溪洛渡水电站右岸地下电站、泄洪洞土建及金属结构安装工程第标段（XLD/0449） 混凝土施工措施右岸压力管道竖井滑模混凝土施工安全技术措施 1. 概述1.1 工程概况右岸地下电站采用单机单管压力管道方式，共布设9条压力管道，由上平洞、竖井及下平洞组成，均为圆形断面。各条管道间呈平行布置，相邻竖井间中心距离均为34m。竖井开挖直径为11.8m，混凝土衬砌厚度为0.9m，衬砌后为10m的圆形断面。竖井长度从10#18#依次减短，最大井深104m、最小井深97.828m。主要设计工程量见表1所示。表1 压力管道竖井设计工程量表项目10#竖井11#竖井12#竖井13#竖井14#竖井15#竖井16#竖井17#竖井18#竖井长度(m)104104101.3100.7100.199.5999.00398.41697.828混凝土(m3)320532053123310530873069305130333015钢筋(T)350.8350.8341.8339.9337.9335.9334.0332.0330.0固结灌浆 (m)168016801632163215841584158415841584651橡胶止水(m)707070707070707070说明：结构混凝土为C25W10F150。1.2 编制依据1）金沙江溪洛渡水电站右岸地下电站、泄洪洞土建及金属结构安装工程招标技术条款（XLD/0449）。2）溪洛渡水电站右岸地下电站、泄洪洞土建及金属结构安装工程投标文件（XLD/0449）。3）溪设通-水工-（2008）036号确定压力管道混凝土抗渗抗冻标号的通知。4）右岸压力管道混凝土结构及灌浆图（1/55/5） 图号：CD81 SG-43-3（2125），右岸压力管道上弯段、竖井段钢筋图（1/33/3） 图号：CD81 SG-43-5（2527），右岸压力管道二期安全监测布置图（1/33/3） 图号：CD81 SG-47-26（68），右岸进水口底板接地布置图CD81 SG-54-12（5R）等。5）压力管道发电系统混凝土施工技术要求。6）国家和行业现行施工技术规范、规程。2. 施工布置2.1 施工通道布置2公路洞中1、中2施工支洞右下1、下2施工支洞右下2-1施工支洞压力管道下平洞竖井下弯段工作面。16公路洞18公路洞18-2施工支洞压力管道上平洞工作面。具体布置详见附图1。2.2 供风、供水、供电系统布置施工风、水、电主要利用开挖支护阶段已经形成的供风、供水、供电系统，井身段布置的管线路随混凝土浇筑逐段进行拆除。2.2.1 供风系统施工供风主要用于锚筋钻孔。考虑施工方便，现场利用4台3.5m3打气泵进行供风。2.2.2 供水系统现场施工供水主要用于混凝土缝面冲洗和养护用水等，供水系统利用进水塔混凝土浇筑的供水管路。在EL516m平台的供水主管上设置供水接头，然后采用75mm供水管从上平洞延伸至竖井井内，在距离工作面6m处采用50mm橡胶管接引至工作面。2.2.3 供电系统施工供电主要用于水泵、井内照明、混凝土振捣、钢筋焊接和其他辅助作业。1）供电线路布置：竖井施工用供电线路采用185mm2铜芯电缆（3185mm2+195mm2）从18#-1施工支洞变压器经过18#-2施工支洞延伸至各压力管道上平段末端，并设置开关箱，然后采用16mm2铜芯电缆（316mm2+110mm2）沿井壁敷设至滑模操作平台的开关柜上。2）上井口照明采用1000KW碘钨灯，布置在隧洞两侧，并设置安全保护装置。3）井内照明布置：在上平洞开关箱旁边设置低压变压器，采用16mm2铝芯胶质线沿井壁敷设至滑模操作平台上，井壁上间隔5m安装一个36V低压灯具。滑模上的施工照明采用36V带保护装置的低压灯具。具体布置详见附图1、附图2。2.2.4 施工排水施工废水主要包括：混凝土仓面冲洗、养护以及上平洞部位汇集的岩体渗水等。上平洞部位的汇水采取在平洞靠近上弯段位置砌筑临时挡水坎的方式进行截排处理，再用潜水泵集中抽排至电站进水口排水沟内，防止汇水自流进入井内。仓面冲洗、养护用水沿井壁汇入下平洞内，并通过设置在右下2-1支洞内的临时泵站集中抽排右下2和右下1支洞内的系统排水泵站，然后排至洞外。混凝土搅拌运输车必须按照要求在指定的洗车场对车辆和搅拌罐进行冲洗。2.3 施工通讯卷扬机运行及混凝土要料下料时必须保持井口与井下作业人员之间的讯息畅通。卷扬系统运行及混凝土要料下料时的信号传递以对讲机直接对话为主，并辅助以声（电铃）、光(彩灯)系统进行信息传递。在每个竖井作业面配置两部对讲机，保持井口与井下作业人员之间的通讯联系；井口平台和滑模平台上设专人持对讲机指挥卷扬机的运行及混凝土的下料，确保施工安全。2.4 井口作业平台布置竖井上井口与上弯段35角位置设置井口作业平台。平台主梁由3根20槽钢构成，主梁用16槽钢和10槽钢作为支撑，16槽钢利用28锚杆进行加固；20槽钢上部铺设10槽钢作为次梁， 10槽钢内放置方木，之后在方木上满铺五分板对平台进行封闭处理。井口作业平台的四周按规定设置防护栏杆（立杆为25，横杆为20钢筋），防护栏杆内侧全部采用竹跳板进行封闭。井口作业平台与搅拌车下料点之间设置人行梯道，人行梯道材料为48钢管（踏步高度为20cm），相互间用扣件相连或者焊接，梯道立杆用系统锚杆加固，无系统锚杆部位加打插筋20，L=1m，外露0.2m。作业平台及梯道布置与开挖阶段设计的基本相同，具体详见附图2、3所示。2.5 溜槽和溜管布置井口作业平台以上至上弯段起点设置主溜槽，并布置于上弯段人行钢楼梯旁边（主溜槽用48钢管搭设，搭设排距小于1.5m，钢管底部利用系统锚杆焊接加固，无系统锚杆部位加打插筋20，L=1m，外露0.2m），主溜槽末端设置料斗（料斗上铺设1055cm网格钢筋形成过滤网），料斗布置在井口作业平台上。井口作业平台以下至滑模分料平台间沿岩壁布置200mm溜管，每条竖井布置一趟溜管，溜管上每隔12m设置一个h型缓降器（缓降器利用进水口贴坡混凝土浇筑所用缓降器），其中首节缓降器安装位置距离溜管上口距离不大于9m。为了便于溜管的安装和拆除，溜管的长度按3m一段进行制作。溜管利用岩壁外露的系统锚杆固定牢靠，并用18mm钢丝绳将溜管串联固定在井壁的系统锚杆上。具体布置详见附图2、3所示。为了安装、检修和拆除溜管，需要在溜管侧设置钢爬梯，钢爬梯布置及加工图见附图7所示。2.6 混凝土拌制及运输混凝土由左岸中心场拌合系统或黄桷堡混凝土拌合系统进行拌制，单条竖井拟配置3辆6m3混凝土搅拌车进行水平运输，混凝土的垂直运输采用DN200溜管(单趟)配缓降器入仓的方式。2.7 井内运输系统布置施工人员和钢筋等小型材料通过5t卷扬机牵引吊笼上下竖井，3t卷扬机用于挂设稳绳。钢筋由自卸汽车运输至上平洞内，然后采用人工通过布置在上弯段的人行钢楼梯和井口作业平台搬运至吊笼内。具体详见附图2所示。按照相关安全规程的规定，采用5t卷扬机提升系统运输施工人员时，限载重量为500kg；运输小型施工设备和材料时限载重量为800kg。3. 施工程序及工艺流程根据压力管道下弯段混凝土施工进展情况和压力管道节点工期要求，拟定9条压力管道竖井段的混凝土施工程序如下：1）在平面上压力管道竖井混凝土分为3序安排施工；其中：1012竖井为第序，1315竖井施工为第序，1618竖井施工为第序。2）原则上竖井滑模混凝土按第序第序第序进行施工。从目前序竖井下弯段施工的实际情况分析，为了满足右岸电站压力管道发电系统总体工期目标的要求，拟采取序竖井滑模混凝土超前施工的安排。由于序竖井下弯段混凝土未施工完成，因此须在竖井下段提前浇筑1.5m高井圈混凝土作为滑模支撑平台，并将井圈混凝土施工排架作为滑模安装操作平台。3）第序、序竖井混凝土在下弯段第块混凝土浇筑结束后安排进行施工。下弯段的第块混凝土支撑排架经适当改造后即可作为滑模安装操作平台。单条竖井的混凝土衬砌滑模施工工艺流程如下：施工准备下弯段混凝土或井圈混凝土浇筑滑模安装井身段钢筋绑扎埋件安装仓面清理仓位验收混凝土浇筑滑模初次滑升滑模正常滑升滑升结束滑模拆除。滑模滑升过程中，混凝土抹面和养护应贯穿始终。同时在滑升过程中，根据滑升高度提前进行钢筋安装。4. 主要施工方法及技术要求根据压力管道竖井的结构布置特点，结合以往类似工程的施工经验，竖井混凝土采用爬杆埋入式滑模技术进行施工。4.1 滑模结构右岸地下电站压力管道竖井滑模自上而下分别由分料平台、模板大架、模板组、下部抹面平台以及液压爬升系统等几个部分组成。滑模具体结构布置详见附图4、5。1）上部分料平台主要作为滑模施工的混凝土入仓的受料平台。混凝土通过溜管（配缓降器）垂直输送至施工作业面上部，然后通过旋转分料平台和模板系统本身设计有的单叉旋转布料机构配合短溜槽完成混凝土的入仓；另外在受料平台上还布置有整套滑模的液压操作系统。分料平台还作为临时材料的转运及存放平台，由于平台空间有限，临时存放材料的数量应严格进行控制，确保滑模运行安全。2）模板大架采用型钢结构进行制作，主要由上下围圈、筒心、辐射梁、加强围楞和提升架几部分组成；模板组设计设计高度为1.2m，通过提升架与模板大架相联接。模板大架上平台采用5分板满铺封闭后，作为滑模施工平台，可用于施工期间的部分小型设备（如电焊机）以及钢筋安装的作业平台。3）模板下部设计有80cm宽环形反吊抹面平台，作为滑模施工的混凝土抹面操作平台，平台走道采用花纹钢板网（=3.5mm）进行满铺。4）滑模液压爬升系统主要由18根钢管爬杆（由483.5钢管加工而成，丝杆连接，单根长度为3.0m）、18台QYD-60型液压千斤顶及液压泵系统等组成，为滑模爬升提供足够的动力。5）根据模板设计制造厂家提供的资料，在考虑到其它不确定因素的情况下，竖井滑模各层作业平台上的施工人员、施工机具及暂存材料等总限载重量为3500kg。4.2 滑模工作原理爬杆埋入式滑模是靠液压千斤顶在爬杆的单向爬升来实现位移，工作时爬杆固定，而千斤顶的动作分为两部份:活塞与上卡体为第一组，缸体、端盖、下卡体为第二组，两部分组件交替动作，其上升步骤为当千斤顶进油时，第一组的上卡体紧卡爬杆，锁紧在原来的位置，第二组被油液压力顶升，千斤顶即向上爬升一定行程，同时带动滑模向上移动；回油时，第二组的下卡体紧卡爬杆锁紧，一组复位。由此循环节节上升完成爬升工作。4.3 滑模爬杆稳定性和千斤顶承载力验算由于竖井滑模施工所产生的全部荷载全部由爬杆承担。按照DL/T5400-2007水工建筑物滑动模板施工技术规范中6.3.3条款关于竖井、井筒（塔）、墩墙等滑动模板设计中关于千斤顶和支承杆计算提升力时，其计算荷载包括：滑模结构自重、施工荷载（包括：操作平台上的机具设备质量、施工人员和堆放材料质量）以及模板与混凝土之间的摩阻力。需要说明的是，由于本次滑模采用竖直模板，因此不考虑模板调坡、收分时产生的附加压力。滑模爬杆稳定性以及千斤顶允许承载力验算过程如下： 滑模结构自重G1