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【摘 要】为缩短施工工期,确保混凝土施工质量,降低施工成本,龙江水电站工程进水口施工采用液压滑模施工。本文即结合工程实际,详细阐述了滑模施工在较复杂的发电站进水口施工中的应用技术要点。
【关键词】滑模;发电站进水口;模板;滑升;混凝土
一、滑模施工特点
滑模工程技术是我国浇筑混凝土结构施工中机械化程度高、场地占用少、结构整体性强、抗震性能好、环境与经济效益显著的一种施工技术。
(一)滑模施工的优点
滑模施工具有以下几大优点:
1、不需设水平施工缝,施工连续性好,结构整体性强;
2、施工进度快,正常情况下日平均滑升高度在2.5m左右;
3、施工过程中,辅助性材料消耗少;
4、混凝土成形外观平整度高、缺陷处理量小。
(二)滑模施工的缺点
滑模施工存在的不足之处:滑模施工具有钢筋、埋件安装、混凝土浇筑以及模板滑升等各工序平行交叉作业的特点,相互之间配合、衔接是否到位,直接关系到滑模施工质量的好坏,稍有控制不当,就易出现各种质量问题甚至质量事故。因此,要确保混凝土的施工质量,选择有经验且素质较高的施工队伍,加强施工过程中的质量监督与管理,在滑模施工中就显得尤为重要。
二、工程概况
(一)概况
龙江水电站工程进水口由拦污栅墩、检修闸门井、边墙组成。进水口底板高程为EL823.0m顶部高程为EL875.0m。拦污栅设计为两个中墩,两个边墩。中墩长9.5m,宽2.0m,墩体相互之间在高程EL844.5m处有胸墙相连。检修闸门井设计有两孔闸门,闸门井总体设计长16.8m,宽10.5m。边墙与拦污栅左边墩、闸门井左边墙成直角连接。
(二)枢纽布置
引水系统布置在左岸山体内,由进水口、引水隧洞及压力管道组成。进水口为塔式结构。进口设有三孔7.0m×21.5m(宽×高)活动式拦污栅。拦污栅井筒为矩形钢筋混凝土的独立结构,宽29m,长36m。高程844.50m、高程859.00m设置联系梁,联系梁共分3层,其宽1.5m高2.5m的梁。拦污栅顶875.00m高程设检修平台。闸门井为矩形钢筋混凝土的独立结构,宽16.80m,长8.50m,启闭机室全部采用钢筋混凝土结构。闸门检修平台与大坝之间设交通桥,作为对外交通,桥宽约6.0m,桥长约17m,共一跨,桥面高程875.00m。
三、滑模施工在较复杂的龙江水电站进水口施工中的应用
(一)本工程滑模装置组成
1、模板
直墙段模板采用δ5mm钢板制作而成,曲线段模板采用δ5mm的钢板压制而成,用∠50×5mm的角钢作为加筋肋。竖向角钢的间距为300 mm,并用两道水平∠50×5mm的角钢与围圈相连。围圈主要用来加固模板,使其成为一个整体,围圈采用上下两道,选用12#槽钢,上围圈距模板上口300mm,下围圈距模板下口300mm,上下围圈间距650mm,节间采用螺栓连接,上下围圈接头错开并同模板接头错开。
2、提升系统
提升架是滑模与混凝土间的联系构件,主要用于支撑模板、围圈、滑模盘,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,爬杆选用φ48mm ×3.5mm的钢管,根据施工经验和常规设计,采用[14槽钢制成“7”型提升架,采用双[14槽钢制成“开”型提升架。
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。滑模模体桁架梁作为操作盘,上铺δ2.5mm的花纹钢板。由于混凝土施工过程中侧向受力较大,为确保操作盘的刚度,经过计算选用主梁为∠80×80×8的,腹杆选用∠75×75×7的角钢加工制做的1000mm ×800mm复式桁架梁。
4、液压系统
选用HQ-100型千斤顶,设计承载能力为10000kg,爬升行程40mm,液压控制台为HY—36型自动调平液压控制台,并通过高压油管同千斤顶相连,形成液压系统。
5、辅助系统
包括洒水养护、中心测量、水平测量等装置。
(二)滑模施工的技术要点
1、钢筋绑扎
滑模施工的特点是钢筋绑扎、混凝土浇筑滑模滑升平行作业,连续进行,互相适应。模体就位后,按设计进行钢筋绑扎、搭接,搭接及焊接要符合设计规范要求,滑升施工中,爬杆在同一水平内接头不超过1/4,因此第一套爬杆要有4种以上长度(3.0m 4.0m 5.0m 6.0m ...),错开布置,正常滑升时,每根爬杆长3.0m 或6.0m,要求平整无锈皮,当千斤顶滑升距爬杆顶端小于350mm时,应接长爬杆,接头对齐焊接,不平处用磨光机磨平,爬杆同环筋相连加固。
2、混凝土浇筑
(1)混凝土浇筑前的检查与验收
混凝土仓号备仓完成后,严格按照工程质量内部初检、复检、终检的“三检制”体系对基岩面进行清理、钢筋绑扎、预埋件安装以及模板边线的复测成果等环节进行检查验收,三检合格后,通知监理工程师最终验收,验仓合格后方可进行混凝土浇筑施工。
(2)浇筑
混凝土初次浇筑和模板初次滑升应严格按以下六个步骤进行:
第一次浇筑100mm厚半骨料的混凝土或砂浆,接着按分层300mm浇筑两层,厚度达到700mm时,开始滑升30--50mm检查脱模的混凝土凝固是否合适,第四层浇筑后滑升150mm,继续浇筑第五层,滑升150--200mm, 第六层浇筑后滑升200mm,若无异常情况,便可进行正常浇筑和滑升。
(3)模板滑升
滑模提升由钢模厂负责,确认油压系统一切正常后,即开始滑升。爬杆用丝杆连接,应采取接头错开,先用4根预先稳定,充当定型轨道。其余边滑升边安装或边滑升边校直。提升时应控制速率为10~20cm/h,每次滑升5~10cm,控制日滑升高度为1.5~2m,当砼达到强度(0.1~0.3MPa)便可滑模,即用手按新浇砼面,能留有1mm左右的痕迹;若脱模砼有流淌、坍塌或表面呈波纹状,说明砼脱模强度低,应放慢滑升速度;若脱模砼表面不湿润,手按有硬感或伴有砼表面被拉裂现象,则说明脱模强度高,宜加快滑升速度。 滑升时,应观察锚筋、牵引机具、模板结构、轨道系统的受力变形情况,发现异常立即停滑。
(4)纠偏保证措施
在滑升过程中如出现偏向,应依据测量队所提供的垂钓点及时纠偏,纠偏采用渐变恢复方式,一次纠偏不能过大,否则会造成分布变形过大,模板及平台过分倾斜,爬杆弯曲变形,滑升阻力过大。
①模板每安装爬杆及千斤顶前,测量队应对模板中心及形体进行校核,调整就位后再安装爬杆及千斤顶,杜绝一投入使用便开始纠偏。
②滑升过程中,经常对模板中心及形体进行校核,根据测量数据采取纠偏措施。在特殊部位及偏差过大时,应加强测量次数。
③应准备一根水准管,对千斤顶爬杆每上升50cm进行一次监测,随时掌握千斤顶高差情况,并对之及时调整。
④下料正常时应对称下料,当模板发生偏差时,应改变布料方式,保证模板不继续偏离设计线。
⑤应设专人对模板、千斤顶、爬杆、液压系统进行维护,完成滑升及纠偏工作。
(5)钢筋埋件安装质量控制
滑模施工特点决定了钢筋、埋件安装要与混凝土平行作业,因而在滑模施工中,钢筋安装应按照隐蔽工程进行跟班质量检查和验收。对钢筋安装的质量检查应明确岗位职责,设专人(钢筋带班人员、值班质检人员)对钢筋的规格型号、保护层厚度、间排距以及连接质量进行24 h不间断监督与检查,发现问题,及时整改,确保钢筋、预埋件安装质量满足规范及设计要求。
(6)混凝土面修整
滑模施工中,由于混凝土的凝结时间受气温、外加剂等各种因素的影响较大,很难找到混凝土的凝结时间与滑升速度的最佳结合点,因此,必须对脱模混凝土表面尤其是模板尖角、转弯处及时进行修整,确保混凝土的外观质量。质量控制要点为:
①混凝土脱模后立即进行抹面修补;
②抹面时一般用抹子在混凝土表面做原浆压平或修补,若混凝土表面光洁、平整度较好,也可以不做修整;
③修补时重点对模板拼接处滑过的印迹以及混凝土棱角部位要加强压平、抹面。
(7)混凝土养护
混凝土浇筑后要及时进行养护,保持混凝土表面湿润,养护时间不少于14 d;可在辅助盘上安置洒水管喷水对混凝土进行养护;养护时水压不宜过大,避免养护水冲坏混凝土表面,养护时应指定专人负责控制,在模板滑升过程中适时进行操作管理。
(8)停滑措施及施工缝缝处理
滑模施工要求连续作业,因意外停滑时应采取“停滑措施”,混凝土停止浇筑后,每隔0.5~1小时,滑升1~2个行程,直至模板与混凝土不再粘合(一般在4小时左右)。对于因停滑造成的施工缝应认真处理,根据水工规范要求预先作出施工缝,并用高压水冲洗干净。
(9)滑模拆除
混凝土浇至标准段结束后,拆除滑模上多余滑杆及油压系统、上部操作平台、下部模板及散件后,利用井口门机将整个桁架式结构吊至井外,再进行下一个检修井的滑模安装工作。
四、施工效果及结果总结
使用液压滑模施工,缩短了施工工期,加快了施工进度,比常规浇筑方法节约工期。混凝土浇筑完成以后,外观质量良好,混凝土表面无局部不平整,模板中心最大跑偏值能够满足施工规范及合同文件的要求。
滑模施工不仅可以缩短施工工期,确保混凝土施工质量,而且还能降低施工成本,具有良好的经济效果。加强施工过程控制,采取切实有效的措施,避免和解决滑模施工中存在的问题,确保滑模施工混凝土质量稳定,将会更好地推动滑模施工技术的发展和应用。
参考文献:
[1]董彬,等.滑模施工在拉西瓦水电站拌和系统混凝土工程中的应用[J].青海科技,2007.5.
[2]于照和,等.庙林水电站调压井井简混凝土滑模施工技术[J].云南水力发电,2012.2.
[3]张永振.滑模施工技术在官地水电站左岸导流洞闸室中墩混凝土浇筑施工中的应用[J].水电施工技术,2010.1.
【关键词】滑模;发电站进水口;模板;滑升;混凝土
一、滑模施工特点
滑模工程技术是我国浇筑混凝土结构施工中机械化程度高、场地占用少、结构整体性强、抗震性能好、环境与经济效益显著的一种施工技术。
(一)滑模施工的优点
滑模施工具有以下几大优点:
1、不需设水平施工缝,施工连续性好,结构整体性强;
2、施工进度快,正常情况下日平均滑升高度在2.5m左右;
3、施工过程中,辅助性材料消耗少;
4、混凝土成形外观平整度高、缺陷处理量小。
(二)滑模施工的缺点
滑模施工存在的不足之处:滑模施工具有钢筋、埋件安装、混凝土浇筑以及模板滑升等各工序平行交叉作业的特点,相互之间配合、衔接是否到位,直接关系到滑模施工质量的好坏,稍有控制不当,就易出现各种质量问题甚至质量事故。因此,要确保混凝土的施工质量,选择有经验且素质较高的施工队伍,加强施工过程中的质量监督与管理,在滑模施工中就显得尤为重要。
二、工程概况
(一)概况
龙江水电站工程进水口由拦污栅墩、检修闸门井、边墙组成。进水口底板高程为EL823.0m顶部高程为EL875.0m。拦污栅设计为两个中墩,两个边墩。中墩长9.5m,宽2.0m,墩体相互之间在高程EL844.5m处有胸墙相连。检修闸门井设计有两孔闸门,闸门井总体设计长16.8m,宽10.5m。边墙与拦污栅左边墩、闸门井左边墙成直角连接。
(二)枢纽布置
引水系统布置在左岸山体内,由进水口、引水隧洞及压力管道组成。进水口为塔式结构。进口设有三孔7.0m×21.5m(宽×高)活动式拦污栅。拦污栅井筒为矩形钢筋混凝土的独立结构,宽29m,长36m。高程844.50m、高程859.00m设置联系梁,联系梁共分3层,其宽1.5m高2.5m的梁。拦污栅顶875.00m高程设检修平台。闸门井为矩形钢筋混凝土的独立结构,宽16.80m,长8.50m,启闭机室全部采用钢筋混凝土结构。闸门检修平台与大坝之间设交通桥,作为对外交通,桥宽约6.0m,桥长约17m,共一跨,桥面高程875.00m。
三、滑模施工在较复杂的龙江水电站进水口施工中的应用
(一)本工程滑模装置组成
1、模板
直墙段模板采用δ5mm钢板制作而成,曲线段模板采用δ5mm的钢板压制而成,用∠50×5mm的角钢作为加筋肋。竖向角钢的间距为300 mm,并用两道水平∠50×5mm的角钢与围圈相连。围圈主要用来加固模板,使其成为一个整体,围圈采用上下两道,选用12#槽钢,上围圈距模板上口300mm,下围圈距模板下口300mm,上下围圈间距650mm,节间采用螺栓连接,上下围圈接头错开并同模板接头错开。
2、提升系统
提升架是滑模与混凝土间的联系构件,主要用于支撑模板、围圈、滑模盘,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,爬杆选用φ48mm ×3.5mm的钢管,根据施工经验和常规设计,采用[14槽钢制成“7”型提升架,采用双[14槽钢制成“开”型提升架。
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。滑模模体桁架梁作为操作盘,上铺δ2.5mm的花纹钢板。由于混凝土施工过程中侧向受力较大,为确保操作盘的刚度,经过计算选用主梁为∠80×80×8的,腹杆选用∠75×75×7的角钢加工制做的1000mm ×800mm复式桁架梁。
4、液压系统
选用HQ-100型千斤顶,设计承载能力为10000kg,爬升行程40mm,液压控制台为HY—36型自动调平液压控制台,并通过高压油管同千斤顶相连,形成液压系统。
5、辅助系统
包括洒水养护、中心测量、水平测量等装置。
(二)滑模施工的技术要点
1、钢筋绑扎
滑模施工的特点是钢筋绑扎、混凝土浇筑滑模滑升平行作业,连续进行,互相适应。模体就位后,按设计进行钢筋绑扎、搭接,搭接及焊接要符合设计规范要求,滑升施工中,爬杆在同一水平内接头不超过1/4,因此第一套爬杆要有4种以上长度(3.0m 4.0m 5.0m 6.0m ...),错开布置,正常滑升时,每根爬杆长3.0m 或6.0m,要求平整无锈皮,当千斤顶滑升距爬杆顶端小于350mm时,应接长爬杆,接头对齐焊接,不平处用磨光机磨平,爬杆同环筋相连加固。
2、混凝土浇筑
(1)混凝土浇筑前的检查与验收
混凝土仓号备仓完成后,严格按照工程质量内部初检、复检、终检的“三检制”体系对基岩面进行清理、钢筋绑扎、预埋件安装以及模板边线的复测成果等环节进行检查验收,三检合格后,通知监理工程师最终验收,验仓合格后方可进行混凝土浇筑施工。
(2)浇筑
混凝土初次浇筑和模板初次滑升应严格按以下六个步骤进行:
第一次浇筑100mm厚半骨料的混凝土或砂浆,接着按分层300mm浇筑两层,厚度达到700mm时,开始滑升30--50mm检查脱模的混凝土凝固是否合适,第四层浇筑后滑升150mm,继续浇筑第五层,滑升150--200mm, 第六层浇筑后滑升200mm,若无异常情况,便可进行正常浇筑和滑升。
(3)模板滑升
滑模提升由钢模厂负责,确认油压系统一切正常后,即开始滑升。爬杆用丝杆连接,应采取接头错开,先用4根预先稳定,充当定型轨道。其余边滑升边安装或边滑升边校直。提升时应控制速率为10~20cm/h,每次滑升5~10cm,控制日滑升高度为1.5~2m,当砼达到强度(0.1~0.3MPa)便可滑模,即用手按新浇砼面,能留有1mm左右的痕迹;若脱模砼有流淌、坍塌或表面呈波纹状,说明砼脱模强度低,应放慢滑升速度;若脱模砼表面不湿润,手按有硬感或伴有砼表面被拉裂现象,则说明脱模强度高,宜加快滑升速度。 滑升时,应观察锚筋、牵引机具、模板结构、轨道系统的受力变形情况,发现异常立即停滑。
(4)纠偏保证措施
在滑升过程中如出现偏向,应依据测量队所提供的垂钓点及时纠偏,纠偏采用渐变恢复方式,一次纠偏不能过大,否则会造成分布变形过大,模板及平台过分倾斜,爬杆弯曲变形,滑升阻力过大。
①模板每安装爬杆及千斤顶前,测量队应对模板中心及形体进行校核,调整就位后再安装爬杆及千斤顶,杜绝一投入使用便开始纠偏。
②滑升过程中,经常对模板中心及形体进行校核,根据测量数据采取纠偏措施。在特殊部位及偏差过大时,应加强测量次数。
③应准备一根水准管,对千斤顶爬杆每上升50cm进行一次监测,随时掌握千斤顶高差情况,并对之及时调整。
④下料正常时应对称下料,当模板发生偏差时,应改变布料方式,保证模板不继续偏离设计线。
⑤应设专人对模板、千斤顶、爬杆、液压系统进行维护,完成滑升及纠偏工作。
(5)钢筋埋件安装质量控制
滑模施工特点决定了钢筋、埋件安装要与混凝土平行作业,因而在滑模施工中,钢筋安装应按照隐蔽工程进行跟班质量检查和验收。对钢筋安装的质量检查应明确岗位职责,设专人(钢筋带班人员、值班质检人员)对钢筋的规格型号、保护层厚度、间排距以及连接质量进行24 h不间断监督与检查,发现问题,及时整改,确保钢筋、预埋件安装质量满足规范及设计要求。
(6)混凝土面修整
滑模施工中,由于混凝土的凝结时间受气温、外加剂等各种因素的影响较大,很难找到混凝土的凝结时间与滑升速度的最佳结合点,因此,必须对脱模混凝土表面尤其是模板尖角、转弯处及时进行修整,确保混凝土的外观质量。质量控制要点为:
①混凝土脱模后立即进行抹面修补;
②抹面时一般用抹子在混凝土表面做原浆压平或修补,若混凝土表面光洁、平整度较好,也可以不做修整;
③修补时重点对模板拼接处滑过的印迹以及混凝土棱角部位要加强压平、抹面。
(7)混凝土养护
混凝土浇筑后要及时进行养护,保持混凝土表面湿润,养护时间不少于14 d;可在辅助盘上安置洒水管喷水对混凝土进行养护;养护时水压不宜过大,避免养护水冲坏混凝土表面,养护时应指定专人负责控制,在模板滑升过程中适时进行操作管理。
(8)停滑措施及施工缝缝处理
滑模施工要求连续作业,因意外停滑时应采取“停滑措施”,混凝土停止浇筑后,每隔0.5~1小时,滑升1~2个行程,直至模板与混凝土不再粘合(一般在4小时左右)。对于因停滑造成的施工缝应认真处理,根据水工规范要求预先作出施工缝,并用高压水冲洗干净。
(9)滑模拆除
混凝土浇至标准段结束后,拆除滑模上多余滑杆及油压系统、上部操作平台、下部模板及散件后,利用井口门机将整个桁架式结构吊至井外,再进行下一个检修井的滑模安装工作。
四、施工效果及结果总结
使用液压滑模施工,缩短了施工工期,加快了施工进度,比常规浇筑方法节约工期。混凝土浇筑完成以后,外观质量良好,混凝土表面无局部不平整,模板中心最大跑偏值能够满足施工规范及合同文件的要求。
滑模施工不仅可以缩短施工工期,确保混凝土施工质量,而且还能降低施工成本,具有良好的经济效果。加强施工过程控制,采取切实有效的措施,避免和解决滑模施工中存在的问题,确保滑模施工混凝土质量稳定,将会更好地推动滑模施工技术的发展和应用。
参考文献:
[1]董彬,等.滑模施工在拉西瓦水电站拌和系统混凝土工程中的应用[J].青海科技,2007.5.
[2]于照和,等.庙林水电站调压井井简混凝土滑模施工技术[J].云南水力发电,2012.2.
[3]张永振.滑模施工技术在官地水电站左岸导流洞闸室中墩混凝土浇筑施工中的应用[J].水电施工技术,2010.1.