马鹿塘水电站调压井滑模施工设计

马鹿塘水电站调压井滑模施工设计

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/m¬2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×0.3=(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