qq水电站调压井滑模板衬砌方案.doc

1、重庆*三层岩水电站工程调压井衬砌施工方案重庆*建设有限公司*水电站工程项目经理部二一三年四月二十日调压井衬砌施工方案一、编制依据1.1水利水电工程施工组织设计规范 SL30320041.2水利水电工程混凝土施工规范 DL/T514420011.3水工混凝土钢筋施工规范 DL/T516920021.4水利水电工程施工通用安全技术规程 SL39820071.5水利水电工程模板施工规范 DL/T511020001.6水工混凝土结构设计规范 SL/T191-961.7*三层岩水电站调压井衬砌设计图二、工程概况2.1工程简介*三层岩水电站位于重庆市*县境内，引水系统由岸塔式进水口、引水隧洞、阻抗式调压井

2、及压力钢管等建筑物组成。调压井位于引水隧洞 4#施工支洞下游，最低涌波水位 616.4m，死水位627m，正常静水位 640m，校核静水位 642.47m，最高涌波水位654.1m。调压井衬砌为井筒全断面浇筑 C25W6钢筋混凝土，二级配，厚度 0.9m。衬砌为 EL656mEL608m，全高 48m。2.2地理条件调压井地质为 32925T1j1 灰岩，施工由原设计 5支洞外沿靠近山体的山沟施工一条辅助施工斜坡提升轨道至高程H644m，通过 6支洞至调压井上部水平高程 H656m。通往调压井仅能靠一条人工开凿的便道通行，小型机器具通过辅助施工斜坡提升轨道运输，斜坡轨道提升系统最大坡度 34，

3、斜长约 125m。受地理条件限制大型机械无法参与调压井施工。2.3确定方案调压井衬砌为竖井施工，高度 48m，受外部条件制约，无法采用大型机械吊装模板。若采用普通钢模板配合满堂脚手架施工，占用场地大，施工空间小，提升物料不便，且拆卸安装耗时高，使用效率低。滑模施工能最大限度保持连续性，施工速度快，节省材料和人工，劳动强度低，利于浇筑质量控制。故我部采用滑动模板（I12 工字钢架预制模板）自下而上进行混凝土浇筑。三、滑模衬砌提升施工方案上部平台预制井字架滑模分块起吊调压井底部钢筋浇筑安设滑模安设链式起重机3.1顶部井字梁提升选型滑模整体荷载分析：滑模自身重力 G1：经计算，钢结构：6.2t；工作

4、盘：滑模上、下工作盘重量及滑模下部辅助盘合计 4.5tG1=6.2+4.5=10.7t施工荷载 G2：人员：每人重 75kg，20 人，总共 1.5t；材料：2t；机械：1.8tG2=1.5+2+1.8=5.3t滑模提升阻力 G3G3=kfs；式中 k为附加影响系数，取 k=1.5；f 为摩擦阻力，取 f=2kn/m2；s 为滑模与砼接触面积，滑升中需拆除 2块滑模，即面积只有 50%；G3=1.523.1481.229.8=4.6t则竖向荷载 W1= G1+ G2 =10.7t+5.3t+4.6t=20.6t经验算，竖向荷载再乘以 9倍安全系数，共计 185.4t。链式起重机实际提吊为 8个

5、30t/个=240t , 满足施工安全要求，故选取单个提升重量为 30t（HSZ-A 型 30t）的链式起重机。3.2钢丝绳选型钢绳机动起重安全系数不低于 6.5，验算式为nSa/W。 n安全系数；S单根承重钢丝绳的额定破断拉力，查 21.5 钢丝绳破断力为 27.27t；a承重的钢丝绳根数，a=8；W包括索具的自重及额定载荷，W 为滑模自重、人员重量、钢绳自重（1.64kg/m） 、钢绳阻力（系数 0.15）及小型工器具等，则W约为（20.6+4881.64/1000）（1+0.15）=24.42t，即27.27t8/24.42t=8.96.5。由上式计算 n=8.96.5；故选用 21.5

6、（丝径 1.0mm,637）钢绳满足施工安全要求。3.3确定井字梁承重方案方案一：先在调压井上部平台底板 H=656m靠井筒外沿浇筑 8个 C30混凝土墩，尺寸 1m长1m 宽0.5m 高，每个砼墩预埋 3对32 螺纹钢锚固筋，对后期井字梁进行锚固，单根长度 0.6m，间距16cm，并排布置。上部平台预制井字架用 I16工字钢加工制作而成，下部采用两排工字钢梁纵向连接，每排三根，单根长度 12.4m，用抱箍连接牢固；上部采用两排工字钢梁横向连接，每排两根，用抱箍（20）连接牢固，间距 1.5m。中间空隙与下部滑动模板预留物料提升空间尺寸相同（2m2m） 。强度校核如下：由于施工现场井壁开挖成形

7、与设计开挖边线存在差异，按该措施跨度 L=10m无法在现场施工，故跨度考虑为 L=12m；受力横梁每组为两根 I16工字钢，下部纵梁每组为 3根 I16工字钢，经型钢表及实验报告得单根 I16工字钢截面模量 Wx=141cm3，惯性矩Ix=1140cm4,腹板厚度 tw=6mm,屈服强度 =205Mpa；由于下部纵梁对上部横梁有支撑作用，故可以先计算该支撑力，受力情况如下图：通过该图受力分析，及工字钢材料情况计算出该组纵梁的最大弯矩 Mmax=Wx=3340Mpa141cm3=143.82knm,工字钢自重为20.5kg/m，取 0.21kn/m，F 为集中荷载，工字钢自重为分布荷载，则通过弯

8、矩分布图可得 F受力点为最大弯矩处，则 F4m+ F4m4m6m+0.21kn/m312m12m8=143.82knm,反算出F=19kn,故下部纵梁可以给上部横梁提供两个向上的力 F，则上部横梁受力分析图如下：F1F234由于每组横梁有 4个受力点，竖向荷载按 206kn计算，每个受力点为 25.75kn，即 F1= F2= F3= F4=25.75kn，根据受力分析图及弯矩分布叠加原则，得出 F2与 F3处的弯矩最大，则此处弯矩、剪力计算得Mmax=F11.12m8.88m7.88m+F22.12m+ F32.12m7.88m2.12m+ F41.12m8.88m2.12m+0.21kn2

9、102m8F2.12mF4m6m2.12m=39.87knm；则 max= Mmax/ 2Wx=39.87knm2141cm3=141Mpa205Mpa，强度验算合格。扰度计算：最大扰度 fmax=F 和 L3/48EIx2=（425.75219） kn103m48210 103n/mm1410 cm42=229mm，即该组横梁垂直方向向下弯曲 229mm，则 fmax/L=229/12000=1/521/250，不满足刚度要求，则该方案失败。方案二：由方案一分析得出，影响最大正应力 max 有两个因素，一个是最大弯矩 Mmax，一个是工字钢截面模量 Wx。本方案是在方案一的基础上在调压井顶部

10、增加锚筋，通过锚筋的抗拔力来抵消上部横梁承受的拉力。校核如下：如截面模量不便，则必须减小最大弯矩 Mmax，最大弯矩计算中变量只有工字钢自重和下部纵梁支撑力，因工字钢一定，则必须增大支撑力 F，增大 F在下组纵梁支撑不变的情况下，在调压井顶部增加 32 锚筋，L=5m；根据实际施工情况，25 的锚杆，L=2.5m的抗拉拔力大于 100kn，而考虑到下部受拉的安全，选用 32 锚筋，按单根 30kn计算，及 F=30kn。则 I16工字钢 Mmax=F11.12m8.88m7.88m+F22.12m+ F32.12m7.88m2.12m+ F41.12m8.88m2.12m+0.21kn2102

11、m8F2.12mF4m6m2.12m=1knm；max= Mmax/ 2Wx=1knm2141cm3=4Mpa205Mpa，满足强度要求。扰度计算：最大扰度 fmax=F 和 L3/48EIx2=（425.75249） kn103m48210 103n/mm1410 cm42=18mm，即该组横梁垂直方向向下弯曲 18mm，则 fmax/L=15/12000=1/6671/250，满足刚度要求。方案三：增大截面模量 Wx，选取更大截面的工字钢经反算 Wx= Mmax/=39.87knm205Mpa2=195 cm3,查型钢表 I28a工字钢 Wx=508 cm3，Ix=7115cm 4,工字钢

12、自重（均布荷载）变为 0.44 kn/m，其他集中荷载未发生变化。重新计算Mmax=45.62knm，则 max= Mmax/ 2Wx=45.62knm2508cm3=45 Mpa205Mpa，强度验算符合要求。扰度计算：最大扰度 fmax=F 和 L3/48EIx2=65 kn123m48210 103n/mm7117 cm42=45mm，即该组横梁垂直方向向下弯曲45mm，则 fmax/L=45/12000=1/2661/250，满足刚度要求。故选用I28a能满足提升要求。经过对上面三种方案对比，方案三需额外购买材料，且与第二种方案相比较刚度要低于方案二，在便于施工和安全的前提下，优先选用

13、方案二。由方案二中可知横梁在垂直方向最大位移只有18mm，由此产生的水平力远小于垂直压力，故无需验算砼墩的抗倾覆强度。由于现场材料 I16工字钢长度只有 9m，无法满足跨度要求，必须进行焊接，焊接采用对接帮条（32 螺纹钢）连接，需验证帮条强度是否符合受力要求：32 螺纹钢抗拉强度为 335Mpa，查得钢筋抗剪强度按抗拉强度 0.60.8 取值，实际按 0.6取值，则经折算32 螺纹钢抗剪强度为 16t（335 Mpa1063.140.0162m1040.6=16t） ，而安全荷载为 320t，分 8个提吊点，每个截面按 80t计算，而一个截面内有 2个焊接点，则每个焊接点需布置 4根 32

14、螺纹钢（每个点 64t） ，满足焊接点抗剪强度要求，32 螺纹钢单根长度为 65cm，与工字钢焊接牢固。3.4上部平台预制井字架施工按照方案二先对上部平台进行 C30混凝土墩及纵、横向钢梁施工，纵、横向钢梁均延伸至调压井井壁混凝土墩上，横向工字钢梁采用增加枕木与混凝土墩高度保持一致；纵、横梁安装完成后形成2m2m的物料提升孔，在下部纵梁至物料提升孔之间用 16 铺设人行通道，钢筋间距 10cm，人行通道安装 1.5m高护栏，为保证顶部锚筋施工，需在物料孔上级周边 50cm内铺设临时施工平台，该平台用 16100mm，并安装护栏，锚筋施作完成后拆除。按方案二所确定的，在距井壁支撑砼墩 5m位置即

15、物料提升孔四周，垂直向上在调压井顶部安装 32 锚筋，锚筋末端弯钩必须焊接，用钢丝绳与下部纵梁连接，连接点与顶部锚筋必须处于同一竖线。并在上部平台上安设一个 11.4KW调度绞车，用于提升物料，单次提升重量不超过0.5t。3.5滑模吊装及调压井底板钢筋砼浇筑顶部井字梁安装完成后，按方案要求临时悬挂提升主绳和链式起重机，将滑模运至调压井底部，分块起吊悬挂在空中；每块滑模连接两个提升主绳和稳定附绳；滑模吊起固定后对调压井底板进行浇筑，砼强度达到 50%后放下滑模进行组装。3.6安设滑模滑模由我部自行加工制作，由圈梁、中部纵横连接构件、模板壁、提升横梁、工作盘及辅助盘组成，整个模板按圆心角每 90一

16、块，共四块，待运至施工现场再行组装。滑模圈梁及连接构件均采用 I12工字钢制作，整体高度为 1.5m，模板壁厚 3mm，与圈梁焊接牢固，上下围圈之间用 505mm角钢支撑模板壁，防止模板壁变形，角钢间距 30cm，沿模板壁周圈布置；模板上口超出圈梁 200mm，下口与圈梁齐平；滑模分块围圈与中部连接构件用螺杆连接，在砼达到 30%强度后，通过调节螺杆脱模。为防止混凝土浇筑过程中模板变形，在圈梁与横向连接构建之间增设 505mm角钢支撑。滑模设置工作盘，中部连接构件中间预留 2.2m2.2m的物料提升孔，其余满铺 16 钢筋加工制作的网格片，间距 10cm，为方便滑模脱模，网格片用铁丝与滑模并在

17、物料提升孔周围设置 1.5m高的护栏（25） ，护栏挂安全网封闭，以保证施工人员安全。滑模下部连接构件与上部结构相同，均焊接形成井字构件，由提料孔以外满铺钢筋网缩小为沿圈梁 80cm范围设计安全施工平台。3.7安设链式起重机起吊采用 8台链式起重机（手动葫芦） ，每台安全起吊重量20t；链式起重机通过主绳连接于顶部井字梁和滑模之间，主绳固定在滑模底部增加的 I16工字钢横梁上，由于该横梁跨度小，所受弯矩小，其强度满足要求；副绳上端固定在调压井上平台预埋锚桩上，预埋锚桩采用 32 锚杆，L=5m，为防止钢丝绳与井壁摩擦，在井口分别按照 8个定向滑轮，副绳下端分别固定在上部圈梁主梁上。在施工时，由

18、 8人在工作盘上部同时进行操作提升。在上部圈梁操作平台处预留一个人行通道，人员可由此通行至下部平台作业。为便于施工人员随时检查脱模后的混凝土质量、修补混凝土缺陷、养护和后期灌浆施工，在工作盘下方 2.8m处悬挂一辅助盘，用 505mm角钢组成，宽 0.8m,上用 50mm 木板铺密实，用 16 钢丝绳悬挂于滑模下，滑模与辅助盘之间挂设人行爬梯。四、衬砌施工4.1施工工艺岩面处理、验收测量放线钢筋制安涂脱模剂模板安装模板校核模板固定就位混凝土生产、运输浇筑混凝土脱模养护。具体施工流程如下：岩面处理验收测量放线钢筋制安滑模就位及校核预埋件埋设清仓、验收混凝土分层入仓、振捣脱模养护混凝土拌制运输4.

19、2混凝土施工方法4.2.1岩面和施工缝处理：由人工清理浮渣和松动岩石，并进行地质资料的收集整理，施工缝人工凿毛，最后用高压水冲洗。4.2.2测量放线：用全站仪进行测量放线，确定模板边线，并做好标记。 4.2.3绑扎钢筋：由自卸汽车将在钢筋加工厂已加工好的钢筋运输到施工现场工作面，并且按钢筋编号有规律的堆放，绞车垂直提升至滑模施工平台，人工水平运输至仓内并按设计及规范要求绑扎，钢筋入仓前需进行除锈处理，预留好下一仓连接长度，预留连接钢筋在外露长度上必须错开，保证在 1m范围同一平面内焊接点不超过 50%。4.2.4钢筋安装验收合格后，按测量放线标记吊装模板，模板吊装到位后再次进行测量校核，并对模

20、板进行对称加固处理，防止砼不均匀入仓导致外观质量不符合要求，提交测量资料进行仓位验收。4.2.5混凝土入仓、浇筑：混凝土由 3m砼罐车运输至 4#支洞与引水隧洞交叉处，入仓采用泵送入仓，人工平仓。混凝土应对称均匀入仓，水平上升，仓内用插入式振捣器振捣密实,砼浇筑至距滑模最高处 20cm停止浇筑。4.2.6拆模、养护：混凝土浇筑结束后，待混凝土强度达到 30%后方可脱模，脱模后应及时洒水养护，对本仓砼顶部进行凿毛处理。4.3衬砌混凝土缺陷处理混凝土表面外露钢筋头、管件头，表面蜂窝、麻面、气泡密集区，错台、挂帘，表面缺损，非受力钢筋露筋，小孔洞、施工冷缝、表面裂缝等，均属砼缺陷，需进行修补和处理，

21、以满足平整度要求。4.3.1表面蜂窝、麻面处理：混凝土拆模后，发现表面蜂窝、麻面，要及时处理，以利于修补处混凝土颜色与混凝土原色相同。使用与原混凝土相同品种的水泥、白水泥掺胶水拌制成稠浆，用抹子将水泥浆刮入蜂窝、麻面、水汽泡内，待水泥浆终凝后，用细砂纸打磨。调色水泥浆在使用前应进行现场配合比试验。取几组水泥、白水泥不同比例的配比进行试验，取浆液终凝后的颜色与原混凝土颜色最相近的一组配比修补。4.3.2因模板走样造成的表面凸、凹面处理：凸面变形在处理前先用小型锯石机在变形区外，沿模板缝切割 5mm深缝隙，然后用凿子打掉凸出部分，用预缩砂浆修补。凹面将表面水泥浆凿除后，用预缩砂浆修补。等砂浆终凝后

22、，用 801胶拌制水泥浆调色打光。4.3.3错台、挂帘处理：错台、挂帘处使用角磨机将错台、挂帘磨除，需表面调色处理时，按上述方法进行调色处理。4.3.4过流面的修补及施工冷缝采用环氧砂浆处理；外露钢筋头、钢管头，用凿子凿除，使钢筋或钢管距混凝土面 2cm以上，然后用砂浆或预缩砂浆修补。对砼施工过程中不得出现较大质量缺陷，如混凝土表面裂缝等。五、衬砌混凝土质量保证措施5.1加强施工人员质量管理制度教育，提高其思想水平和质量管理意识，严格执行三级质量检查制度，做好各道工序的衔接工作，上道工序未验收不得进行下道工序的施工。5.2材料均要有出厂合格证，按要求进行抽检，严禁使用不合格产品。5.3采用测量

23、仪器进行放样、定位，控制钢筋制安和模板就位偏差符合设计技术要求。5.4严格控制混凝土拌和各种原材料称量，偏差不超过规定值：水和速凝剂为2%，砂石为3%。坍落度控制在 160mm（20mm） 。5.5严格控制混凝土拌和质量，拌和时间不少于 2min，掺加外加剂时，适当延长拌和时间。5.6为保证砼外观质量，模板安装完成后，必须对分块结合处及焊缝进行处理；多次使用后应进行复查，保证牢固可靠，变形偏差在允许范围，模板就位前应在表面涂脱模剂以保证混凝土表面光洁平整。5.7钢筋表面洁净无损伤，油漆污染和铁锈等在使用前清除干净，钢筋平直，无局部弯折。钢筋的加工、绑扎和焊接等符合设计要求和规范规定。钢筋应与初

24、期支护系统锚杆外露端头牢固焊接，防止变形、错位。5.8钢筋保护层厚度不得小于 50mm；钢筋焊接采用双面焊接，搭接长度必须符合规范要求（5d） ；焊缝饱满，无焊渣；同一平面受力钢筋搭接必须错开，同一截面处（1m 范围内）接头数量不超过 50%，弯钩长度不小于 6.25d。5.9砼入仓前应先铺同等级砂浆，保证新混凝土与基岩面和老混凝土接触良好。5.10混凝土的浇筑采用平铺法或台阶法施工，分层进行，每层厚度应根据拌合能力、运输能力、浇筑速度、气温及振捣能力等因素确定，一般为 3050cm。5.11混凝土浇筑时严禁在仓内加水，混凝土和易性较差时必须采取加强振捣等措施；仓内的泌水必须及时排除，并应避免

25、外来水进入仓内。5.12混凝土浇筑时专人做好模板维护，防止模板位移、变形。5.13合理调配施工资源，保证混凝土浇筑的连续性，允许间歇时间应符合规范的相关规定，不得应自身原因耽误砼浇筑，从而造成施工冷缝。5.14混凝土浇筑时，若混凝土初凝并超过允许面积，或混凝土平均浇筑温度超过允许偏差值，并在 1h内无法调整至允许温度范围，应停止浇筑。5.15混凝土入仓前应现场检查其和易性、塌落度等设计指标，仓内不得出现不合格熟料（错用配料单不能满足质量要求、配料时计量失控或漏配不符合质量要求、拌合不均匀或夹带生料、混凝土坍落度超过最大允许值） ；不得用低等级混凝土料浇筑高等级混凝土浇筑部位；不能出现长时间不凝

26、固超过规定时间的混凝土料。六、施工安全保证措施6.1严格执行三级安全交底制度，保证层层交底，落实到位。6.2衬砌混凝土时，敷设的电缆电线应配置灵敏可靠的漏电保护器，线路不得出现破损；潮湿环境采用安全电压，洞内照明采用低压（36V）。6.3工器具应堆码整齐，调压井上部井口周围禁止存放任何器具及杂物，防止高空坠物伤人。6.4滑模上圈梁周围布置预留安全护栏插孔，在滑模提升前安装临时护栏，防止滑坡提升过程中、提升不均衡、提升过度发生人员坠落导致人员伤亡。6.5对吊运、运输设备加强管理，备足设备配件，经常性地检查、检测机况、车况，定期维护、保养与检修，消除事故隐患。6.6专人定期检查作业平台、安全、爬梯

27、、跳板、人行道的牢固性。同一施工断面禁止上下层同时作业。6.6滑模提升必须统一指挥，随时观察提升过程的各个位置的变化，有变化时及时协调各个人员的操作；调压井顶部及底部必须有安全人员值班，防止非施工人员出现在施工现场；无特殊情况，调压井底板不得出现有人员在内。6.7砼泵管必须固定在井壁，在井身砼浇筑时预埋插筋，作为砼泵管稳固、安装及砼泵送过程中堵管人员检修的临时爬梯，如人员需爬行检修，必须佩带安全绳，安全绳上端固定在辅助盘上。6.8调压井井壁布置的人行爬梯是施工人员的重要通道，必须经常检修；人员上下时，爬行人员必须佩带安全绳，安全绳由顶部安全绳保护人员收放；顶部必须有人看守，爬行人员和上部看守人员必须保证视野畅通，看守人员应及时通知安全绳保护人员对安全绳进行收放，不得因顶部人员玩忽职守、爬行人员未系安全绳、安全绳未及时收放而导致的坠落事故。七、附图7.1调压井上平台井字架布置图7.2滑模工作盘布置图7.3滑模平、剖面图7.4调压井衬砌剖面图 重庆*建设有限公司*项目经理部2013年 4月 20日