1· 前言
    呼和浩特抽水蓄能电站位于内蒙古自治区呼和浩特市东北部的大青山区，距离呼和浩特市中心约20 km。电站枢纽主要由上水库、水道系统、地下厂房系统以及下水库工程组成，工程等别为Ⅰ等，工程规模为大（1）型。主要建筑物按1 级建筑物设计，次要建筑物按3 级建筑物设计。
    尾水系统采用一洞一机的布置方式，4 条尾水隧洞平行布置，马蹄形断面，开挖断面底宽4.6 m，腰线处宽6.2 m，衬砌后直径为5.0 m。每条隧洞均由下平段、下弯段、斜井段、上弯段及上平段组成，分钢管衬砌与钢筋混凝土衬砌两种形式，其中下平段、下弯段及部分斜井段采用钢管衬砌，其余部分采用双层钢筋混凝土衬砌，衬砌厚度为60 cm，斜井井身与水平面夹角为50°， 其中采用滑模施工的3# 尾水斜井段钢筋混凝土衬砌长56.5 m。
    2· 斜井施工难点与重点
    （1） 下库标段闸门井及上平段其他标段正在抢赶工期，施工干扰大，施工通道受限，材料运输难度极高。
    （2） 对照施工进度计划安排， 要实现蓄水及发电目标，必须调整混凝土施工程序，要形成斜井钢筋混凝土施工与平段钢管安装施工平行作业的格局，利用尾水施工支洞作为施工通道，施工干扰较大。
    （3） 采用拼装模板组织施工，自下而上大量运输模板、排架材料，施工成本较大，安全风险较高，且浇筑质量没有办法保证，为后期缺陷处理埋下隐患。
    3· 施工方案选定
    通过对国内类似工程斜井施工情况调研， 目前国内斜井施工主要采用滑模和拼装模板施工。由于滑模施工是连续浇筑的，能避免出现施工缝，浇筑整体性好，保证了浇筑质量；同时又避免了立模、拆模，搭拆脚手架等多种重复性工作， 减少了施工安全隐患，提高了施工效率，得到广泛应用。
    国内长斜井均采用LSD 滑模系统施工，但由于制作安装费用较高， 安装工艺繁杂， 施工准备时间长，对于短斜井有效施工时间短，经济效益差，极少采用。根据斜井结构特点和现场实际情况， 最终选定滑模施工方案，从节省成本，满足施工需要的角度出发，设计滑模系统采用了卷扬机和倒链牵引，为减轻模体自重，设计时在保证结构强度、刚度和稳定性的前提下尽量进行优化。
    4 ·滑模设计制作
    4.1 模体设计
    滑模模体主要由面板、中部骨架组成，面板选用4～10 mm 厚钢板，内部采用5# 槽钢、10# 槽钢做轴向肋板，14 mm×150 mm 厚钢板做环向肋板，模体中间采用槽钢形成内支撑排架，以保证模体刚度；在底板位置的槽钢前后延伸出模体形成中梁， 安装导向和承重轮。为方便运输和安装， 模板在加工完成后分成8 块，块与块间采用法兰连接。模体上口大，下口小，整体成锥形，锥度控制在0.4%～0.6%；模体的顶拱部位轴线方向设计长度为1.5 m，底板侧轴线方向长度设计为1.2 m。模体分3 层，根据功能自上而下分别为浇筑层、检修层和混凝土收面层，每层利用模体内部支撑排架，采用方钢和马道板搭设而成，层与层之间设置钢爬梯，满足通行需要。混凝土收面平台下部增加安全防护网，保证斜井施工作业安全，整个滑模系统总重量为9 t。滑模结构形式见图1、2。
              
              
    模块连接部位增加10 mm 厚连接钢板，连接钢板打设螺栓，利用法兰连接固定模体。
    4.2 提升系统设计
    滑模提升系统由轨道、导轨、倒链、动滑轮组和5 t 卷扬机组成。
    （1） 轨道设计
    滑模采用轨道式，模体的前轮行走于铺设的轨道上，后轮在已浇筑完成的混凝土面上行走。为防止后轮对混凝土面产生压痕，利用［20 槽钢垫在后轮下，增大接触面积，避免对混凝土面造成破坏和压痕。
    滑模轨道选用20 kg/m 轻轨， 沿洞轴线平行对称布置， 间距1.5 m， 顶面比混凝土结构边线低3cm，竖向支撑架采用10# 槽钢，上部横向传力支撑采用L75×8 角钢， 竖向支撑利用底板准28 插筋固定，插筋长0.8 m，入岩0.5 m，外露0.3 m，间距2 m，横向传力支撑与竖向支撑架、插筋与竖向支撑架焊接牢固， 地质超挖部位支撑和插筋加密布置。轨道结构形式如图3所示。

    （2） 卷扬机、倒链和导轨设计
    整个滑模系统总重量为9 t，综合考虑了模体自重和混凝土粘结力。为保证模体匀速提升，以4 个10 t 倒链提升为主，以5 t 卷扬机提升为辅，4 个10 t倒链分别布置在顶拱、腰线和底拱。一层混凝土浇筑完成，初凝后提升模板，提升前先行将卷扬机钢丝绳拉紧，施工人员站在浇筑层同时拉动倒链，将模体缓缓提升。在腰线位置采用50 钢管作为导轨，保证模体沿洞轴线运行，卷扬机布置在上平段。
    滑模运行前首先制作钢丝绳接头， 钢丝绳接头一端利用卡子固定在手拉葫芦上，另一端甩头锁定在钢丝绳上部，随着模体的运行，逐步向上移动并固定钢丝绳接头。两侧钢丝绳接头不能同时移动，要求一侧固定并承担模体的受力后，方能进行另一侧钢丝绳接头的移动，在此过程中除操作人员外，所有施工人员撤出模体平台以外，操作人员的安全带也应固定于模体以外的位置。
    4.3 模体加工制作
    首先完成模体内部骨架的焊接，临时进行加固，以确保骨架不发生变形，然后将下料完成的面板紧贴5# 槽钢肋板焊接固定，形成滑模的面板。面板下料制作时尽量使用一整块钢板制作，最大限度减少面板上出现的焊接缝，以减小滑模滑升时的阻力，保证混凝土浇筑质量。为确保面板间平滑连接，避免较大缝隙处出现漏浆现象，面板下料时，钢板周边预留余量，焊接固定后，进行边线的精确切割。模体放样见图4。
              
    滑模面板模块制作完成后，模块间竖缝做小幅度修切，使模体成为上口大，下口小，0.4%～0.6%锥度的模体。
    5· 滑模施工
    5.1 模体组装
    模体按设计加工成分8 部分，安装地点选于模体初滑的下弯段和斜井交接部位，首先进行底部模板模块的安装，再依次完成左、右两侧模块的组装，最后进行顶拱部位模块的安装。模体安装就位后做临时固定。安装利用准25 插筋固定手拉葫芦，手拉葫芦调整模体安装方位，调整好后增加临时固定支撑，模体骨架结构的安装穿插于模体安装期间进行。
    安装完成后对模体进行测量复核， 并完成模体前导向轮、后承重轮的安装，而后拆除临时支撑。与钢衬连接部位的模体采取组合钢木模板拼装形式，采用准48 脚手架管作为模板背枋和模板的内支撑。堵头模板与滑模模板封堵严密，确保不跑浆，结构边线平滑过渡。
    5.2 混凝土运输
    由于尾水出口不具备混凝土供料条件， 滑模施工时，在尾水施工支洞布置一台车载高压泵，通过下平段和下弯段布置泵管接引至混凝土仓号内， 通过泵送的方式入仓，2 台8 m3 混凝土罐车负责拌和站至工作面的混凝土水平运输。
    尾水斜井段泵管随模体的滑升不断接长， 穿过滑模部位应与模体分离， 不应固定于滑模上。斜井段泵管每15～20 m 设置一个固定点，利用手拉葫芦或钢丝绳固定于混凝土埋设的锚筋上， 泵管与下平段钢管及斜井段混凝土面间留有保护层， 泵管下部垫设木方， 进行钢管及混凝土面的保护。泵管在滑模浇筑平台上增加弯头，接引刚性泵管至仓号内。
    5.3 模体运行
    （1） 试滑与起滑。在正常滑升前先进行试滑，卷扬机配合倒链多次提升， 观察提升系统和模板的工作情况。试滑几个行程后， 如整个滑模系统情况全部正常，即可转入正常滑升。
    （2） 正常滑升。正常滑升阶段，混凝土出模强度按0．3～O．6 MPa 控制，模体滑升的时间间隔控制在2 h 之内，每次滑升30 cm，模体正常滑升速度为15 cm/h 左右。如发现混凝土出模强度不够时，须减缓滑升速度。
    （3） 混凝土浇筑到距离模体上口后， 利用手动葫芦牵引模体向上运行（倒链固定在卷扬系统钢丝绳上）。滑升过程中动态掌握工作面环境温度情况，及时调整模体提升时间。
    5.4 混凝土浇筑
    斜井顶拱部位的混凝土脱模强度要求最高，故混凝土施工期间，首先安排顶拱部位的混凝土下料，并逐步完成两侧墙体混凝土施工， 最后进行底板部位混凝土浇筑，并且保证仓面同一高度，使混凝土面均匀上升。为保证施工进度，根据施工需要，滑模顶拱面板处增加了升温措施，提高该部位的温度，加快顶拱部位混凝土的初凝速度。
    混凝土振捣采用准50 软轴振捣器，在振捣第一层混凝土时， 振捣棒的插入深度以振捣器头部不碰到端头模板为准，相距5 cm 左右。振捣器在振捣过程中不能碰击钢筋和模板， 以免对未初凝的混凝土产生扰动。振捣上层混凝土时， 则应插入下层混凝土5 cm 左右，使上下两层结合良好，振捣时间以混凝土不再显著下沉、水分和气泡不再逸出并开始泛浆为准。振捣器的插入间距控制在振捣器有效作用半径1.5 倍以内（50 cm 左右）。
    5.5 模体的纠偏及施工精度的控制
    5.5.1 模体偏移的预防和纠偏
    滑模施工中，很可能出现平台上的荷载分布不均匀、牵引不同步及浇筑混凝土时入模位置不够对称等因素，致使模体发生偏移。针对上述情况，施工中采用了下述措施预防和纠正偏移：
    （1） 滑模在制作时，做好精度的控制，在现场组装完成后，进行模体的体形复测。
    （2） 在长期运行过程中，会有累积偏差，固模体的内支撑结构要有足够的刚度，设计时进行结构支撑强度验算，并在施工中要随时检查，随时调整。
    （3） 操作平台上的荷载尽可能均衡布置。
    （4） 混凝土浇筑顺序是先顶拱、再边墙、后底板，这样可以防止模体上浮，下部及腰线轨道控制模体滑动方向，混凝土浇筑尽可能均衡，如发现偏移，可采取改变浇筑顺序，逐步纠正其偏移。
    （5） 在模体结构骨架上设立水平尺或测平水管（透明塑料软管内注水作为水平测量工具），当模体发生偏移时，可通过观察水平尺或测平水管来判断模板偏移方向，采取措施调整偏差。
    （6） 滑体每滑升6 m 对模板进行一次测量检查，发现偏移及时纠正。
    5.5.2 施工精度控制
    轨道作为滑模的主要支撑及精度控制系统，应对其支撑强度和稳定性进行测算，确保轨道的支撑强度。滑模运行前对轨道的支撑系统及安装精度进行全面检查及复核，确保轨道安装偏差控制在允许范围之内。滑模运行过程中，随时观察手拉葫芦的同步性，如发现有不同步可通过分动来控制调整。另外滑模每滑升6 m 对模板进行一次观测、检查。
    5.6 抹面及养护
    模板滑升后应及时进行抹面，滑后拉裂、坍塌部位要按规范要求认真仔细处理， 采用混凝土原浆进行修复多压几遍， 保证结构密实。待初次滑升段混凝土达到一定强度后， 采用洒水养护方式进行混凝土养护。养护工作贯穿整个斜井滑模浇筑全过程，并在滑模混凝土浇筑结束后还应持续一段时间，确保混凝土表面不出现或少出现裂缝。