摘要：滑模施工在煤炭、橋梁、工民建等行業(yè)中應用已很成熟，但在水工建筑物的施工中應用還不是很多，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，取得較好的工程效益和經(jīng)濟效益。

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，設計為圓形斷面，井內(nèi)包含兩個矩形閘門槽和一個城門洞形通氣孔（兼進人孔）。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）為等截面結構，施工時，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)設計位置將模體準確定位。接下來再進行鋼筋綁扎、倉面驗收等工作。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閘門井的▽142.32高程上準備另一個井的滑模施工）。最后完成173.10m高程以上的混凝土澆筑。

三、滑模設計

3.1、結構設計
閘門井采用液壓調平內(nèi)爬式滑升模板，滑模裝置為便于加工，提高復用率，有足夠的強度、剛度及穩(wěn)定性，整個模體設計為鋼結構，模板、圍圈、操作盤，提升架等構件之間均為焊接連接，整個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)等幾部分構成。
3.1.1、模板
模板是混凝土成型的模具，其質量（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量。為了保證質量，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，使其形成一個整體，根據(jù)其承受的水平側壓力計算，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，整個滑模荷載通過提升架傳遞給支撐桿。
根據(jù)經(jīng)驗，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，按偏心受拉構件進行驗算。
3.1.4、操作盤
操作盤是滑模的主要受力構件之一，也是滑模施工的主要工作場地，各構件除滿足強度要求外，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。操作盤采用桁架結構，為確保工作盤強度、剛度，經(jīng)過計算，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。
3.1.5、輔助盤
為便于施工人員隨時檢查脫模后的混凝土質量，及時修補混凝土局部缺陷，扒出預埋件，以及及時對混凝土表面進行灑水養(yǎng)護，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目祝�承受整個滑模荷載，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，選擇48×3.5焊管作支撐桿，經(jīng)計算，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，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，及時進行排除。
3.1.8、灑水管
為使脫模的混凝土得到良好養(yǎng)護，在輔助盤上固定一周φ50mm塑料管，在此管朝混凝土壁側打若干小孔，高壓水管與此管用三通接頭相聯(lián)，向此管供水，對混凝土進行噴水養(yǎng)護。
3.1.9、測量控制
在地面上投放控制點，在操作盤平面上吊掛四根重垂線，隨時監(jiān)測模體偏移及旋轉情況，以便及時糾偏，確保模體垂直滑升。
3.2、滑模荷載分析計算
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、滑模結構自 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：計算長度,按0.7×1.8=1.26m計
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：千斤頂計算承載能力50KN
n=482.284/0.8×74=12.06(臺)
選用16臺千斤頂。
由于選擇16臺千斤頂，故選用16個 提升架對稱布置，其中四個連成二個“開”型提升架。
提升架布置見下插圖：

四、滑模施工

4.1 施工準備
滑模施工前需做好準備工作，其中包括砼面的鑿毛、沖洗，滑模組裝調試，測量放線工作，為滑模定位組裝做好準備。
4.1.1 滑模制作組裝
滑模按設計要求制作后，進行組裝調試，并按下表質量標準進行了檢查調整。

4.1.2 千斤頂進行試驗編組
(1) 耐壓：加壓120kg/cm2， 5分鐘不滲不漏；
(2) 空載爬升：調整行程30mm；
(3) 負荷爬升：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)、插入爬桿并進行加固、然后進行試滑升3～5個行程，對提升系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)、盤面及模板變形情況進行全面檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時解決，確保施工順利進行。
施工現(xiàn)場敷設一趟3×25+1×10電纜，提供380伏電源，為確�；�模施工順利進行，不發(fā)生粘模事故，做好了備用電源準備工作。
為保證混凝土質量，在輔助盤上敷設一趟膠質軟管，以便于及時對出模的混凝土進行養(yǎng)護。
4.2 滑模施工
4.2.1 鋼筋綁扎
滑模施工的特點是鋼筋綁扎、混凝土澆筑、模體滑升平行作業(yè)，連續(xù)進行互相適應。模體就位后，按設計進行鋼筋綁扎，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 ...）,錯開布置，正�；�升時，每根爬桿長6.0m，要求平整無銹皮，當千斤頂滑升距爬桿頂端小于350mm時，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行：下料—平倉振搗—滑升—鋼筋綁扎—下料�；��；�升要求對稱均勻下料，按分層30cm一層進行，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，模板滑升時停止振搗�；�模正�；�升根據(jù)現(xiàn)場施工情況確定合理的滑升速度，按正常滑升每次間隔2小時，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格按以下六個步驟進行：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，便可進行正常澆筑和滑升。
模板初次滑升緩慢進行，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行全面檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，待一切正常后可進行正常澆筑和滑升。
(2) 模板滑升
施工進入正常澆筑和滑升時，盡量保持連續(xù)施工，并設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
混凝土表面修整是關系到結構外表和保護層質量的工序，當混凝土脫模后，立即進行此項工作。一般用抹子在混凝土表面作原漿壓平或修補，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，在輔助盤上設灑水管噴水對混凝土進行養(yǎng)護。
(4) 預埋件及預留處理
由于閘門槽有二期混凝土工程，需鑿毛和埋件處理；針對不同埋件設專人及時進行處理。
(5) �；�措施及施工縫處理
滑模施工要連續(xù)進行，因意外�；瑫r采取“�；�措施”�；炷�土停止?jié)仓�后，每�?.5－1小時，滑升1－2個行程，直到混凝土與模板不再粘結（一般4個小時左右）。由于施工會造成施工縫，根據(jù)水電施工規(guī)范，預先做出施工縫，然后在復工前將混凝土表面殘渣除掉，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�？刂�
滑模中線控制：為保證閘門中心不發(fā)生偏移，在兩個閘門槽各懸掛兩根垂線進行中心測量控制，同時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�步器進行水平控制，二是利用水準管測量，進行水平檢查。
(7) 滑模拆除：
滑�；�升至指定位置時，將滑�；�空后，利用吊車拆除�；�模裝置拆除注意以下事項：
〈1〉必須在跟班經(jīng)理統(tǒng)一指揮下進行，并預先編制安全措施。
〈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格檢查，捆綁牢固后吊運。
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、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量關，加強觀測檢查工作，確保良好運行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)問題及時解決。
(1) 糾偏：
利用千斤頂自身糾偏，即關閉五分之一的千斤頂，然后滑升2—3個行程，再打開全部千斤頂滑升2—3個行程，反復數(shù)次逐步調整至設計要求。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，采用加焊鋼筋或斜支撐，彎曲嚴重時切斷，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原，變形嚴重時，將模板拆除修復。
(4) 混凝土表面缺陷處理：
采用局部立模，補上比原砼標號高一級的細骨料混凝土并用抹子抹平。

五、結束語

如閘門井混凝土施工全部按常規(guī)支模方法施工，一個閘門井至少要一個半月，四個閘門井至少要6個月。工期太長，將影響上庫下閘試蓄水的節(jié)點目標。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備至閘門井全部完成，四個閘門井僅用了3個月，施工質量滿足設計要求，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。