摘要：滑模施工在煤炭、橋梁、工民建等行業(yè)中應(yīng)用已很成熟，但在水工建筑物的施工中應(yīng)用還不是很多，xx抽水蓄能電站上水庫閘門井施工采用液壓提升滑模技術(shù)，取得較好的工程效益和經(jīng)濟(jì)效益。
一、概況
xx抽水蓄能電站1#～4#引水事故閘門豎井底部與引水洞漸變段相貫，上部直接與外界相通，設(shè)計(jì)為圓形斷面，井內(nèi)包含兩個(gè)矩形閘門槽和一個(gè)城門洞形通氣孔（兼進(jìn)人孔）。閘門井底部高程為▽140.63，頂部高程為▽174.50，總深度33.87米。其中底部1.69米（▽140.63～▽142.32）為門楣段，上部1.40米（▽173.10～▽174.50）是牛腿梁及蓋板，中間部分的30.78米（▽142.32～▽173.10）是等截面體形。其中等截面體形采用滑模施工，門槽及通氣孔內(nèi)有為后期安裝閘門及爬梯所用的預(yù)埋件。
二、施工方案
閘門井下部（▽142.32以下部分）及上部（▽173.10以上部分）采用傳統(tǒng)的鋼模板支模澆筑。
閘門井中間部分（▽142.32～▽173.10）為等截面結(jié)構(gòu)，施工時(shí)，首先完成▽142.32高程以下部的砼澆筑。然后，利用吊車把組裝好的滑模體放到▽142.32高程的砼面上，并根據(jù)設(shè)計(jì)位置將模體準(zhǔn)確定位。接下來再進(jìn)行鋼筋綁扎、倉面驗(yàn)收等工作。開盤后連續(xù)澆筑砼、綁扎鋼筋至▽173.10高程（將模體滑空，利用吊車吊出并放到下一個(gè)閘門井的▽142.32高程上準(zhǔn)備另一個(gè)井的滑模施工）。最后完成173.10m高程以上的混凝土澆筑。
三、滑模設(shè)計(jì)
3.1、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
閘門井采用液壓調(diào)平內(nèi)爬式滑升模板，滑模裝置為便于加工，提高復(fù)用率，有足夠的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性，整個(gè)模體設(shè)計(jì)為鋼結(jié)構(gòu)，模板、圍圈、操作盤，提升架等構(gòu)件之間均為焊接連接，整個(gè)滑模裝置主要由模板、圍圈、操作盤，提升架、支撐桿（俗稱“爬桿”），液壓系統(tǒng)等幾部分構(gòu)成。
3.1.1、模板
模板是混凝土成型的模具，其質(zhì)量（主要包括剛度、表面平滑度）的好壞直接影響著所澆混凝土的成型及外觀質(zhì)量。為了保證質(zhì)量，模板采用厚6mm的鋼板制成，用63×40×7mm角鋼作為筋肋，模板高度為1.26m。
3.1.2、圍圈
圍圈主要用來支撐和加固模板，使其形成一個(gè)整體，根據(jù)其承受的水平側(cè)壓力計(jì)算，圍圈采用14#槽鋼，上、中、下布置三道，上圍圈距模板上口2cm,下圍圈與模板下口平齊，圍圈與模板的連接采用63×40×7mm角鋼焊接。
3.1.3、提升架
提升架是滑升模板與工作盤的聯(lián)系構(gòu)件，主要用于支撐模板、圍圈、滑模工作盤，并通過安裝于其頂部的千斤頂支撐在支撐桿（爬桿）上，整個(gè)滑模荷載通過提升架傳遞給支撐桿。
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，本閘門井滑模選用“F”型和“開”字型兩種提升架，并根據(jù)荷載、摩擦力，按偏心受拉構(gòu)件進(jìn)行驗(yàn)算。
3.1.4、操作盤
操作盤是滑模的主要受力構(gòu)件之一，也是滑模施工的主要工作場地，各構(gòu)件除滿足強(qiáng)度要求外，還需具有足夠的剛度。操作盤支撐在提升架的主體豎桿件上，通過提升架與模板連接成一體，并對模板起著橫向支撐作用。操作盤采用桁架結(jié)構(gòu)，為確保工作盤強(qiáng)度、剛度，經(jīng)過計(jì)算，選用了80×80×10mm工成1200mm的輕型桁架，利用角鋼互相連接工作盤，形成網(wǎng)架，盤面鋪板采用了50mm木板，防止混凝土撒落。盤面保持平整、密實(shí)。
3.1.5、輔助盤
為便于施工人員隨時(shí)檢查脫模后的混凝土質(zhì)量，及時(shí)修補(bǔ)混凝土局部缺陷，扒出預(yù)埋件，以及及時(shí)對混凝土表面進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，在操作盤下方約2.7m處懸掛一輔助盤，用Φ18圓鋼懸掛于桁架和提升架下。
3.1.6、支撐桿
支撐桿的下段埋在混凝土內(nèi)，上段穿過液壓千斤頂?shù)耐ㄐ目�，承受整個(gè)滑模荷載，并作為豎筋的一部分存留在混凝土內(nèi)，在選擇HM—100型液壓千斤頂?shù)耐瑫r(shí)，選擇48×3.5焊管作支撐桿，經(jīng)計(jì)算，其承載力及穩(wěn)定性符合要求。
3.1.7、液壓系統(tǒng)
液壓系統(tǒng)由YKT—36型液壓控制臺(tái)，HM—100型液壓千斤頂、油管及附件組成，組裝前檢查管路是否通暢，耐壓是否符合要求，有無漏油等現(xiàn)象，若有異常，及時(shí)進(jìn)行排除。
3.1.8、灑水管
為使脫模的混凝土得到良好養(yǎng)護(hù)，在輔助盤上固定一周φ50mm塑料管，在此管朝混凝土壁側(cè)打若干小孔，高壓水管與此管用三通接頭相聯(lián)，向此管供水，對混凝土進(jìn)行噴水養(yǎng)護(hù)。
3.1.9、測量控制
在地面上投放控制點(diǎn)，在操作盤平面上吊掛四根重垂線，隨時(shí)監(jiān)測模體偏移及旋轉(zhuǎn)情況，以便及時(shí)糾偏，確保模體垂直滑升。
3.2、滑模荷載分析計(jì)算
3.2.1、滑升摩阻力:G1
G1=kfs
K:附加影響系數(shù)，取k=2
F:磨擦阻力，2KN/㎡
S:模板的表面積
S= D·H=37㎡
則G1=kfs=2×2×37=148 KN
3.2.2、滑模結(jié)構(gòu)自 G2
全套滑模重量G2=145.68 KN
3.2.3、施工荷載G3
(1)、人員：T1=23×980N/人=22.54 KN
(2)、設(shè)備：T2=20KN
(3)、材料、工具：T3=30KN
并取1.3倍的不均勻系數(shù)和2倍的動(dòng)力載荷系數(shù)
則G3=(T1+T2+T3)×1.3×2=188.604 KN
3.2.4、支撐桿的荷載
允許承載能力 P=3.142EI/K(ul)2
E：支撐桿的彈性模量，對A3鋼E=210×109kg/cm
I：支撐桿截面的慣性矩，對φ48×3.5鋼管
I=12.18cm4
K：:安全系數(shù),取K=2
Ul：計(jì)算長度,按0.7×1.8=1.26m計(jì)
P= 3.142×2.1×109×11.35/2×(0.7×180)2=74KN
3.2.5、千斤頂數(shù)量
n=w/cp
w：總荷載 w=G1+G2+G3=148+145.68+188.604=482.284 KN
c：載荷不均勻系數(shù)，取0.8
p：千斤頂計(jì)算承載能力50KN
n=482.284/0.8×74=12.06(臺(tái))
選用16臺(tái)千斤頂。
由于選擇16臺(tái)千斤頂，故選用16個(gè) 提升架對稱布置，其中四個(gè)連成二個(gè)“開”型提升架。
提升架布置見下插圖：
四、滑模施工
4.1 施工準(zhǔn)備
滑模施工前需做好準(zhǔn)備工作，其中包括砼面的鑿毛、沖洗，滑模組裝調(diào)試，測量放線工作，為滑模定位組裝做好準(zhǔn)備。
4.1.1 滑模制作組裝
滑模按設(shè)計(jì)要求制作后，進(jìn)行組裝調(diào)試，并按下表質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了檢查調(diào)整。
4.1.2 千斤頂進(jìn)行試驗(yàn)編組
(1) 耐壓：加壓120kg/cm2， 5分鐘不滲不漏；
(2) 空載爬升：調(diào)整行程30mm；
(3) 負(fù)荷爬升：記錄加荷5噸，支撐桿壓痕和行程大小，將行程相近的編為一組。
因施工用千斤頂 ，按一般要求需備用一部分，且需經(jīng)常檢修，還需備用小彈簧、上卡頭、排油彈簧、滑塊、密封圈、卡環(huán)、下卡頭等。
4.1.3 滑模調(diào)試
滑模組裝檢查合格后,安裝千斤頂、液壓系統(tǒng)、插入爬桿并進(jìn)行加固、然后進(jìn)行試滑升3～5個(gè)行程，對提升系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)、盤面及模板變形情況進(jìn)行全面檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決，確保施工順利進(jìn)行。
施工現(xiàn)場敷設(shè)一趟3×25+1×10電纜，提供380伏電源，為確�；Ｊ┕ろ樌M(jìn)行，不發(fā)生粘模事故，做好了備用電源準(zhǔn)備工作。
為保證混凝土質(zhì)量，在輔助盤上敷設(shè)一趟膠質(zhì)軟管，以便于及時(shí)對出模的混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。
4.2 滑模施工
4.2.1 鋼筋綁扎
滑模施工的特點(diǎn)是鋼筋綁扎、混凝土澆筑、模體滑升平行作業(yè)，連續(xù)進(jìn)行互相適應(yīng)。模體就位后，按設(shè)計(jì)進(jìn)行鋼筋綁扎，綁扎及焊接要符合規(guī)范要求，滑升施工中，爬桿在同一水平內(nèi)接頭不超過1/4，因此第一套爬桿要有4種以上長度（2.5m 3.0m 3.5m 6.0m ...）,錯(cuò)開布置，正�；龝r(shí)，每根爬桿長6.0m，要求平整無銹皮，當(dāng)千斤頂滑升距爬桿頂端小于350mm時(shí)，接長爬桿，接頭對齊，不平處用砂輪磨平，爬桿同環(huán)筋相連加固。
4.2.2 混凝土運(yùn)輸、下料及上下人員
滑模施工用混凝土由攪拌站提供，拌合車運(yùn)到工地，經(jīng)過下料管、緩沖器、溜筒送入倉號。鋼筋及其它材料裝在吊籠內(nèi)用卷揚(yáng)下放到工作面，人員經(jīng)爬梯上下。
4.2.3 施工工藝
(1) 混凝土澆筑
滑模施工按以下順序進(jìn)行：下料—平倉振搗—滑升—鋼筋綁扎—下料�；；髮ΨQ均勻下料，按分層30cm一層進(jìn)行，采用φ50插入式振搗器振搗，經(jīng)常變換振搗方向，并避免直接振動(dòng)爬桿及模板，振搗器插入深度不超過下層混凝土內(nèi)50mm，模板滑升時(shí)停止振搗�；Ｕ；鶕�(jù)現(xiàn)場施工情況確定合理的滑升速度，按正�；看伍g隔2小時(shí)，控制滑升高度30cm，日滑升高度在3.0m左右。
混凝土初次澆筑和模板初次滑升嚴(yán)格按以下六個(gè)步驟進(jìn)行：第一次澆筑100mm厚半骨料的混凝土，接著按分層300mm澆筑兩層，開始滑升30—50mm檢查脫模的混凝土凝固是否合適，第四層澆筑后滑升150mm，繼續(xù)澆筑第五層，滑升150—200mm, 第六層澆筑后滑200mm，若無異常情況，便可進(jìn)行正常澆筑和滑升。
模板初次滑升緩慢進(jìn)行，并在此過程中對提升系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)、盤面及模板變形情況進(jìn)行全面檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，待一切正常后可進(jìn)行正常澆筑和滑升。
(2) 模板滑升
施工進(jìn)入正常澆筑和滑升時(shí)，盡量保持連續(xù)施工，并設(shè)專人觀察和分析混凝土表面情況，根據(jù)現(xiàn)場條件確定合理的滑升速度和分層澆筑厚度。依據(jù)下列情況進(jìn)行鑒別：滑升過程中能聽到“沙沙”的聲音；出模的混凝土無流淌和拉裂現(xiàn)象，手按有硬的感覺，并留有1mm左右的指��；能用抹子抹平。
滑升過程中有專人檢查千斤頂?shù)那闆r，觀察爬桿上的壓痕和受力狀態(tài)是否正常，檢查滑模中心線是否偏移及操作盤的水平度。
(3) 表面修整及養(yǎng)護(hù)
混凝土表面修整是關(guān)系到結(jié)構(gòu)外表和保護(hù)層質(zhì)量的工序，當(dāng)混凝土脫模后，立即進(jìn)行此項(xiàng)工作。一般用抹子在混凝土表面作原漿壓平或修補(bǔ)，如表面平整亦可不做修整。為使已澆筑的混凝土具有適宜的硬化條件，減少裂縫，在輔助盤上設(shè)灑水管噴水對混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。
(4) 預(yù)埋件及預(yù)留處理
由于閘門槽有二期混凝土工程，需鑿毛和埋件處理；針對不同埋件設(shè)專人及時(shí)進(jìn)行處理。
(5) �；胧┘笆┕たp處理
滑模施工要連續(xù)進(jìn)行，因意外停滑時(shí)采取“�；胧�”�；炷镣Ｖ�?jié)仓�，每�?.5－1小時(shí)，滑升1－2個(gè)行程，直到混凝土與模板不再粘結(jié)（一般4個(gè)小時(shí)左右）。由于施工會(huì)造成施工縫，根據(jù)水電施工規(guī)范，預(yù)先做出施工縫，然后在復(fù)工前將混凝土表面殘?jiān)�，用水沖凈，先澆一層減半骨料的混凝土，然后再澆筑原配比混凝土。
(6) 滑模控制
滑模中線控制：為保證閘門中心不發(fā)生偏移，在兩個(gè)閘門槽各懸掛兩根垂線進(jìn)行中心測量控制，同時(shí)也保證其它部位的測量要求。
滑模水平控制：一是利用千斤頂?shù)耐狡鬟M(jìn)行水平控制，二是利用水準(zhǔn)管測量，進(jìn)行水平檢查。
(7) 滑模拆除：
滑模滑升至指定位置時(shí)，將滑�；蘸螅玫踯嚥鸪�。滑模裝置拆除注意以下事項(xiàng)：
〈1〉必須在跟班經(jīng)理統(tǒng)一指揮下進(jìn)行，并預(yù)先編制安全措施。
〈2〉操作人員必須配帶安全帶及安全帽。
〈3〉拆卸的滑模部件要嚴(yán)格檢查，捆綁牢固后吊運(yùn)。
4.2.4 滑模施工中出現(xiàn)問題及處理
滑模施工中經(jīng)常出現(xiàn)的問題有：滑模操作盤傾斜、滑模盤平移、扭轉(zhuǎn)、模板變形、混凝土表面缺陷、爬桿彎曲等，其產(chǎn)生的根本原因在于千斤頂工作不同步，荷載不均勻，澆筑不對稱，糾偏過急等。因此，在施工中首先要把好質(zhì)量關(guān)，加強(qiáng)觀測檢查工作，確保良好運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決。
(1) 糾偏：
利用千斤頂自身糾偏，即關(guān)閉五分之一的千斤頂，然后滑升2—3個(gè)行程，再打開全部千斤頂滑升2—3個(gè)行程，反復(fù)數(shù)次逐步調(diào)整至設(shè)計(jì)要求。并針對各種不同情況，施加一定外力給予糾偏。所有糾偏工作不能操之過急，以免造成混凝土表面拉裂、死彎、滑模變形、爬桿彎曲等事故發(fā)生。
(2) 爬桿彎曲處理：
爬桿彎曲時(shí)，采用加焊鋼筋或斜支撐，彎曲嚴(yán)重時(shí)切斷，接入爬桿重新與下部爬桿焊接，并加焊“人”字型斜支撐。
(3) 模板變形處理：
對部分變形較小的模板采用撐桿加壓復(fù)原，變形嚴(yán)重時(shí)，將模板拆除修復(fù)。
(4) 混凝土表面缺陷處理：
采用局部立模，補(bǔ)上比原砼標(biāo)號高一級的細(xì)骨料混凝土并用抹子抹平。
五、結(jié)束語
如閘門井混凝土施工全部按常規(guī)支模方法施工，一個(gè)閘門井至少要一個(gè)半月，四個(gè)閘門井至少要6個(gè)月。工期太長，將影響上庫下閘試蓄水的節(jié)點(diǎn)目標(biāo)。閘門井等截面段采用滑模施工，從現(xiàn)場制作滑模體等施工準(zhǔn)備至閘門井全部完成，四個(gè)閘門井僅用了3個(gè)月，施工質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求，施工安全較常規(guī)施工更易保證，節(jié)約了工程成本，保證了上庫按期下閘蓄水，為電站盡早發(fā)揮效益奠定了良好基礎(chǔ)。
