出线竖井滑模施工中滑升偏差的防治及纠偏技术

聂文俊

(中国水利水电第六工程局有限公司，沈阳，110013)

1 工程概况

乌东德水电站位于四川、云南两省交界处，是金沙江下游干流上四个阶梯水电站之一。该电站正常蓄水位975m，总装机容量1020万kW，工程总投资约967亿元。乌东德水电站是我国继三峡、溪洛渡之后的第三座千万级巨型水电站，也是四川的第二座千万级水电工程项目。

乌东德右岸地下电站地下厂房设置出线竖井将管道母线引至地面出线场，出线竖井内部设有电梯及楼梯。为了便于电气设备安装、检修，保证井内电梯运行安全可靠及厂坝之间的联系，右岸竖井在988m高程由出线平洞及桥机室连通，将出线竖井分为上(第二段)、下(第一段)两段，总高度为361m，开挖直径14.20m，净断面直径13.00m，竖井内布置有电梯井、楼梯、电缆道、通风排烟道、母线管道井等12个井室。右岸出线竖井衬砌混凝土施工采用支承杆埋入式滑模工艺进行施工，其中出线竖井井身衬砌厚度为50cm，井内隔墙衬砌厚度为50cm和40cm两种类型。

2 滑模出现偏差的方式及原因分析

现场技术员和质检员总结出出线竖井出现偏差的方式有：水平位移、环向旋转。产生水平位移和环向旋转的原因是多种因素造成的，其基本因素有6个方面。

图1 出线竖井平面布置

(1)千斤顶负荷不均匀。应力较大处和结构复杂处千斤顶的位置布局不合理，使千斤顶产生不同步爬升。

(2)支撑杆(爬杆)连接处焊接不牢固。导致支撑杆微微弯曲，积累下来使得操作平台偏移。

(3)混凝土下料时间和初凝时间把控不准确。混凝土工序同钢筋和预埋件、预埋孔洞工序安排不合理，导致混凝土部分部位出现初凝摩擦力不均匀而致模体偏移。

(4)现场由于钢筋等材料和施工设备的摆放位置造成模体自身中心的改变，导致模体提升时受力不均匀出现偏差。

(5)模体内混凝土下料高度不均匀，致使模体提升时受力不均匀而出现偏差。

(6)通过现场观察记录数据，竖井混凝土浇筑顺序总是顺着一个方向浇筑，致使平台向浇筑最后端偏移。

3 偏差的预防和控制措施

3.1 滑模滑升控制

(1)模板初次滑升要缓慢进行，并在此过程中对提升系统、液压控制系统、盘面及模板变形情况进行全面检查，发现问题及时处理，待一切正常后方可进行正常浇筑和滑升。

(2)施工进入正常浇筑和滑升时，应尽量保持连续施工，并设专人观察和分析混凝土表面情况，根据现场条件确定合理的滑升速度和分层浇筑厚度， 控制脱模强度、滑升间隔时间和滑升高度。

(3)滑升过程中需专人检查千斤顶的情况，观察爬杆上的压痕和受力状态是否正常，检查滑模中心线及操作盘的水平度。

3.2 滑升测量控制

滑模作业的重点、难点就是滑模的体型控制。为保证结构中心不发生偏移，本工程采用井内和井外两种控制测量方法进行控制。

(1)使用经纬仪和水准仪观察操作平台和钢筋的偏移和扭转，滑升过程中每滑升1.5m观察一次。

(2)在井筒内设5根重锤钢丝，即楼梯井内2根，管道井的长边两端靠井壁侧各设1根，井中心设1根。井中心线滑模每滑升10m校核一次滑模的水平偏移，楼梯井和管道井的垂线每2个小时观测一次并做好记录，及时掌握滑模的运行状态，发生偏移及时纠偏，并做好记录。

具体观测方式为：在滑模操作盘上用钢筋焊一个20cm×20cm的正方形框，固定在操作盘上，使每根垂线在方框的中心通过，做好滑模初次滑动前垂线到方框两个方向的距离测量。滑模滑动过程中观测垂线到方框两边的距离，与初设数值进行比较，以确定滑模的偏移情况。滑模水平控制：一是利用千斤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。

3.3 滑升防偏移控制

(1)保证滑模模体的制作安装精度、组装精度在规范的允许范围内。特别是模板锥度必须一致，防止锥度误差造成滑模提升时产生模板偏斜或旋转。

(2)操作平台自身重量在设计布置时尽可能对称均匀。平台上材料、设备等静荷载尽量安排分散堆放，要求施工操作人员(活荷载)不能过分集中，使操作平台负荷保持均匀。

(3)滑模正常施工应加强模板水平控制，确保滑模体垂直上升。在每根支承杆上间隔30cm设一个水平面，把滑模千斤顶的爬升限位器固定在水平面上，保证滑模千斤顶在一个30cm的爬升高度内自动找平，保证滑模的垂直上升。严格控制滑模千斤顶的爬升行程，在滑升中及时观察测量，发现偏差通过千斤顶上端的行程调节套进行调整，出现问题的千斤顶及时更换，确保每个行程所有的千斤顶的上升高度一样。

(4)严格控制混凝土的入仓分层厚度，确保每次混凝土的分层厚度为30cm，保证模体上口的混凝土强度一致，摩擦力均匀分布。

4 滑模滑升的纠偏措施

针对模体偏差根据不同情况采取以下相应的纠偏措施：

(1)当模体偏差在1cm左右时：在继续加强观察的同时可根据滑模实际情况，采取改变混凝土下料方向、下料顺序和适当调整工作盘高差等措施纠偏。

(2)模体水平位移超过1cm时常用纠偏措施：利用千斤顶自身纠偏，其原理为让一部分千斤顶不工作，使模体整体产生一定的倾角，让模体沿着倾斜方向上升以回到设计位置。即把模体被偏移侧的四分之一千斤顶关闭，然后滑升1-2行程，再打开全部千斤顶滑升2-3行程。由于模体刚性连接，有可能整体滑升，看不到纠偏，只有反复数次才能逐步调整至设计位置，纠偏时控制滑模盘高差不超过10cm。滑模接近回到设计位置时及时通过限位器把模体调成水平，防止出现纠过现象。所有纠偏工作不能操之过急，以免造成混凝土表面拉裂、死弯、滑模变形、爬杆弯曲等事故。

(3)模体旋转的纠偏

当滑模模体发生旋转时，就要及时查找旋转发生的原因，并采取措施进行处理。当模体发生旋转时，需借用外力进行纠偏，通常采用两种方式：一种方式为把模体旋转方向的千斤顶固定螺栓松开，在千斤顶旋转方向一侧的底座下垫楔形钢板，使千斤顶反向倾斜，以至爬杆向反向倾斜，从而牵引模体回转(如图2)；另一种方式为在模体滑升时采用导链反向牵引模体，使模体向反方向回转(如图3)，或采用2台10t螺旋千斤顶在模体的两侧交叉斜向顶紧模体，在模体滑升时产生一个力偶，从而使模体回转。滑模纠偏时，尽可能提空模体，以减少阻力。

图2 模体旋转纠偏方式一

图3 模体旋转纠偏方式二

(4)较大偏差纠正

模体的纠偏可以两种纠偏方式同时使用。当滑模偏差接近规范允许值，而纠偏措施无效时，必须采取停盘措施，将模体接近滑空，查清造成偏斜原因，重行校正模板尺寸。

(5)爬杆弯曲和焊接接头处理

爬杆弯曲时，采用加焊钢筋或斜支撑，弯曲严重时切断，接入爬杆重新与下部爬杆焊接，并加焊“人”字型斜支撑。爬杆接头错开并且将焊接头用磨光机打磨光滑，减少千斤顶内部通过阻力。

5 结语

乌东德右岸出线竖井属于结构复杂的高耸构筑物，施工难度大、技术要求高。在施工过程中为了满足竖井高质量、高强度的施工要求，在出线竖井滑升模板工程滑升施工过程中，通过严密地管理做到“预防为主、纠偏为辅”。对结构的偏差及操作平台和模板系统的动向经常进行监测和检查，加以控制，做到勤测、勤检、勤纠偏。从而根据结构中心单位位移或环向扭转偏差的大小、方向和部位等具体情况，及时采取了有效措施进行纠偏，极大提高了生产效率和质量控制。