马鹿塘水电站调压井滑模施工设计
- 格式:doc
- 大小:26.00 KB
- 文档页数:7
水利水电工程中的滑模施工技术研究水利水电工程中的滑模施工技术研究【摘要】水利水电工程一直是利国利民的重要设施,直接影响到人们的生活。
在水利水电工程中滑模施工技术相当特殊,在水利水电工程施工中,因其本钱合理、效果优异等特点,得到了广泛的应用。
笔者结合自身经验分析国内水利水电工程的施工现状,分析了滑模施工技术,望能对我国水利水电工程的开展提供参考。
【关键词】水利水电;滑模施工技术;研究随着社会经济的开展,促进了水利水电工程的迅速开展,我国水利水电工程建设逐年增加。
水利水电工程施工中,应用滑模技术能够有效的提高混凝土的浇筑速率,这在工程工期紧张及存在防洪堵汛等情况下能够取得巨大的意义。
笔者结合国内某水利水电工程为例,研究了滑模施工技术。
1.工程实例国内某抽水蓄能式水电站。
现以完成溢流堰两个中墩的浇筑工作,均采取滑模施工技术。
工程设计的滑模由墩头、中间段及墩尾三局部组成,各段信息如下:墩头全长12米,重16吨;中间段全长10米,中12吨,墩尾全长12米,重14墩,动力设备串40个离心式液压千斤顶,千斤顶单一起重力为90千牛,总起重力为3000千牛。
2.水利水电工程中滑模技术的应用2.1滑模的结构分析实例工程中的滑模使用钢制框架结构,包括检修门槽及工作门槽,使用高强度螺栓将墩头、中间段及墩尾进行连接,且滑模主要使用角钢、工字钢及槽钢等类型组合焊接而成。
滑模施工前,应结合工程设计图纸的要求,将槽钢及工字钢焊接成闸墩结构的形状,尺寸应大于5厘米,高度应超出主题结构2厘米,在内部将钢模板进行组合安装,高为1米,这样就可以将螺栓与钢片扣合主体结构紧密连接,将钢模板使用螺栓进行组合,闸墩在顶部墩头组合钢模板,并浇筑混凝土。
将滑模提升至距地面3米左右后在底部悬挂钢丝及角钢并焊接成2米左右的吊笼。
实例工程使用液压千斤顶为滑模提供动力,滑模顶部钢结构梁上需要安装千斤顶,将空心钢管安装在千斤顶中心。
滑模装置应沿着千斤顶空心钢管提升。
向家坝水电站泄水中孔底板施工滑模设计摘要:泄水坝段中孔是向家坝水电站的重要泄水通道,其斜直段底板坡比设计为1:2.051,要求底板与侧墙同步整体浇筑。
我们依据滑模设计原理,设计了新型滑模,在泄水坝段大仓面浇筑中得到成功应用,满足了施工质量和工期要求。
关键词:中孔滑模设计1 、工程概述向家坝水电站泄水坝段共分为13个坝段,设有12个表孔、10个中孔,采用溢流表孔与泄水中孔间隔布置型式,高低坎底流消能。
中孔布置在每个泄水坝段中部,进口底板高程305.0m,孔口尺寸6.0m×9.6m(宽×高),采用短有压喇叭型进口,有压段末段布置弧形工作门。
明流泄槽段从工作弧门后开始,底板坡度为1:2.051斜直段,后接半径为55.0m的反弧段和高程253.0m的水平段。
泄水中、表孔后接消力池结构。
泄水坝段中、表孔是向家坝水电站的主要泄水通道,中孔单孔设计最大泄流量达到1987m3/s,入池最大流速约40m/s。
泄水中、表孔泄洪消能具有水头高、单宽流量大、流速高、泥沙多、泄洪时间长等特点。
根据控制性工期目标和过流面施工质量要求,泄水中孔采用底板和侧墙同步整体浇筑方案。
2、设计技术要求泄水坝段中、表孔其设计流速高、流量大、结构复杂,对混凝土体形及混凝土表面平整度要求非常高,具体设计要求如下:①过流面不允许有垂直升坎或跌坎。
②各种孔口的有压段和门槽区,不平整度控制在3mm以下,纵向坡控制在1:30以下,横向坡控制在1:10以下。
其余部位的不平整度均控制在5mm以下,纵向坡控制在1∶20以下,横向坡控制在1∶5以下。
③混凝土表面在1m范围内的凹凸值控制在2mm以下。
混凝土表面不允许残留钢筋头和其它施工埋件,不允许存在蜂窝、麻面及孔径或深度>2mm的气泡、孔洞,不允许残留混凝土砂浆块和挂帘等。
图1:泄水中孔结构示意图3、施工方案比选根据坝体设计结构,泄水中孔底板反弧段及水平段底板可采用立样架、人工抹面方式施工。
第二章施工总体规划2.1工程特点、施工重点及难点2.1.1工程特点1、大坝为高混凝土面板堆石坝混凝土面板堆石坝最大坝高154m,坝体填筑量达610万m3,其坝高在国内已建和在建同类坝型中名列前茅,施工技术复杂,填筑工程量大,施工强度高。
2、枢纽布置紧凑紧接大坝左坝肩布置了岸边式溢洪道、放空隧洞、导流隧洞,溢洪道和放空洞的出口边坡连成一体,枢纽布置极其紧凑。
3、已建的电站一期工程为二期工程的施工创造了良好的条件马鹿塘一期水电站已建成运行,一期电站拦河坝紧邻二期坝址上游,一期电站的建成运行为本标工程施工提供了较好的水流控制条件、施工供电条件、施工交通条件、施工布置条件等。
4、枢纽区岩石强度较高,属坚硬岩石工程枢纽区基岩主要为寒武系眼球状花岗质黑云混合片麻岩夹少量条痕状花岗混合片麻岩及变质白岗岩,岩芯单轴干抗压强度50Mpa~60Mpa,湿抗压强度35MPa~50Mpa,岩块各向力学差异性大,钻孔爆破及填筑碾压施工应特别关注,采取相应技术措施。
5、环境条件特殊,环保要求高马鹿塘水电站位于云南边境麻栗坡县境内盘龙河上,盘龙河为国际河流,于麻栗坡县船头村下游1.4km处流入越南,并在越南境内汇入红河。
施工中必须严格遵守国家和地方有关环境保护与水土保持方面的法律、法规和规章,做好施工区及生活区的环境保护和水土保持工作。
6、本工程按专业划分标段,施工中协调与配合工作尤为重要本工程原型观测由C8标施工、金属结构安装由C6标施工、导流洞工程由C1标施工。
如此标段划分,一方面,各标段的施工专业性强,施工组织相对单一,另一方面,标段间的施工干扰在所难免,标段间必须加强协调配合工作。
2.1.2施工重点及难点1、按期实现各控制节点工期,确保工程安全度汛,最终实现总工期目标是本工程施工的重中之重。
本工程于2006年11月上旬截流,至2010年3月31日工程完工。
大坝施工要经历2007年、2008年、2009年三个汛期,2007年汛前,坝体度汛断面要填筑至EL.515m,满足二十年一遇度汛设防标准;2008年汛前,坝体度汛断面填筑至EL.570m,一期面板施工及坝前反压体填筑完成,放空洞具备过水条件,为汛后水库蓄水创造条件;2009年汛前,坝体填筑到顶,溢洪道具备过水条件。
浅谈水利水电工程中的滑模施工技术(浙江艮威水利建设有限公司,浙江,宁波,315800)【摘要】滑模施工技术作为一种比较特殊的施工工艺,具有施工效率高、工程造价低等优点,因此在水利水电工程中广泛应用。
本文笔者将结合具体的水利水电工程实例,简要探讨水利工程中滑模技术的具体施工过程,希望能对类似工程起到借鉴作用。
【关键词】水利水电工程;滑模技术;施工工艺1.引言水利水电工程是我国基础设施建设的重要组成部分,它直接关系到人民生命财产的安全,以及社会经济的可持续发展。
在水利工程施工过程中,广泛应用的一种工艺为滑模施工技术。
这种施工技术具有施工效率高、工程造价低、占地面积小等特点,能够有效的提高混凝土的浇筑速度,在工期紧张的防洪工程中发挥着至关重要的作用,具有非常显著的经济效益和社会效益。
2.工程概况本工程为某市一闸坝低水头河床式水电站。
该工程主要是由泄洪闸、中非溢流坝段、冲砂闸和厂房坝段组成。
为了加快施工进度,本工程在其中两个中墩的施工中采用了滑模施工技术。
在闸墩上设置有修建门槽和工作门槽。
本工程中所采用的滑模包括三段,分别为墩头、中间段以及墩尾。
3.滑模设计方案根据本工程的具体情况,采用的滑模结构为整体组合模板形式。
面模的尺寸为11×3m。
面板采用钢板,肋板采用角钢,围檩采用槽钢制作而成。
侧模则采用建筑钢模板、钢管以及U型卡等进行立模。
顺坡方向采用三组工字钢固定钢模。
为了能够有效的减小工字钢与面模之间的摩擦,采用滚轮进行两者的支撑。
在工字钢上每隔一定的距离采用拉条将其固定在建基面上。
4.滑模技术施工控制4.1安装与调试(1)对已浇筑完成且安装有预埋钢筋的闸墩底板进行清理,清除杂物同时对表面混凝土进行凿毛处理,使其符合施工要求。
(2)根据设计图纸的要求,采用测量仪器在地板上上测放出各个控制点,在模板的安装时通过这些点可以实现模板的对齐。
(3)在闸墩混凝土保护层外侧的地面上放置适量的木枋垫层,高度一般在10~20cm之间,这些垫层是用于滑模的放置。
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φ
12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
滑模安装前必须做好各项准备工作,其中包括封井口形成提升
悬吊设施;模体和液压系统准备;底板的凿毛、冲洗;测量放线工
作;滑模组装调试;井内悬吊系统形成。
5.2井口施工准备
根据井口布置,完成井口桁架梁安装、井口安全护栏安装,井
口混凝土下料管安装等,并完成封井口工作。然后形成井上下提升
系统,同时完成井下供电电缆敷设、照明系统形成。
5.3千斤顶进行试验编组
耐压:加压120kg/cm2, 5分钟不渗不漏;
空载爬升:调整行程30mm;
负荷爬升:记录加荷5吨,支撑杆压痕和行程大小,将行程相近的
编为一组。
5.4滑模调试
滑模组装检查合格后,安装千斤顶 ,液压系统,插入爬杆并进行
加固,然后进行试滑升3~5个行程,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,发现问题及时解决,确保施工
顺利进行。
5.5滑模井下组装
将模体分块下放至井底进行组装焊接。组装完成进行验收后,
进行模板安装加固;然后进行钢筋绑扎和千斤顶、爬杆安装,提升
系统调试;最后按照组织设计进行滑升浇筑施工。
滑模安装焊接俯视图
6.结语
马鹿塘调压井混凝土浇筑采用整体空心滑模技术,经现场施工
检验,该方案不仅先进、可行、经济,而且保证质量、安全有效。
竖井井壁混凝土浇筑完成后俯视图
马鹿塘调压井采用整体滑模安装完成后,从井壁混凝土开始施
工到全部浇筑完成,前后仅用了43天时间,浇筑混凝土约12000
m³ ,不仅提前了工期,而且取得了较好的经济效益,这一设
计施工工艺在今后的类似工程中值得继续完善并借鉴应用。
注:文章内所有公式及图表请用pdf形式查看。