槽或溜筒均勻分到澆筑倉面，溜槽搭設坡度不小于25°，并在溜槽末端加設檔板，出口距澆筑面距離大于1.5m時加掛溜筒，以防止混凝土骨料分離。溜槽按豎井45°圓心角布置，局部進行調整，豎井井圈混凝土布置9個下料點，隔墻混凝土利用溜槽懸掛溜筒入倉。

圖4 混凝土入倉示意

3.3 混凝土澆筑

考慮到出線豎井混凝土入倉方式采用溜管+溜槽以及滑?；夹g要求，選用混凝土塌落度為140mm～160mm(出機口)，對塌落度過小的混凝土應嚴禁下料，以保證混凝土輸送不堵塞?；炷料铝锨?，先濕潤溜槽、溜管。澆筑第一倉前，在老混凝土面上鋪一層2cm～3cm厚M25水泥砂漿?；炷料铝暇鶆蛏仙?，高差不得超過30cm，按一定方向、次序分層、人工對稱平倉，坯層厚度為30cm，須滿足上層混凝土覆蓋前下層不出現初凝，要求混凝土入倉下落高度不大于1.5m。先澆筑井圈混凝土、后澆筑隔墻混凝土。

采用人工平倉，根據混凝土的下料速度及時將下料點周圍的混凝土鏟平，防止混凝土漏出模板外，并及時根據對稱下料的原則更換下料點?；炷疗絺}完成后進行混凝土振搗作業，人工使用φ70、φ50插入式軟軸振搗器振搗密實。振搗第一層混凝土時，振搗棒應距硬化混凝土面5cm，振搗上層混凝土時，振搗棒頭應插入下層混凝土5cm～10cm，振搗器插入混凝土的間距不超過振搗器有效半徑的1.5倍，振搗棒頭離模板的距離不小于振搗棒有效作用半徑的1/2，振搗過程中應“快插慢拔”，不得直接碰撞模板、鋼筋及預埋件，保證鋼筋和預埋件不產生位移，避免引起滑模模板變形和爆模，必要時輔以人工振搗密實。

縱橫隔墻混凝土澆筑時，由于墻體的厚度為30cm，且隔墻上存在大小不一的門洞，混凝土的振搗易使模板產生強烈振動和位移，振搗時要快插慢拔，振搗點要均勻(間距40cm)，不得有漏點，振搗點控制在隔墻厚度的中間位置(必要時設置導向管)，門洞部位在洞口兩側同時振搗，下料高度也要大體一致，預先安排好混凝土下料點位置和振搗器操作人員就位。

3.4 抹面

豎井滑?；?，利用滑模下部收面平臺進行人工收面，抹面前應做充分的防水措施，嚴禁有滲水、滴水侵蝕混凝土面，并用直尺和弧形靠尺檢查表面平整度和曲率。在抹面時還應特別注意接口位置，消除錯臺，使其平整，并使曲面達到曲率要求。抹面時，如發現混凝土表面已初凝，而缺陷未消除，應停止抹面，待混凝土終凝后，按缺陷處理規定進行修補。

3.5 混凝土養護

混凝土澆筑完成12h后進行灑水養護。在滑模收面平臺靠混凝土面設置一圈φ48鋼管，鋼管上每間隔30cm左右設置一個灑水孔，通水后即可對混凝土進行養護，需注意水壓力不能過大防止沖刷損壞新澆筑的混凝土，在模板滑升過程中鋼管隨同滑模抹面平臺同步上升，不養護時，切斷水源即可。養護時間不少于28d。

3.6 滑?；俣?/h3>

根據本工程的實際情況，滑模高度為1.2m?；炷猎O計初凝時間為6h～8h，澆筑坯層厚度為20cm～30cm，混凝土倉面最大澆筑面積為26.98m2，單個坯層混凝土澆筑量為5.40m3～8.09m3，滑?；俣劝?0cm/h～20cm/h控制，1.2m高混凝土澆筑時間為4h～6h，混凝土運輸、等待、入倉等時間按1h考慮，則倉面首層混凝土達到5h～7h的強度，滿足混凝土滑升強度要求(0.2MPa～0.3MPa，經驗是手指按時能成窩)以及井內鋼筋、埋件安裝需要。

4 施工要點

4.1 滑?；?/h3>

4.1.1 初始滑升(適應性試驗)

初次滑升(適應性試驗)是滑升的重要一環，在首批入倉的混凝土分層連續澆筑至60cm～70cm高后，當混凝土強度達0.2MPa～0.4MPa時，即用手按混凝土面，能留有1mm左右的痕跡，便開始試滑升。

滑模初次滑升要緩慢進行，滑升過程中對液壓裝置、模板結構以及有關設施的負載條件作全面檢查，發現問題及時處理，并嚴格按以下步驟進行：第一層澆筑3cm～5cm厚的水泥砂漿(新老混凝土面能較好的結合)，接著按30cm分層厚度澆筑完2層(總厚度達到65cm)后開始滑升5cm，同時檢查脫模時間是否合適；第四層澆筑完成后模板滑升5cm；繼續澆筑第五層，然后再滑升15cm～20cm；第六層澆筑后又滑升20cm～30cm，若無異?，F象，便可轉入正?；A段。

4.1.2 正?；?/p>

滑模經初始滑升并檢查調整后，即可正?；?。正?；龝r應控制滑升速度為10cm/h～20cm/h，每次滑升20cm～30cm?；龝r，若脫?；炷辽杏辛魈?、坍塌或表面呈波紋狀，說明混凝土脫模強度低，應放慢滑升速度；若脫?；炷帘砻娌粷駶?，手按有硬感或伴有混凝土表面被拉裂現象，則說明脫模強度高，宜加快滑升速度。

如出現油壓升高且液壓千斤頂頂升出現異常情況時，應立即停止提升操作，檢查原因并及時進行處理。在滑升過程中，操作平臺應保持水平，提升中各千斤頂的相對高差不得大于20mm且相鄰兩個提升架上千斤頂的升差不得大于10mm。正?；A段的混凝土澆筑與綁扎鋼筋、洞口預留、管線敷設、支撐桿連接及加固、混凝土澆筑、模板提升施工等各道工序之間應相互交替進行，緊密銜接以保證施工順利進行。在滑升過程中，應及時清理粘結在模板上的砂漿。

4.1.3 完成滑升

當模板滑升至距終止高程約1m左右時，滑模即進入完成滑升階段。此時應放慢滑升速度，準確找平混凝土，以保證頂部高程及位置的正確?；炷翝仓Y束后，模板繼續上滑，直至混凝土與模板完全脫開為止。

4.2 滑模預防和糾偏措施

4.2.1 防止混凝土下料不均勻導致模板偏移的措施

在初次滑升前，在模板對中、調平、固定垂線后，需要對初次滑升模板的上下口進行加固處理：上口周圈用A40絲桿頂住模板進行固定；模板下口內側焊擋塊進行限位，周圈共設六個，均勻布在模板下口外側。當準備滑升時，松開上口絲桿，即可進行滑升。

在整體滑升過程中，混凝土下料對稱均勻，必須遵守入倉、平倉、振搗、滑升的順序，每次下料高度不超過30cm，下一層振搗一層，提升一次，并保證模板內有一定厚度的混凝土，控制好混凝土的下料速度和滑模的滑升速度，一般控制模板中混凝土高度在90cm左右，即滑空高度不超過30cm。

4.2.2 防止爬桿擺動的措施

利用井身內結構鋼筋或系統錨桿焊A16鋼筋，鋼筋一端焊接A50mm圓環套住爬桿，并沿井壁四周均勻布置，每2m一圈，當模板上升到此位置時割斷，模板繼續上升。另外爬桿與內層結構主筋(環向鋼筋)間綁扎連接。

4.2.3 對千斤頂不同步進行限位的措施

模板在滑升過程中發生偏移最主要的原因就是由于千斤頂不同步而造成模板發生傾斜，即模板中心線與井身的中心線不重合?？刹扇。孩倜總€千斤頂在安裝前必須進行調試，保證行程一致；②在每個千斤頂上安裝限位裝置，即在井口的千斤頂上部30cm處安裝限位器，安裝限位器時用水準儀找平，保證模板在30cm行程中行程一致，從而使整個模板水平上升而不發生偏移。

4.2.4 千斤頂糾偏的措施

在滑升過程中，通過垂線發現模板有少量偏移(一般在±1cm以內)，利用千斤頂來糾偏。如發生向一側偏移，關閉此側的千斤頂，滑升另一側，即可達到糾偏目的。在糾偏過程中，要緩慢進行，不可操之過急，以免混凝土表面出現裂縫。

在模板整個滑升過程中，由每班設置專人負責檢查模板情況，做好本班觀測數據記錄。發現偏移，應及時進行糾正，防止累計出現大的偏移。

4.3 特殊?；幚泶胧?/h3>

當滑模施工出現故障及其它因素引起?；瑫r，應采取以下措施：?；瑫r混凝土應澆筑到同一水平面上?；炷翝仓戤呉院?，模板應每隔1h左右整體提升一次，每次提升20mm～30mm，如此連續進行4h以上，直至混凝土與模板不會粘結為止，并清理好模板上的混凝土、涂刷脫模劑。因特殊情況造成的?；?，混凝土終凝前不能恢復澆筑時混凝土面按施工縫進行處理。

4.4 滑模拆除

滑模澆筑完成后，利用豎井穹頂設置的天錨采用葫蘆吊住滑模機架，首先拆除抹面吊架平臺，而后在豎井井口支墊木方，拆除模板液壓千斤頂和爬桿后，將機架下放到一定高度，拆除圍圈和吊架，最后拆除機架平臺，整個拆除過程是由下向上逐步拆除，邊拆除邊轉運到指定存放處。

5 總結與體會

液壓爬升滑模用于豎井混凝土施工中，可使混凝土襯砌作業達到安全、優質、高效，節省材料，減輕勞動強度的施工效果。同時豎井滑模施工是一個系統而復雜的工程，需注意以下幾個方面的問題：

(1)施工前，需做好混凝土配合比、外加劑的試驗工作，測定混凝土的塌落度、凝固時間，計算出澆筑強度和滑升速度，選擇合理的資源配置。

(2)滑升過程中要對液壓裝置、模板結構以及有關設施的負載條件作全面的檢查，重點檢查爬桿有無彎曲情況、千斤頂和油管接頭有無漏油現象、模板傾斜度是否正常等。

(3)施工過程中，滑模上盡可能少地堆放材料，嚴格控制不能超過設計荷載，材料堆放要對稱均勻布置，以防止滑模受力不均產生傾斜。

(4)混凝土澆筑過程中，混凝土要均勻入倉且及時平倉振搗，高差不超過30cm，同時根據混凝土的入倉速度調整分層厚度。

(5)滑升過程中，每班應檢查模板偏移情況，及時進行糾正，防止累計出現大的偏移。如發生較大偏移，應按漸變原則進行糾正，一次糾偏不能過大，否則會造成局部變形過大。

(6)值班班長應做好施工記錄，交接班時向下一班施工人員詳細介紹本班施工情況，使其準確掌握混凝土的脫模強度，確定模板的提升時間和速度。

(7)要設置備用電源，保證現場突然停電時井內施工人員的安全撤離。

相信通過大量工程不斷的積累與總結，豎井滑模施工技術將進一步完善和提高。