斜井滑模模体结构及斜井拉爬式施工工艺

摘要

本发明提供一种斜井滑模模体结构及斜井拉爬式施工工艺，所述滑模模体结构包括由不少于两组滑模单体组成的滑模模体，所述滑模单体包括围圈、鼓圈和中心圆盘，中心圆盘通过辐条撑支撑连接鼓圈，鼓圈通过辐射撑支撑连接围圈，围圈、鼓圈和中心圆盘的圆心相同；相邻滑模单体的围圈通过连接钢体连接为一体，相邻滑模单体的鼓圈通过钢体连接为一体，所述各围圈的圆心在一条直线，以此构成滑模模体；在相邻滑模单体的围圈上安装有模板。该结构简单，投资少，运行平稳，偏差小，砼可连续施工，方便、快捷，砼外观质量好，无施工缝，可节约大量的铜止水和橡胶止水；该工艺施工速度快，日滑升斜长4.5－5.5m，可有效节约施工工期。

说明书

技术领域

本发明涉及一种斜井井壁砼衬砌时使用的衬砌工具及斜井施工工艺，具体的说，涉及了一种斜井滑模模体结构及斜井拉爬式施工工艺。

背景技术

在斜井建设中，优其是水电站的斜井建设中，斜井混凝土衬砌施工是一项技术复杂、施工难度大、工程造价高的项目；斜井混凝土衬砌施工技术经过几代水电人的不懈努力，取得了骄人的成果，使水电斜井建设水平得到不断飞跃，但在现有技术中，依旧存在工程造价高、施工进度慢的问题。

中国专利号为“200410011210.7”，发明名称为“陡倾角大、大直径、长斜井混凝土衬砌滑模施工方法”的发明专利公开了一种在陡倾角、大直径的长斜井内采用滑模结构进行混凝土衬砌施工的方法，该方法解决了几代斜井施工存在的不足，而且适于倾角陡、直径大、长度长的斜井施工，对国家的水电建设和其它斜井混凝土衬砌具有重要的意义，但存在滑模模体结构复杂、安装难度大、工程造价高昂的问题，还存在液压提升系统庞大、造价高的问题，同时，该施工方法复杂，施工进度慢，且耗费人力物力，经济性价比不高。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

发明内容

本发明的发明目的是针对现有技术的不足，从而提供一种造价低、结构简单、设计科学、受力均匀、滑升偏差小、外观质量好、无施工缝、节约昂贵的铜止水和橡胶止水材料、混凝土后期无缺陷修复的斜井滑模模体结构，还涉及了一种运行稳定、可缩短大量施工工期的斜井拉爬式施工工艺。

为了实现上述目的，本发明提供一种斜井滑模模体结构，所述滑模模体结构包括由不少于两组滑模单体组成的滑模模体，所述滑模单体包括围圈、鼓圈和中心圆盘，所述中心圆盘通过辐条撑支撑连接位于所述中心圆盘外围的鼓圈，所述鼓圈通过辐射撑支撑连接位于所述鼓圈外围的围圈，所述围圈、所述鼓圈和所述中心圆盘的圆心相同；相邻滑模单体的围圈通过连接钢体连接为一体，相邻滑模单体的鼓图通过钢体连接为一体，所述围圈、所述鼓圈和所述中心圆盘的圆心在一条直线，以此构成滑模模体；在相邻滑模单体的围圈上安装有模板。

基于上述，所述滑模模体结构还包括牵引滑模模体的拉爬式动力系统，所述拉爬式动力系统包括一组穿芯式千斤顶和一组爬杆，所述爬杆一端串于穿芯式千斤顶中，所述爬杆另一端连接于所述滑模模体端部的滑模单体上。

基于上述，所述滑模模体由七组等距离设置的滑模单体组成，其中，所述连接钢体有十六根，十六根所述连接钢体固定连接七组滑模单体的围圈，所述钢体有八根，八根所述钢体固定连接七组滑模单体的鼓圈。

基于上述，所述辐条撑和所述辐射撑各有十二根，所述辐射撑与所述辐条撑一一对应设置。

基于上述，所述穿芯式千斤顶固定在千斤顶支撑钢圈上。

基于上述，所述爬杆中部顺直吊在一端连接于井壁的锚杆或钢筋上。

基于上述，所述穿芯式千斤顶有十六个，所述爬杆有十六根，一根所述爬杆对应串于一个穿芯式千斤顶中，所述爬杆与所述滑模单体的围圈连接。

采用以上所述的斜井滑模模体结构的斜井拉爬式施工工艺，它包括以下步骤：

步骤一、准备工作，包括斜井井壁粉尘清扫，锚喷空洞处理，安装模体支撑架的组装、调试，斜井中心线放线，等等；

步骤二、在斜井下部中心位置安装围圈支撑架，然后，在围圈支撑架上安装斜井滑模模体结构，并使斜井滑模模体结构的中心线与斜井中心轴线保持一致；

步骤三、在相邻滑模单体的围圈外侧上安装模板；

步骤四、在施工前，提前安装好斜井的全部钢筋；

步骤五、砼下料，采用泵送砼入仓方式；浇注砼时，采用由低向高逐层浇注，每浇注一层，检查斜井滑模模体结构的中心线是否偏离斜井中心轴线；

步骤六、待砼凝结，启动拉爬式动力系统，穿芯式千斤顶通过爬杆牵引斜井中的滑模模体，使滑模模体向上移动一个行程，根据砼凝结强度确定滑模模体移动一个或几个行程，然后，自步骤五再次循环，完成整个施工。

本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步性，具体的说，有以下优点：

1、该滑模模体结构简单，能节省大量的架力筋、拉筋、架子管、钢模板和一些周转材料，投资少，如7.5m净直径的斜井仅用19T钢材，使得工程施工预算大大降低；

2、该滑模模体结构力学结构科学，设计巧妙，尤其结构关系简单，拆、装方便，连续滑升无故障，非常适合大直径、大倾角的长斜井砼衬砌施工，运行可靠，具有合理、方便、实用的显著特点；

3、该滑模模体结构运行平稳，偏差小，如7.5m净直径的斜井斜长56m偏差只有15mm；

4、该斜井拉爬式施工工艺运用拉爬式工艺，施工简单，施工速度快，而且，滑模模体结构运行稳定，砼可连续施工，其连续滑升方便、快捷、无故障，日滑升斜长4.5-5.5m，可有效节约施工工期；

5、该斜井拉爬式施工工艺施工速度快，砼连续性好，砼表面质量光滑，外观质量好，无施工缝，可节约大量的铜止水和橡胶止水，砼后期缺陷处理少，周转性材料消耗少，工程造价低；

6、该滑模模体结构及斜井拉爬式施工工艺具有突出的的经济效益和社会效益，打破了传统的斜井砼衬砌施工思路，具有显著的进步性。

附图说明

图1为本发明所述斜井滑模模体结构的结构示意图；

图2为本发明所述滑模单体的结构示意图；

图3为本发明两个所述滑模单体的连接关系示意图；

图4为本发明所述斜井滑模模体结构在施工现场的示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

实施例：云南弋兰滩斜井井壁砼衬砌工程概况：井洞斜长为56m，净直径为7.5m，砼衬砌厚度为0.6m。

如图1、图2、图3和图4所示，一种斜井滑模模体结构，所述滑模模体结构包括由七组滑模单体4组成的滑模模体和牵引滑模模体的拉爬式动力系统；

所述滑模单体4包括围圈1、鼓圈2和圆盘3，所述圆盘3通过辐条撑23支撑连接位于所述圆盘3外围的鼓圈2，所述鼓圈2通过辐射撑12支撑连接位于所述鼓圈2外围的围圈1，所述围圈1、所述鼓圈2和所述圆盘3的圆心相同，该结构使围圈、鼓圈有足够的强度、刚度和稳定性；

其中，所述辐条撑23和所述辐射撑12各有十二根，所述辐射撑12与所述辐条撑23一一对应设置，以便于对所述鼓圈2产生双向支撑作用；

制作时，所述围圈1采用16号槽钢制作，所述鼓圈2采用12号槽钢制作，所述圆盘3采用厚钢板制作，所述辐射撑12采用12号槽钢制作，所述辐条撑23采用80角钢制作。

所述滑模模体由七组等距离设置的滑膜单体4组成，相邻滑模单体4的围圈1通过连接钢体5连接，相邻滑模单体4的鼓圈2通过钢体连接，所述各个围圈、所述各个鼓圈和所述各个中心圆盘的圆心在一条直线，即保证各个滑膜单体4的中心在一条直线，以此构成滑模模体；

其中，考虑到各圈圈、鼓圈整体性，所述连接钢体5有十六根，单长9米，十六根所述连接钢体5固定连接七组滑膜单体4的围圈1上；所述钢体有八根，单长9米，八根所述钢体固定连接七组滑膜单体4的鼓圈2上；

制作时，所述连接钢体5采用12号槽钢制作，所述钢体采用80角钢制作。

在相邻滑模单体的围圈上安装有模板7，模板采用P3015模板。

所述拉爬动力系统包括一组穿芯式千斤顶6和一组爬杆8，所述爬杆8一端串于穿芯式千斤顶6，所述爬杆8另一端连接于所述滑模模体端部的滑模单体4上；

其中，所述穿芯式千斤顶6有十六个，所述爬杆8有十六根，一根所述爬杆8串设于一个穿芯式千斤顶6，所述爬杆8与所述滑模单体4的围圈连接，十六根所述爬杆8一一对应十六根所述连接钢体5，以便于对所述滑模模体的整体产生强有力的拉力；所述穿芯式千斤顶6采用10T穿芯式千斤顶，所述爬杆8采用d48×3.5的钢管；

所述穿芯式千斤顶6固定在千斤顶支撑钢圈9上，所述千斤顶支撑钢图9由槽钢制作，其用于支撑连接所述穿芯式千斤顶6。

为了保证所述爬杆8不下垂，在所述爬杆8中部顺直吊在一端连接于井壁的锚杆或钢筋上，使二者滑动连接。

采用以上所述的斜井滑模模体结构的斜井拉爬式施工工艺，包括以下步骤：

步骤一、准备工作；

(1)、井壁处理；浇筑砼前应将井壁粉尘逐层扫除或用风吹，为了安全，一般不采用水冲刷；将锚喷的空洞打掉，使滑模浇筑砼与锚喷砼紧密结合，确保砼浇筑质量；斜井中心线放线；据井壁现场具体情况，采取相应措施，确保安全施工；

(2)、滑模组装前进行试组装、调试；为了检查制作完毕后的滑模系统装置是否完善，结构是否合理，加工是否符合设计要求，使滑模模体能够顺利的组装和使用，必须在地面进行整体组装和调试；

a、对千斤顶进行编组试验；

耐压：加压12Mpa，5分钟不渗不漏；

空载爬升：调整行程均为25mm；

负荷爬升：记录加荷5吨根据爬杆压痕和行程大小，将压痕和行程相近的编为一组；

千斤顶备用、备件：工作千斤顶为16台，备用量为1/3，即5-6台。

备用配件：上下卡50％、大小压簧、排油簧、大小封圈及卡环各20％。

b、滑模组装质量标准；

组装后滑模模体应符合以下质量要求：模板直径设计值7500mm，偏差±2mm；

模板上口半径7503mm±3mm；模板下口半径7500mm±3mm；

提升架双向垂直度±2mm；提升架左右位置20mm；提升架前后位置5mm；

千斤顶底板水平度±2mm；千斤顶中轴线垂直度：不允许；

相邻模板平整度±0.5mm。

步骤二、当斜井段底板清洗结束后，钢筋安装完毕即可进行滑模模体的安装，先在斜井下部中心位置搭设围圈支撑架，然后，在围圈支撑架上安放斜井滑模模体结构，并使斜井滑模模体结构的中心线与斜井中心轴线保持一致；

步骤三、在相邻滑模单体的围圈上安装模板；

步骤四、在施工前，提前安装好斜井的全部钢筋；

步骤五、砼下料，采用泵送砼入仓方式；浇注砼时，采用由低向高逐层浇注，每浇注一层，检查斜井滑模模体结构的中心线是否偏离斜井中心轴线；

第一次浇筑10cm厚半骨料的砼或砂浆，接着按分层30cm浇筑第二层，厚度达到70cm时，检查滑模模体是否有偏离斜井中心轴线，正常后浇筑第四层，第四层浇筑1m，继续检查浇筑第五层，第五层浇筑1m，继续检查浇筑第六层，直至浇筑离滑模模体上口0.3米，开始初滑。

在浇筑各层时，若滑模模体结构中心线有偏离斜井中心轴线现象，必须对滑模模体结构进行调整、加固后再浇筑；

为了保证砼顺利入仓，要求砼和易性好，坍落度控制在15～17cm左右。

步骤六、待砼凝结，启动拉爬式动力系统，通过爬杆牵引斜井中的滑模模体，使滑模模体向上移动一个行程，并在此过程中对动力系统，滑模模板结构以及有关设施在负载情况下作全面检查，发现问题及时处理，待一切正常后，根据砼凝结强度确定模体移动一个或几个行程；然后，自步骤五再次循环，完成整个施工。

施工转入正常滑升时，应尽量保持连续施工，并设专人观察和分析砼表面情况，确定合适的滑升时间；脱模的砼无流淌和拉裂现象，手按有硬的感觉，并能留出1mm左右的指印，能用抹子抹平；对滑模砼要求固身初凝时间8至10小时，所谓固身初凝是达不到初凝但又不流淌，即手按有1mm指痕，约0.1Mpa左右的压力。

根据现场施工情况，确定滑模模体合理的滑升速度，按正常滑升每次间隔1小时，控制滑升高度30cm/次，日滑升高度控制在3米左右。

修面是滑模砼的一道重要工序，当砼脱模后须立即进行此项工作，一般用抹子在砼表面用原浆压平或修补。

测量控制：滑模模体在滑升过程中，受各种不均匀动力影响，滑模模体会发生偏移情况，为了方便、及时地观察滑模模体偏移，在围圈内侧(三等分)设三根平行于斜井中心轴线的三根平行线，观察围圈对平行线的初始位置，及时进行纠偏；平行线每段长不大于20米。

外力纠偏：利用井壁锚筋使用导链牵拉模体，施加外力强迫模体(旋转)位移，达到纠偏目的；或沿斜井轴线方向在顶部间距1.5m安装两根16号槽钢作轨道，形成有轨滑模。

自身纠偏：通过调整千斤顶高差，使工作盘面有相应目的的发生高差，在滑升过程中逐渐自身纠偏。

自身和外力纠偏：在偏差(或旋转)较大时，两种方法并用，达到纠偏目的。

劳动组织及工期

1、劳动组织：采用两班12小时作业方式，项目经理1人，技术主管1人，跟班副经理2×1人，跟班技术员2×1人，跟班班长2×1人，钢筋工2×10人，砼工2×7人，电工2×1人，电焊工2×1人，修面养护2×2人，滑模维护工2×2人，杂工2×4人，合计：62人；

2、施工工期：模体制作10天(制作可不占直线工期)，模体安装7天，滑升20天(每天按3米计)，拆除倒运5天，计32天。

最后应当说明的是：实际滑升时间仅用11天。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。