1 滑模施工技术概述
在水电工程建设中, 滑模施工技术是效率高、成本低廉的施工方法, 具有很多优点, 例如:施工质量好、施工成本低、速度快等。由于水电站施工中, 混凝土施工量很大, 采用滑模施工技术是加快浇注速度, 对一些水电站施工时间紧张, 又考虑渡汛问题的水利水电工程, 具有重要的施工意义。在水电施工中, 由于和桥梁与铁路的滑模技术相比, 具有施工结构复杂, 要求的准确度高, 混凝土用量大等不同的因素, 在一些门槽施工中, 要求弧度变化很大, 施工质量要求很高的特点, 所以, 在水电站施工中采用滑模技术是很有必要的。
2 滑模结构
滑模的结构组成一般是钢制框架结构, 有检修门槽与工作门槽分开组成, 用高强度螺栓将墩头、墩尾与中间段三部分组成, 一般都有数十吨重, 根据水电站具体施工的闸墩具体尺寸, 来设计专用滑模设备, 通常的滑模结构有工字钢、角钢与槽钢三个类型的钢材组合焊接, 滑模的组成还有辅助钢材, 如扁钢、钢丝和钢管等, 它们的具体是用来构成滑模顶部的栏杆、遮雨蓬和吊篮等设施, 吊篮主要是施工抹面用的, 此外还有爬梯等。在滑模施工前, 一定要根据现场的施工设计图纸的要求, 把槽钢与工字钢用电焊焊接形成闸墩的结构形状, 尺寸要大于5cm, 以便用于闸墩施工的混凝土保护层施工, 高度要高于主题结构2cm, 在内粗安装组合钢模板, 大约1m高, 这样螺栓与钢片扣合主体结构连在一起, 钢模板用螺栓组合起来, 闸墩在顶部墩头有组合钢模板用混凝土浇筑而成。当滑模上升至距离地面2m~3m的时候, 地步挂上钢丝和角钢用电焊而成2m高的吊篮, 这样工人可以在抹面的时候, 将混凝土面抹平。
可以用离心式工作原理的液压千斤顶作为动力的滑模装置, 滑模顶部在钢结构的梁上安装千斤顶, 具体的位置是在闸墩的钢筋内, 在千斤顶的中心可以用空心钢管放在混凝土里, 由于各个水电站工程的具体尺寸都不一致, 所以, 在放置千斤顶的具体数据也不尽相同, 因为混凝土和滑模有摩擦力的存在, 所以在选择千斤顶的时候要注意, 要选择大于5倍滑模重量的千斤顶, 中间穿过空心的一根钢管, 由于管内有螺纹存在, 用接头连接。滑模装置沿着千斤顶空心钢管提升, 特别要注意, 每次提升一般在10cm左右, 注意查看有无混凝土掉落的现象, 特别要注意闸墩的边部滑模情况, 一切正常后, 可以依次提升30cm左右。在启动千斤顶的时候, 一定要根据它的工作原理工作, 首先启动电源, 当千斤顶活塞上升一段距离, 抓住钢管后, 再向下加压, 是活塞上升, 滑模在运行的各个地方要注意控制点的部分施工情况, 在墩头, 墩尾和中间段的时候, 一般都有吊线去检查控制施工质量, 发现有倾斜现象, 要根据施工的具体情况及时纠正, 在水电站滑模施工中要注意分块位置的设计, 千斤顶的选择和安装情况, 一般滑模上有楼梯设计, 以方便人员上下, 方便施工。
3 滑模施工控制
3.1 安装与调试
在预先浇筑好的且有闸墩预埋钢筋 (钢筋高出地面高度在1.5m以内) 的闸墩底版上进行清基、混凝土表面凿毛, 至符合施工要求。用测量仪器定出各控制点, 这些点用来安装滑模是对齐模板。在闸墩混凝土保护层外侧的地面上放置一些10cm~20cm高的木枋垫层, 用于放置滑模。用门机或塔机把滑模的墩尾、中间段和墩头分别吊装放在木枋垫层上, 使他们大致对接。再用一种俗称“葫芦”的起重机把各段位置调整好, 并用螺栓连接起来, 使滑模模板对齐各控制点。在离心式液压千斤顶的中间安装好空心钢管, 钢管一头接触到闸墩毛面上, 使千斤顶夹紧钢管。千斤顶在每次使用之前要彻底检修、清洗干净。把预埋钢筋接长, 一般采用对接埋弧焊和搭接电焊, 搭接焊时, 单面焊焊缝长度要大于10d, 双面焊要大于5d。钢筋接长长度不宜太长, 否则方便浇筑。在检查好一切细部结构后, 打开电源, 启动电动机增压, 把整体滑模提升10cm~20cm高。提升完后用测量仪器检测滑模是否有倾斜、偏移, 如有不符要求, 立即进行调整, 使滑模模板对齐各控制点。对齐之后, 在滑模底部的空隙出用组合钢模板或木模板进行安模封堵, 并焊好衬筋, 防止模板在浇筑时爆模。安模后, 在滑模结构各控制点挂上可变长的吊线, 用于随时进行变形观测。
3.2 运行操作
在完成安装与调试后便可进行浇筑。由于滑模施工的技术需求, 混凝土浇筑要连续的进行, 可选用门机或塔机进行浇筑。先浇筑一层到高度位于滑模模板中部的混凝土, 振捣时用11公斤的变频振动器, 振捣时注意次数以免翻砂或爆模。在满足施工要求的情况下, 将滑模提升20cm左右高, 拆除滑模底部下面安装的组合钢模板或木模板, 检查浇筑质量, 并抹面平整处理。用仪器观测闸墩是否出现倾斜或偏移, 在各项参数达到技术要求后继续浇筑。每隔1h左右即可提升, 每次提升20左右。钢筋长度不够时继续加长, 钢管长度不够时再接长。
4 滑模的拆除
(1) 把闸墩顶部的多余钢筋割掉, 把通过离心式液压千斤顶的钢管过高部分也割断, 以便在小高度的提升下把滑模从钢管之中提出来。
(2) 把滑模上的附属设备拆下来, 如电器控制箱、电焊机、照明设备等, 减小起吊重量。
(3) 把滑模底部吊挂的吊篮从滑模分节出用氧焊切割开来, 把连接滑模的墩头、中间段和墩尾三段的螺栓全部拆除。
(4) 用门机或塔机吊住滑模的墩尾段, 松开离心式液压千斤顶, 使门机或塔机吊起墩尾段滑模, 缓慢提升。注意, 在起吊时, 如滑模门槽构件与闸墩有钩、挂, 用氧焊割断。
5 工程实例
工程项目为一座闸坝15m低水头河床式水电站, 采用灯泡贯流式机组, 设计装机容量120MW, 工程以发电为主, 还具有防洪和旅游功能。主体结构由泄洪闸、中非溢流坝段、冲砂闸和厂房坝段组成。其中在泄洪闸和冲砂闸分别6个和2个中墩的尺寸相同, 为了加快施工, 施工方采用了滑模施工技术。在已浇筑完毕的冲砂闸2个中墩, 都采用滑模施工。中墩设计断面尺寸:27.5m×3m (最大尺寸) , 闸墩高26.5m, 闸墩间距12m, 砼设计标号C20, 每个闸墩砼量约1900方, 设有检修, 门槽和工作门槽。工程所采用的滑模分为墩头、中间和墩尾三段, 各段尺寸:墩头长10.617m, 重14.5t;中间段8.972m, 里约11.5t, 墩尾段长11.024m, 重13.1t。动力装置串40个离心式液压千斤顶, 单个最大起重力70k N, 总起重力2800k N。采用滑模施工技术, 一个中墩浇筑只要6天, 浇筑到设计高程也不过10来天左右。而大小与中墩相似的边墩采用组合钢模板则需1个月左右。采用滑模技术大大缩短了工期, 节约了成本。
摘要：在水利水电工程施工中, 滑模施工是一项高效、低廉的混凝土施工, 具有施工速度快、质量好、成本低等优点。在水利水电工程中采用滑模技术施工可以成倍地提高混凝土浇筑, 对于施工进度紧张、紧急渡汛要求的工程具有重要的功用。
关键词：水利水电,水电站,闸墩,滑模,施工
参考文献
[1] 水利水电工程施工技术[M].水利水电出版社, 1997.
[2] 水电站水力机械技术和施工设计中108问题的设计方法[M].水利水电出版社, 2007.