马鹿塘水电站调压井滑模施工设计
毕业论文网 摘要：本文从工程实例的角度出发，具体探讨了水电站调压井滑模的设计思路与施工方法，值得同行参考研究。
关键词：水电站、调压井滑模、设计与施工 1.工程概况 马鹿塘水电站位于云南省文山州麻栗坡县境内，为盘龙河梯级规划中的第八个梯级。
工程采用混合式开发，以发电为主，水电站二期工程总装机300MW，工程等别为Ⅱ等大（2）型，最大坝高154m，水库总库容5.5亿m3。
工程枢纽建筑物主要由混凝土面板堆石坝、左岸岸边溢洪道、左岸放空隧洞、右岸引水隧洞、调压井、压力管道、地下发电厂房及附属洞室等组成。
调压竖井设计断面为圆型，其中在?543.0m高程至?601.0m高程段，调压井井壁砼为1.5m厚；在?601.0m高程至?647.5m高程段，调压井井壁砼为1.0m厚。
2.设计思路 调压井直径24.0—25.0m，混凝土衬砌后直径为22.0m，由于井筒规则且没有变化，在施工时，采用滑模施工工艺进行混凝土浇筑，经认真研究，采用整体式空心设计方案。
2.1滑模采用整体空心钢结构设计，滑模控制采用液压自动调平控制台，配套选用10吨滑模专用千斤顶。
2.2井内布置一条380v供电3*25+1*10mm电缆；一条通讯、信号电缆（卷扬机运行利用声、光信号控制，井上下通讯采用对讲机联系）；一条φ25mmPVC洒水养护花管。
2.3井口布置一组桁架梁封井口装置，用以形成井口平台，垂直吊运施工材料和设施。
人员和小型材料上下利用井筒提升吊笼进行上下。
3.滑模设计 滑模采用整体空心钢结构设计，滑升千斤顶选用HY—100型10吨千斤顶，滑升动力装置为ZYXT—36型自动调平液压控制台，滑模装置组成为： ①模板、围圈；②提升系统；③滑模盘；④液压系统；⑤辅助系统。
3.1模板、围圈 全套滑模模板采用2012钢模板制作而成，钢模板紧靠围圈，模板按无锥度控制，既在半径方向模板上下口尺寸均按设计尺寸组装。
围圈主要用来加固模板，采用上、下两道，用[14槽钢制作。
模板之间采用角钢连接固定并和桁架梁上下边梁焊接，使模板成为一个整体。
3.2提升系统 滑模提升系统的提升架是滑模与混凝土间的联系构件，主要用于支撑模体，并且通过安装在顶部的千斤顶支撑在爬杆上，整个滑升荷载将通过提升架传递给爬杆，爬杆用φ48*3.5mm的钢管制成。
提升架选用“F”型，用16#工字钢和δ10mm钢板焊制。
“F”型提升架布置图 3. 3滑模盘 滑模盘分为操作盘和辅助盘。
操作盘为施工的操作平台，承受工作、物料等荷载，同时又是模体的支撑构件，是滑模的主要结构，采用桁架梁钢结构。
由于混凝土施工过程中，垂直荷载和侧向受力较大，为保证操作盘的强度和刚度，选用∠75、∠63等边角钢加工制作成桁架梁，在桁架梁上铺δ30mm木板形成操作平台。
浇筑平台滑俯视图 辅助盘为养护、修面、预埋件处理的工作平台，采用钢结构悬吊一套环形辅助盘，用Φ28螺纹钢焊制，铺设δ30mm木板，用Φ12圆钢悬挂在桁架梁上，辅助盘距井壁砼距离为100mm。
3. 4液压系统 选用HY—100型千斤顶,设计承载能力为10吨，计算承载能力为5吨，爬升行程为30mm，液压控制台为ZYXT—36型自动调平液压控制台。
高压油管主管选用φ16mm；支管选用φ8mm，利用直管接头和六通接头同控制台和千斤顶分组相连，全部千斤顶共分四组进行连接形成液压系统。
3. 5辅助系统 洒水养护是混凝土施工的一个重要环节，洒水管用φ25mmPVC管，沿混凝土表面布置一周，PVC管上钻孔，对混凝土表面进行洒水养护。
混凝土花管养护图 中心测量利用重垂线测量，观察模体的水平位移，在井口桁架梁上挂重垂线进行观测。
水平测量利用水平管原理，在模体上布置透明胶管，充水固定在模体上进行水平度观测。
4.设计计算 4.1滑模荷载分析 4.1.1滑模结构自重 经计算钢结构：270kN；液压系统：20kN ；G1=290kN 4.1.2施工荷载 工作人员：25人×0.75kN/人=18.75kN；一般工具：5kN 插入式振捣器：5kN；钢筋支撑杆 ：40kN ; 考虑2倍的动力系数及1.3倍的不均匀系数，施工荷载为： G2=（18.75+5+5+40）×2×1.3=178.75kN 4.1.3滑升摩擦阻力 单位面积上的滑升摩擦阻力按照规范，同时考虑模体转角和滑模偏斜等产生附加系数为1.5，所以整圈模板上的滑升摩擦阻力为：(钢模板按3.0kN/m2计算) G3=S×3×1.5=82.8×3×1.5=372.6kN 4.1.4竖向荷载总重 G=G1+G2+G3=290+178.75+372.6=841.35kN 4.1.5 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25kN/m3；；h——每层浇筑混凝土厚度，取0.3m 则： P1=25×(0.3+0.05)=8.75kN/m2 同时考虑浇筑混凝土时，动荷载对模板的侧压力：P2=2kN/m2 由侧压力造成支撑杆失稳换算重力系数按0.3计 故：P=(P1+P2)S×0.3ֽ=(8.75+2)×82.8×0.3= 267.03kN/m2 4.2支撑杆（爬杆）计算 允许承载能力：P=3.142EJ/K(ml)2 E: 支撑杆的弹性模量：E=2.1×106kg/cm2 J: 支撑杆的截面惯性矩：J=11.35cm4 k: 安全系数：取k=2；ml:计算长度按0.6×1.8=1.08m计 则：p=3.142×2.1×106×11.35/[2×(0.6×1.8×100)2] =10073.88kg/cm2 因此支撑杆的数量（千斤顶的数量）：n=w/cp w: 支撑杆承载：w=G1+G2+G3+P=841.35kN p:支撑杆允许承载能力，取50kN；c:载荷不均衡系数，取0.8 n=21.03台 根据滑模结构具体情况取千斤顶23台，支撑杆23根，可满足强度和结构要求。
5.滑模安装 5.1安装准备 滑模安装前必须做好各项准备工作，其中包括封井口形成提升悬吊设施；模体和液压系统准备；底板的凿毛、冲洗；测量放线工作；滑模组装调试；井内悬吊系统形成。
5.2井口施工准备 根据井口布置，完成井口桁架梁安装、井口安全护栏安装，井口混凝土下料管安装等，并完成封井口工作。
然后形成井上下提升系统，同时完成井下供电电缆敷设、照明系统形成。
5.3千斤顶进行试验编组 耐压:加压120kg/cm2， 5分钟不渗不漏； 空载爬升:调整行程30mm； 负荷爬升:记录加荷5吨,支撑杆压痕和行程大小,将行程相近的编为一组。
5.4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3～5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。
组装完成进行验收后，进行模板安装加固；然后进行钢筋绑扎和千斤顶、爬杆安装，提升系统调试；最后按照组织设计进行滑升浇筑施工。
滑模安装焊接俯视图 6.结语 马鹿塘调压井混凝土浇筑采用整体空心滑模技术，经现场施工检验，该方案不仅先进、可行、经济，而且保证质量、安全有效。
竖井井壁混凝土浇筑完成后俯视图 马鹿塘调压井采用整体滑模安装完成后,从井壁混凝土开始施工到全部浇筑完成，前后仅用了43天时间，浇筑混凝土约12000 m ，不仅提前了工期，而且取得了较好的经济效益，这一设计施工工艺在今后的类似工程中值得继续完善并借鉴应用。
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