1、普西桥水电站矩形高塔滑模施工技术董党 娄聚会 王 杰 樊瑞钊 曲胜辉摘 要 普西桥水电站泄洪闸施工具有工期短、工序穿插紧凑、安全管理和质量要求高的特点，项目采用滑模施工技术，结合工程特点进行攻关和改进，成功的解决了施工中的难题。关键词 水电站 泄洪闸 滑模技术 攻关 1 工程概述普西桥水电站位于云南省墨江县雅邑乡普西村普西铁索桥附近河段。为保证电站进水口“门前清” ，同时具备一定的泄流能力，左岸布置了一条泄洪冲沙洞，泄洪冲沙洞进口底板高程 680.00m，正常蓄水位 EL737.0m，工作水头 57m。事故闸门孔口尺寸 8.0m8.0m，闸室总高 64m，混凝土总量 4855m，设计 EL69
2、2.5m 以下 C30 混凝土820m，EL692.5m 以上 C25 混凝土 3790m，二期混凝土245m。2014 年是普西桥水电站工程关键的一年，要求当年实现下闸蓄水及首台机组年底发电，为保证质量,加快施工进度,减少安全隐患，按期实现项目控制目标，根据类似工程施工经验,决定对等截面闸室段衬砌采用滑模施工，采用滑模施工范围为 EL696.75EL735.0m。2 滑模设计2.1 结构设计滑模系统采用液压调平内爬式滑升模板，为便于加工，提高周转使用率，保证滑模具有相应的强度、刚度，满足滑模稳定性要求。滑模装置设计为钢结构，整个滑模装置由模板、围圈、操作盘，提升架、支撑杆（俗称“爬杆” ）
3、、液压系统等几部分构成；模板、围圈、操作盘、提升架等构件均采用焊接连接。2.1.1 模板模板为混凝土成型的模具，其质量（主要包括刚度、表面平滑度）的好坏直接影响混凝土的成型及外观质量，为保证质量，模板采用 6mm 厚的钢板制作，并采用50mm50mm 5mm 角钢加劲肋，模板高 1.5m。为便于脱模，模板按一定锥度设计,上下口锥差 3mm。为便于回收利用，模板采用 P3015 或者 P6015 进行拼装，模板与桁架梁间采用螺栓连接。2.1.2 围圈围圈主要用来支撑和加固模板，使其形成一个整体，围圈采用角钢焊制成 10mm10mm 矩形桁架梁，围圈与模板的连接采用 50mm50mm5mm 的角钢
4、。 2.1.3 提升架提升架为模体与爬杆间的联系构件，主要用于支撑模板、围圈、滑模盘。并通过安装在顶部的千斤顶支撑在爬杆上，整个滑升荷载通过提升架传递给爬杆，爬杆由483.5mm 的钢管制成，根据施工经验和常规设计，采用“F”型和“开”型提升架， “F”型提升架用 18 号槽钢组合制作而成。 “开”型提升架采用 18#槽钢作为立杆，并用两层共三根 12#槽钢作为“开型架横梁。2.1.4 操作盘 操作盘是滑模的主要受力构件之一，也是滑模施工的主要工作场地，各构件除满足强度要求外，还应有足够的刚度，操作盘支撑在提升架的主体竖杆件上，通过提升架与模板连接成一体，并对模板起着横向支撑作用，操作盘采用桁
5、架结构，为确保工作盘强度、刚度，经过计算，选用 80mm80mm8mm 角钢加工成桁架，利用角钢连接工作盘，形成网架，为防止混凝土撒落，盘面上铺厚 50mm 的木板。2.1.5 辅助盘为方便施工人员随时检查脱模后的混凝土质量，及时修补混凝土局部缺陷、处理预埋件，以及进行混凝土洒水养护，在操作盘下方约 2m 处悬挂50 角钢制作的辅助盘，用 18 圆钢悬挂于桁架梁和提升架下。2.1.6 支撑杆支撑杆的下段埋在混凝土内，上段穿过液压千斤顶的通心孔，承受整个滑模荷载，并作为竖筋的一部分存留在混凝土内，选择 HM100 型液压千斤顶的同时，选择483.5mm 钢管作为支撑杆，经计算，其承载力及稳定性符
6、合要求。2.1.7 液压系统液压系统采用 YKT36 型液压控制台，HM-100 型液压千斤顶、油管及附件组成。组装前检查管路是否通畅，耐压是否符合和要求，有无漏油等现象，若有异常及时排除。2.1.8 洒水管为使脱模后的混凝土及时得到养护，在辅助盘上固定一周 50mm 塑料管，管上近混凝土壁侧方向打若干小孔，高压水管与此塑料管接通，通过向塑料管供水，由塑料管上的小孔喷出水雾对混凝土进行洒水养护。2.2 滑模荷载分析计算2.2.1 滑模结构自重：钢结构：G1=26024kg2.2.2 施工荷载：工作人员 20 人75kg/人=1500kg一般工具及材料 2000kg考虑 2 倍的动力系数及 1.
7、3 倍的不均匀系数，施工荷载分别为G2=（1500+2000）21.3=9100kg2.2.3 滑升摩擦阻力单位面积上的滑升摩擦阻力考虑附加系数为1.5，整圈模板上的滑升摩擦阻力为：(按每平方 200kg 计算)G3=S2001.5=91.52001.5=27450kg2.2.4 竖向荷载总重 w=G1+G2+G3W=26024+9100+27450=62574kg2.2.5 混凝土对模板的侧压力当采用插入式振捣器时，混凝土对模板的侧压力为：P=r(h+0.05)式中： r-混凝土的容重，取 2500kg/m3h-每层浇筑混凝土厚度，取 0.3m则： P1=2500(0.3+0.05)=875
8、kg/m 2 同时考虑浇筑混凝土时，动荷载对模板的侧压力P2=200kg/m2故：P=P1+P2=875+200=1075kg/m 22.2.6 支撑杆（爬杆）计算允许承载能力： P=3.142EI/K(ul)2E: 支撑杆的弹性模量 E=2.1106kg/cm 2I 撑杆的截面惯性矩 I=11.35cm4k: 安全系数， 取 k=2ul: 计算长度， 按0.61.8=1.08m 计则 p/2=3.1422.110611.35/2(0.61.8100)2 =5037kg/cm21/2p0=100000.5=5000kgp0： 千斤顶允许承载能力；因此支撑杆的数量（千斤顶的数量）n=w/cpw:
9、 支撑杆承载w=G1+G2+G3 P；支撑杆允许承载能力 取 5000kgc: 载荷不均衡系数 取 0.862574/0.85000=15.6根据结构特征，为保证模体整体均匀滑升，事故闸井选用千斤顶 18 台。 3 模体制作与组装3.1 模体组装3.1.1 模体的第一次组装模体构件在加工厂加工后，进行拼装检查。闸墩混凝土浇筑至预设滑板安装高程后，将加工好的模体构件运送至现场，由吊车吊装。出厂构件组装的长度和重量以方便装运为宜。3.1.1.1 模体支撑平台施工滑模体悬空组装时，先施工支撑平台，支撑平台采用28 螺纹钢焊制，支撑平台设计为牛腿形，支撑平台的上面与预埋的插筋焊接，下面斜撑筋与预埋的套
10、筒或模板拉筋焊接，支撑平台焊点要牢固可靠，根据模体的构件长度布置支撑平台，间距不宜大于 6m，支撑平台的上平面要进行测量控制，确保支撑平台面在一个平面上。3.1.1.2 模体组装顺序支撑平台施工完成后，进行模体组装。模体组装顺序为：桁架梁工作平台框架提升架部分液压千斤顶围圈模板铺盘液压系统辅助盘。组装好的滑模立面及平面图见图 1、图 2。图 1 滑模安装立面示意图图 2 滑模安装平面示意图3.2 下料系统安装闸井滑模混凝土垂直入仓采用混凝土泵，在滑模模体组装完成后，在相应位置搭设混凝土泵管支承架，泵管支承架搭设按脚手架相应规范要求，并与模体间留有一定的安全距离，以确保滑模正常滑升不受其影响，同
11、时，随着模体滑升，在相应位置放置预埋件对脚手架进行附着加固。3.2.1 垂直分料系统安装模体组装完成后，根据仓面情况和泵管承重架搭设位置，在模体平台上搭设混凝土分料槽，实现混凝土的均匀平仓，溜槽架子固定在模体平台上，跟随模体一起上升。滑模按设计要求制作后，进行组装调试，并按质量标准进行检查调整。4 滑模施工 4.1 施工准备滑模施工前必须做好准备工作，其中包括底板的凿毛、冲洗，滑模组装调试，测量放线工作，为滑模定位组装做好准备。4.2 千斤顶进行试验编组(1) 耐压:加压 120kg/cm2，5 分钟不得渗漏；(2) 空载爬升:调整行程 30mm；(3) 负荷爬升:加载 5t 时, 记录支撑杆压痕和行程大小,将行程相近的编为一组。为方便检修千斤顶，确保滑模施工过程中的正常运行，配备千斤顶卡簧、上卡头、排油弹簧、滑块、密封圈、卡环、下卡头等，用于及时检修和更换。4.3 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,然后进行试滑升 35 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，发现问题及时解决，确保施工顺利进行。
