拉西瓦水电站特大直径竖井

闻艳萍

1 概述

拉西瓦水电站位于青海省贵德县与贵南县交界的黄河干流上，是黄河上游龙羊峡至青铜峡河段规划的大中型水电站中紧接龙羊峡水电站的第二个梯级电站。工程主要任务是发电，大坝建成后将形成10.79亿m的水库，电站装机容量420万kW（6×70万kW）。

我局承建的主要是该电站的引水发电系统尾水部分土建及金属结构安装工程，尾水调压室为阻抗式调压室，参见图1，阻抗孔孔径11m，井筒开挖直径为29.6m，井深64m，衬砌厚度为80cm，衬砌后直径28m，扣除阻抗板及肋板砼以下叉管洞室的衬砌，实际井壁衬砌有效深度为34.5m，该洞室为国内特大的竖井结构。2个调压井井壁设计砼工程量为4580m，C25W6F200二级配。

国内调压井混凝土工程的施工广泛采用了滑模施工技术。由于拉西瓦调压室洞井交叉且体型复杂、且洞径较大但井深只有34.5m，一次性滑升高度太短，同时井筒滑模盘面积大，滑模体型难以控制，并且钢结构自重大，与普通翻模相比较，投资大不够经济，滑模自身强度、刚度及稳定性差不够安全，同时施工质量也难以保证，滑模的组装和拆除作业空间也受限制。根据滑模施工的特点并结合拉西瓦工程调压室的实际情况，经过多方面比较，并经研究分析，对于特大直径、井筒不太深、洞井交叉的复杂体形结构的调压室砼衬砌施工我们最终选择了钢框定型镜面竹胶模板翻模施工

技术。 图1 调压室剖面图 2 本课题研究的关键和难点

2.1 翻升模板体系的选定，是体现翻模构造简单、自重轻、拆装方便、重复周转、多次利用、节约投资、降低施工成本的关键；

2.2 翻模结构尺寸的设计是确保井筒衬砌结构体型控制的关键； 2.3 翻模面板的选择是确保混凝土外观质量的关键所在；

2.4 设计的翻模体系要具有足够的强度、刚度和稳定性，能可靠地承受新浇混凝土的自重和侧压力，因此，翻模支撑系统的确定是确保施工质量与安全的前提和难点。 3 本课题研究的内容

审稿：刘祥吾 3

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本课题主要从工程质量、节约投资、降低成本、便于操作、拆装方便、加快进度、确保施工安全的前提下，从以下三个方面进行了该课题的讨论及研究：（1）翻模的结构选型；

（2）翻模的面板选择；（3）翻模的支撑系统研究。 4 翻模体系设计 4.1 翻模设计原理

同普通小钢模翻板施工技术一样，砼侧压力通过钢框架竹胶模板传递给拉杆，然后由拉杆传递给横向围柃，最后由横向围柃传递给竖向围柃进行分散于地面。 4.2 模板系统设计及制作 4.2.1 面板选择

面板采取以折代曲的方式进行设计，经计算，圆弧直径为28m，弦长为80cm时，相应弦高为5.8mm，体型误差在模板施工规范（DL/T 5110－2000）允许误差±10mm以内，因此采用2440mm×1220mm×15 mm镜面竹胶板等分三块制作面板。 4.2.2 框架设计

采用∠50×5的等边角钢制作模板的外围框架和加劲肋，加劲肋的密度应不大于400mm×500mm。钢框架的外形尺寸应小于竹胶板尺寸2mm，模板肋上的边接孔直径大于连接螺栓直径2mm以上，长边间距152.5mm布孔，短边间距162mm布孔。加劲肋拼装时应有平整的工作台，角钢下料时要留有1～2mm的安装间隙，下料尺寸设计应统一，准确，拼装出来的模板肋要平整，不扭曲，尺寸准确。 4.2.3 面板与框架的连接

面板与加劲肋连接采用M6×45的沉头螺栓连接，沉头螺栓不得高于面板，沉头处用防水胶抹平以保持面板的完洁度和完整度，钢框架的边肋、次肋与竹胶板的接触面要紧密，边肋侧面与竹胶板缝隙不大于2mm，并用弹性腻子填平。 4.3 模板支撑系统设计

环向采用φ28钢筋作横向围囹，竖向采用10cm×10cm方木做竖向围囹。模板加固采用内拉外撑的方法进行加固，以内拉为主，模板间采用螺栓连接。拉杆选用φ16，间距80cm、排距90cm布置。在模板制作时,在其上部定出拉杆孔位，以便在施工过程中拉杆布置统一，拉杆孔位距模板上下口边缘不得大于20cm。 4.4 单套模板平面结构设计

经研究设计的翻模单块模板结构尺寸为：1220mm×800mm×15mm的钢框镜面竹胶模板，单块模板重38.4kg。

孔径φ6沉头螺栓孔参见图2。 图2 单块翻模结构设计图

经计算，尾调井一周圈需配置1220mm×800mm×15mm的钢框镜面竹胶模板110块，设计三块模板竖向成组组成3.66m高的翻模体系，为便于混凝土施工过程中层间接缝严密，避免形成错台，设计在上层混凝土施工时下层重叠一层模板，故一个调压井需配置4块竖向成组的一套翻模体系，模板上下左右之间的连接采用M16螺栓连接。

2个尾调井壁混凝土衬砌共需配置880块。

5 尾调井壁砼衬砌翻模施工

5.1 材料、人员入仓方式

利用阻抗板沿尾调井避周圈搭设约4m宽的扣件式脚手架操作平台，一次性搭设至尾调顶部EL2260高程。脚手架运输采取利用阻抗孔采用25t汽车吊将钢管和扣件等从尾调井下部垂直吊至阻抗板上。仓内所有的钢筋、埋件等入仓均利用周井周圈操作平台，借助定滑轮倒链入仓。人员入仓利用脚手架操作平台搭设60cm宽的“之”字爬梯，上铺马道板，并设防滑条。 5.2 混凝土运输及入仓 5.2.1 1尾调井壁砼衬砌入仓

在1尾调上井口支洞处设一个1m简易混凝土集料斗，利用尾调井壁周圈的脚手架操作平台，从尾调上层施工支洞自上而下搭设“之”字溜槽分级辐射下料的入仓方式。在尾调井壁最后一仓砼衬砌时，采取泵送入仓方式，混凝土泵的受料点设在进入1尾调上层施工支洞口处，设2台混凝土泵，沿1尾调上部周圈脚手架平台敷设2道泵管下料。混凝土运输采用6m搅拌灌车运输，砼采用溜槽入仓时坍落度控制在7～9cm之间，泵送入仓时坍落度控制在14～16cm之间。 5.2.2 2尾调井壁砼衬砌入仓

采取从尾闸操作室下游侧主皮带机系统沿尾闸尾调交通支洞接一条支皮带进入2

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尾调上井口受料口，井内采取自上而下搭设“之”字溜槽分级辐射下料的入仓方式；在尾调井壁最后一仓砼衬砌时，采取泵送入仓方式，混凝土泵的受料点设在进入1#尾调上层施工支洞口处，设2台混凝土泵，利用1尾调上部周圈脚手架平台顺两尾调之间的交通洞进入2尾调上部周圈脚手架平台敷设2道泵管入仓。混凝土运输采用6m搅拌灌车运输，砼采用溜槽入仓时坍落度控制在7～9cm之间，泵送入仓时坍落度控制在14～16cm之间。 5.3 安全防护

(1)在井壁周圈搭设的脚手架操作平台立面挂一周的密目式安全防护网立，并且每6m高度挂设一层密目式安全防护平网。

(2)在井壁周圈搭设的操作平台顶部周圈设1.2m的安全护栏并设20cm高的贴脚板，

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挂上密目式安全防护网。

(3)为了便于井壁下部叉洞交通施工安全，将阻抗孔采用1.2mm棱形钢板网内穿φ10圆钢拉接，上铺1mm厚的铁皮进行密封阻抗孔；同时阻抗孔周圈设1.2m的安全护栏并设20cm高的贴脚板，挂上密目式安全防护网。 5.4 混凝土浇筑 5.4.1 混凝土分层

由于尾调井壁采用翻模施工工艺，单块翻模结构尺寸为1220mm×800mm×15 mm，设计三块模板竖向成组组成3.66m高的翻模体系，故砼分层应根据翻模的结构设计而定，砼分层高度为3.66m。尾调翻升高程范围为EL2217.5～EL2260m，共分10层。 5.4.2 混凝土浇筑

仓内采用N50型软轴入仓式振捣器振捣密实，混凝土铺筑厚度按40cm控制，保持周圈混凝土均匀上升。混凝土振捣时间以混凝土不再显著下沉，无气泡，并开始泛浆时为准。在振捣上层混凝土时，振捣器要求插入下层混凝土内不小于5cm。混凝土浇筑后的层间间歇施工层要求充分凿毛处理，并且在新混凝土浇筑之前，上铺一层2cm厚的砂浆找平，以利于新老砼层间接缝严密。

混凝土浇筑期间，为防护骨料分离，要求在仓内溜槽口处增设溜筒，溜筒距仓面高度不大于1.5m。 5.4.3 混凝土养护

混凝土浇筑完毕拆模后，要及时洒水养护，采取利用井壁拉杆头周圈挂设1寸的流水花进行养护，养护时间不少于14天。 6 翻模实施情况

拉西瓦水电站尾水系统2个调压井翻模施工情况：1调压井井壁翻模施工自2007年8月20日开始，于2007年12月20日施工完毕，2调压井井壁翻模施工自2007年9月15日开始，预计2008年1月15日施工完毕，每升程3.66m，平均每个升程浇筑完成时间10天，每个井约需4个月完成。经对滑模施工的混凝土外观质量评定，2个尾调井共评定24个单元，其中合格单元数24个,优良单元共22个，合格率达100%，优良率达91.7%。

7 取得的质量、进度效益情况 7.1 质量效益情况

（1）根据拉西瓦水电站混凝土外观质量奖励标准：6元/m （2)2个尾调井井壁深度（总计）：44.5m×2 =89m （3)单位砼衬砌周长计算：28m×3.14=87.92m

（4)2个尾调井井壁外观质量总面积计算：总深×单位砼衬砌周长89m×87.92m＝

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7824.88m

（5)外观质量奖励总额：观质量奖励标准×外观质量总面积=7824.22m×6元/m=4.7万元

经对翻模施工的混凝土外观质量评定，2个尾调井共评定24个单元，其中合格单元数24个,优良单元共22个，合格率达100%，优良率达91.7%；同时为施工局直接获得外观质量奖4.7万元。 7.2 进度效益情况

投标文件中要求的2个尾调井的衬砌工期为12个月，采取的施工手段为组合小钢模施工技术，在工程实施过程中我们采用了钢框镜面竹胶模板翻模施工技术，实际衬砌工期为8个月，比投标时计划工期提前4个月完成。 7.3 投资比较情况

若采用滑模施工方案, 2个尾调井壁衬砌采用1套滑模系统,滑模制作工期计划2个月,安装及拆除工期计划2个月/次,单个井深34.5m，平均每天滑升1.2m，工期约需1个月,2个调压井衬砌完毕工期约需8个月。从工期比较来看，尽管滑模与采用的翻模方案能在相同的工期内完成，但滑模投资大，1套滑模系统从设计到制作完成约需200万元，而880块1220mm×800mm×15 mm的钢框镜面竹胶模板，每块320元，约需28.16万元,投资费用仅是滑模的七分之一。因此从投资比较上来看，选择翻模施工更合理。 8 应用前景

拉西瓦特大直径调压室砼衬砌采用钢框定型镜面竹胶模板翻模施工技术的意义在于：一是降低工程施工投资成本；二是确保施工安全；三是保证砼衬砌外观质量；四是减少制约手段，对于这种特大直径、井筒不太深竖井结构，采用定型镜面竹胶模板翻模施工技术在国内也是领先尚试。

该套翻模体系自重轻、拆装方便、操作简单，施工速度快，砼的外观质量能够达到镜面效果；同时能够节约投资、降低施工成本，确保施工安全；创造良好的质量效益，易于推广及应用。该套钢框定型镜面竹胶模板翻模施工技术在特大直径、井筒不太深的工程施工中有着较好的推广价值和应用前景。

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