1、金哨水利枢纽工程特大直径调压井阻抗式滑模设计与施工金哨水利枢纽工程特大直径调压井（阻抗式）滑模设计与施工金哨水利枢纽工程特大直径调压井(阻抗式)滑模设计与施工 水电工程技术2003.1 金哨水利枢纽工程特大直径 摘要:金哨水利枢纽工程特大直径(21m)调压井(阻抗式).若采用散装模板进行施工需110d 完成.而采用滑模施工仅用58d时间完成.且闸门槽?期混凝土同I期混凝土同步进行. 滑模模体的精度高.不仅满足快速闸门的起落,缩短了工期.而且节约了投资.是传统施 工难以达到的.因此.竖井采用滑模及取消闸门槽?期混凝土施工在水利枢纽工程建设中 是最优的选择. 1工程概况 金哨水利枢纽工程位于辽宁省
2、桓仁县沙 尖子镇金坑村上游约lkm处,鸭绿江的支流 浑江干流下游,距离太平哨水电站约bZKr1, 距离浑江口42km,是浑江下游梯级开发的 最末一级,混合式开发具有防洪,灌溉,发 电,水产养殖及环境保护等综合利用效益.枢 纽工程由拦河坝,引水系统和发电厂房组成. 引水建筑物布置在右岸,引水隧洞进水 口位于右岸坝轴线上游40m处,引水洞轴线 方向SE129.1341”,洞长412.85m,洞径 12m隧洞末端桩号0+412.85处设有阻抗 式调压井,衬砌后直径21m.于调压井底部 引出两条直径oO-m-的压力管道 调压井井顶高程175.2m,底板高程 107.16m,井深68.04m,内设两孑L
3、快速闸门. 其中,高程l16.26m处设有阻抗板,高程 153.75m和高程164.8m处,分别设有闸门检 查平台,拉杆检修平台.高程124.5m至高程 175.2m为滑模施工段.该调压井的设计断面 为圆弧直墙段的多变形.快速闸门门轨同井壁 整体衬砌,取消常规施工方法中的闸门槽二期 混凝土,高程124.5至高程153.75的滑模模 体见图1.滑模滑到高程153.75m闸礅顶,需 模体改制,改制后模体见图2.高程124.5m 至高程140.0m滑模混凝土衬砌厚度为 1.5m,高程140.0m至高程175.2m混凝土 衬砌厚度为1.0rr,.调压井滑模施工段主要工 程量:混凝土5760.43m.,
4、钢筋343.65t. 2滑模模体设计 2.I滑模的组成部分 滑模是由滑模模体,液压系统操作台,辅 助盘组成.主要有模板,围圈,提升架,工 作盘,辅助盘,千斤顶等. 一 13 2OO3.1水电工程技术 图1调压井124.j,153.75滑模平面图 1一提升架;2一桁架梁;3一鼓圈;4一液压千斤顶.图中尺寸为cm 2.1.1工作盘 滑模工作盘是滑模的主要受力构件,也 是施工及材料堆放的重要场所.滑模工作盘 设计中,在保证其强度,刚度和稳定性的前 提下,尽可能减轻其自重.因此,采用轻型 桁架粱,辐射布置,中间加工一直径为4.6m, 高3.6m的鼓圈做为联接体.桁架梁长 8.3m,高0.8m.桁架梁采
5、用i001O角 钢,757角钢做为联接筋.因受调压井设 计断面的限制,鼓圈下半部为断开的圆.为 了加强鼓圈的强度,工作盘以上鼓圈采用封 一 14一 闭的圆;为了保证桁架梁的稳定性,采用不 等直径的三层757角钢做为加强圈;为 保证滑模盘整体刚度和稳定性,又布置 25mm圆钢作为斜拉索,共计32根,滑模工 作盘铺艿3cm厚木板及艿3mm钢板.桁架梁, 鼓圈,加强圈,斜拉索,铺板,总重量为 24978.38kg. 2,1,2辅助盘 辅助盘位于工作盘下面,主要是检查井 壁混凝土质量,处理局部缺陷.洒水养护等 工作.为减小其重量,节约材料,辅助盘采 水电工程技术0nn01 用5O5角钢作骨架,j220
6、mm圆钢作为 加强辅筋尺寸为150cm65cm上铺2块 P3015钢模板,活荷载按150kg/m.计算,用 Z.1.3 系统 直径j220mm圆钢吊在桁架梁上,吊构之间 用16mm圆钢作为栏杆,连成整体辅助盘 总重量为4726.12kg. 图2调压井V153.75,V175.2滑模平面图 提升架,围圈,模板,:芰撑杆,液压(2)围圈,盘圈,模板 (1)提升架由立柱,缀板,千斤顶支座 组成,采用”7”型.立柱采用2根1.90m的 12mm槽钢,对口由8mm钢板焊接,尺寸 为200mmi20mm.根据计算千斤顶支座的 尺寸为410mm430mm,提升架内侧联接桁 架梁,外侧与围圈联成一个整体.提升
7、架总 雷量为7585.64kg. 根据计算,围圈,盘圈采用14amm槽 钢,围圈上下两道与提升架及模板联成一个 整体.根据调压井的设计形状和尺寸,制作 围圈的形状,尺寸.围圈控制整个滑模的形 状.盘圈与工作盘上面平,与模板及提升架 联成一个整体,起辅助加强滑模整体强度的 作用.滑模模板分为普通模板和特殊模板两 种:(根据现场提供的材料)普通模板采用 一 15 2OO3.1水电工程技术 P3015钢模,模板的上沿比滑模工作盘高出 30cm,此高度不浇筑混凝土背面用50x 5角钢作为加劲肋;特殊模板采用艿5mm钢 板,背面用5O5角钢作为加劲肋.围图, 盘圈,模板总重量为8820.78kg. (3
8、)支撑杆,液压系统 液压系统选用GYD一30型千斤顶.设计 承载能力30KN,行程30mm,计算承载能力 按15KN.千斤顶要放在提升架底座上,用高 压油管连在HY一36S型液压控制台上.因采 用千斤顶的数量与油管的数量太多,一个控 制台的液压油箱不能满足要求,增加一个副 油箱与主油箱联成一体.支撑杆采用 25ram圆钢,支撑杆连接采用丝扣连接. 2.2滑模载荷分析计算及千斤顶数量选择 2.2.1滑升摩擦阻力G 根据经验:G1一f?Skf.S(1) 式中:K附加影响系数,取K一1.5; f.摩擦阻力,一般对钢模板 2KN/m; S整圈模板的面积, S一7c?d?h一3.14><21
9、1.2 79.I3m 则:G一1.5279.13237.39KN 一24223.47kg 2.2.2滑模结构自重G: 工作盘Pl一24978.38kg;辅助盘P:一 4726.12kg;提升架P37585.64kg;围圈,模 板P一8820.78kg G.一Pl+P.+P3+P446110.92kg(2) 2.2.3施工荷载 人员T150人7Okg/人一35OOkg 设备取T一15OOkg 材料,工具T35oookg 并取1.3不均匀系数和2倍动力载荷系 数,即 一 16一 G3一(Tl+Tz+T3)1.3226oookg(3) 2.2.4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
10、板 的单位面积侧压力为: Pr(h+o.05)(4) 式中:r混凝土的容重,取25ookg/ m3; h每层浇筑混凝土厚度,取 0.3m; 则:Pl一2500(0.3+0.05)一875kg/ mz 同时考虑浇筑混凝土时,动荷载对模板 的单位面积侧压力 Pz一2vv.g;m 故:P一(P1+P2)S一(875+200) 0.37c2121276.4Okg 2.2.5支撑杆计算 允许承载能力: P一3.14l-,J/K(m1)(5) 式中:E支撑杆的弹性模量E一 2.1106kg/cm: J支撑杆的截面惯性矩J一 1.981cm; K安全系数:取K一2; ml计算长度:按0.61.8 1.08m
11、计; 则P一3.142.11.981/2(0.6 180) 一 1759kg/cm 因此千斤顶,支撑杆的数量 nw/cp(6) 式中:w操作平台承载,WG+ G2+G3+P一117610.79kg; P支撑杆的允许承载力,取 15OOkg; C载荷不均匀系数,取o.8; 水电工程技术厶UUO?上 则n一117610.79/0.8150098(台) 取1.3倍的安全系数,则: 千斤顶124台.支撑杆124根,即可满 足要求. 3滑模施工 3.1滑模滑升 调压井混凝土同快速闸门槽?期混凝土 改为一次浇筑.快速闸门门轨安装随滑模混 凝土上升超前安装,这样要求滑模滑升精度 高,保证门轨无偏差,满足快速
12、闸门的起落. 滑模施工中,高程124.5m以下混凝土 采用现支浇筑,然后在高程n6.k/,Ill阻抗板 上搭设钢管脚手架平台,平台顶高程 124.5m.在此平台上组装滑模.组装顺序为: 鼓圈桁架粱提升架围圈模 板,组装时模板严格按设计尺寸组装.混凝 土标号,塌落度等均严格按试验室的配合比 进行,混凝土用6m.混凝土拌和车通过布置 在井壁上的4条10寸下料钢管,经缓冲器缓 冲后均匀分层入仓.6台1.5kw70型软轴插 入式振捣棒振捣,振捣时要经常变动振捣方 向并避免直接振动钢筋,模板. 每小时下料20m.左右.为防止下料不 均匀引起滑模的倔移,(快还I申Jr门轨一次随 滑模混凝土完成,要求精度高
13、.)混凝土初次 浇筑分三层:一层1Ocm,二层,三层30cm, 厚度达到70cm时,滑模滑升3,5cm检查 脱模?昆凝土的凝固程度.一般情况混凝土待 强度达到0.4,2Mpa时,即可脱模.浇筑到 第四层,然后滑升6,15cm,继续浇筑,滑升 30cm.若无异常现象,滑模便可进行正常浇 筑和滑升滑升罕高稗153.75m后停滑.滑 模改制.滑模改制完毕后,根据上述要求进 行第二次滑升,滑升高程153.55m至高程 175.2m.调压井井内设有三层板,梁.滑模 滑升时埋设梁,板槽待滑模混凝土全部完 成后,再进行板,梁的施工. 滑模正常滑升后,耍尽量保证连续施工, 根据现场条件确定滑升速度和分层浇筑厚
14、 度. 3.2滑模控制 3.2.1滑模中线控制 为保证调压井中心不发生偏移,在两端 闸门槽位置及井筒中心各悬挂一根重垂线进 行中心测量控制,同时也可以保证其它部位 的测量要求. 3.2.2滑模水平控制 一 是利用斤千顶的同步器进行水平控 制,二是利用水准仪测量,进行水平检查. 4滑模施工技术经济效益 采用滑模施工的优点众所周知,特别是 竖井混凝土施工中,采用滑模施工优点更为 显着.该调压井滑模施工与常规现场支模施 工比较,(估算)节约投资14.99万元. 工程质量能够保证,一次成型达到设计 要求质量标准,表面平整,光滑密实.这正 是传统的小块模板拼装或定型模板错台施工 很难达到的. 由于滑模施
15、工,一次立模可连续浇筑,从 而大大简化了立模,拆模等工序.就调压井 施工,采用散装模板进行施工;历时uOd而 采用滑模施工仅用58d时间. 5结语 复杂调压井滑模施工.采用闸门门轨安 装同滑模混凝土同步施工(即取消?期混凝 土),可以保证施工质量,达(下转53页) 一 l7一 水电工程技术2003.1 包商名册”,详细标明合作经历及评价等资 料.在准备进行工程分包时,自名册中选取 合适的单位邀请. 自身承接合同量不足或施工不紧张时. 可组织各专业人员对无合作经历或合作经历 少的单位进行科学,细致的考察,邀请专家 进行评价,选择评价合格的单位补充进名册 内. (2)编制分包合同范本 组织或邀请相
16、关专业的专家,参照土 木工程施工合同条件(简称FIDIC合同条 件),建筑工程施工合同示范文本等,编 制本单位的分包合同范本,规范分包合同. 考虑建筑工程的内容各不相同,施工环 境,条件,能力等方面存在差异,当事双方 经谈判达成一致,将约定写入合同专用条款, 做为补充,修改,形成完整的分包合同. 这样基本上予以避免由于专业配套,人 员能力,时间等带来的合同上的问题.利于 合同管理. (3)建立科学的发包程序及相关标准,制 度,规范分包行为 工程分包中的不良行为,通常与是否有 科学的程序,标准,严谨的制度及有效的监 督有极大的关系.因此,建立科学的发包程 序及相关标准,制度,建立有效的监督机制,
17、 对规范分包行为,避免不良行为的发生有着 重要的意义. 3结束语 只有采取行之有效的措施,才能有效的 规避风险,达到风险管理的目的.使用分包 的方法规避风险,就必须做好工程分包的风 险管理. 风险管理是一个连续不断的过程,它贯 穿项目的整个寿命期.本文仅就工程分包中 的几种风险进行探讨,目的之一是加强工程 分包管理;另一个目的是以此促进风险管理 的研究与实践,提高管理水平. 参考文献: 1卢有杰,卢家仪?项目风险管理?清华大学出版社?1998 2风险管理编写组?风险管理?西南财经大学出版社?1994 33FIDIC?土木工程施工合同条件应用指南?航空工业出版社?1992 4PMIStandardsCommine?AGUIDETOTHEPROJECTMANAGEMENTBODYOF KNOWLEDGE?1996 ; (上接17页) 到设计要求,外光,内实,平整并且能满足快 速闸门的起落,不仅缩短了工期,而且节约了 投资,是传统施工难以达到的.金哨水利枢纽 已实践了电站厂房尾水闸墩滑模混凝土施 工,并完成复杂特大井的施工,为今后工程施 工积累了一定的经验.但是滑模设计与施工 还有不少尚待改进和进一步研究的问题.如 怎样更好的控制滑模扭转,偏移,多个千斤顶 同步,提升架制作,组装精度等.
