参窝水库溢流堰滑模设计与施工
【摘 要】本文根据参窝水库二次加固工程溢流堰滑模设计与施工实践和溢流面补强原则,对溢流堰滑模的施工工艺、布置、安装及转移、混凝土的浇注等技术问题进行了论述。
1 工程概况
参窝水库座落在辽宁省境内的太子河干流上,为大Ⅱ型水利枢纽工程,最大库容7.91亿m³。水库拦河坝为砼重力坝,共分为31个坝段,最大坝高50.3m,坝长532 m,顶宽6.0m。溢流坝段设计在拦河坝的中部,共计15个坝段,总长274.2m。溢流坝段的横缝设计在溢流堰面的中央,闸墩分为“胖”、“瘦”两种形式间隔设置, 6个底孔分别布置在溢流坝段的“胖”墩之中。
水库大坝自1974年竣工以来,经过20多年的运行,陆续出现了一些问题,被列为全国43座大型病险库之一, 1985-1987年,先后进行了大坝60T预应力锚索、坝体裂缝灌浆、金属结构改造等安全加固工作,增强了大坝的整体性和安全度。1999年末,针对大坝溢流坝段溢流堰面砼冻融破坏严重等问题,水库又进行了1次除险加固处理。
2 溢流面补强原则
根据溢流面冻融破坏的范围和深度,将堰面砼分为3个处理区:⑴堰顶至EL81.0m高程之间为薄层处理区,砼凿除深度为5cm然后用SPC砂浆抹面处理;⑵底孔出口顶板以上至EL81.0m高程之间为浅层处理区,砼凿除深度为30cm;底孔出口顶板以下段为深层处理区,该区砼凿成台阶状,台阶高度为60cm,台阶内外抹角45°(高度×宽度=20 cm×20cm),深层和浅层处理区的老砼凿除后重新浇筑新砼,新老砼采用间距80cm锚筋连接,新浇砼内重铺钢筋网,设计要求新浇砼的厚度不小于30cm,砼设计标号为C30; F300;W6, SPC砂浆的标号为m³0; W6; F300。
3 滑模施工工艺
3.1 滑模结构形式
滑模模体均为型钢焊制的桁架梁,梁高1.2m,宽0.8m,板面为6mm厚钢板,根据工程实际情况,滑摸分为3种形式:
3.1.1 滑模1
该滑模长11.6m,两端设端头节,端头节与桁架螺栓连接,端头节设置主轮、反轮和水平轮,限制滑模模体在上、下、水平3个方向上的偏移,并保证模体沿轨道顺利滑行,使堰面曲线光滑平顺。
3.1.2 滑模2
该滑模长5.9m,两端设端头节。
3.1.3 滑模3
该滑模长2.74m,不设端头节,与滑模1端头节螺栓连接,为滑模1悬臂部分。滑模模体后面设抹面平台,平台宽0.6m。
3.2 牵引装置
滑模1采用液压千斤顶牵引,爬杆采用Φ25圆钢制造,共2个牵引点,每个牵引点2根爬杆,每根爬杆2台千斤顶。液压操纵系统设置在堰顶平台上,控制滑模上升速度或调整爬杆与模体间的角度。滑模1两端各系1个10t手动葫芦,随滑模一起滑升,以防止爬杆断裂或千斤顶失灵。滑模2和滑模3采用5t手动葫芦牵引,滑模2设置2个牵引点,滑模3设置1个牵引点。
3.3 轨道
滑模1、滑模2均采用14mm钢板焊制的“工”型轨道,轨道顶面与堰面设计线法向距离为0.77m,滑模3用“工10”加工而成,轨道顶面与堰面设计线重合。根据现场条件,轨道分节制作,每节2~3m,现场组装,为了加快施工进度,滑模轨道加工2套,循环利用。
3.4 滑模布置
采用滑模浇筑砼的部位为相邻两闸墩中心线间的深层处理区及浅层处理区。滑模1控制中间的12m宽堰面,从底滑到顶;滑模2控制“胖”墩下游4.5m宽堰面,安装在滑模1侧后面并与滑模1同步滑行;滑模3控制“瘦”墩下游2m宽堰面,该滑模一端与滑模1端头节螺栓连接,另一端由轨道支撑,与滑模1同步。
3.5 滑模安装及转移
滑模全部在工厂制作并组装,汽车运至现场后吊装就位。当本溢流面砼浇筑结束后,人工拆卸滑模1和滑模2的反轮和水平轮,利用千斤顶将滑模顶起,在轨道上垫角钢,模体利用导链沿轨道下滑至起点,利用吊车将其吊至台车上转移。
滑模3拆卸比较简单,当滑至“瘦”墩时,拆掉与滑模1间的连接螺栓,用千斤顶顶起,利用导链滑至起点,装台车转移。
3.6 混凝土浇筑
仓面砼布料采用斜坡溜槽辅助人工分料的方法,先中间后两边均匀下料,并严格控制下料高度。砼采用ф50 mm软轴振捣器振捣,从下到上分层均匀振捣,保证不漏振,不过振,并避免产生二次振捣。
滑模速度将根据气温情况控制在20~30cm/h左右,每次滑升的距离均在导轨上做标记,经常测量,及时调整两侧滑升高度,以保证滑模两侧同步、稳定滑升。脱模后的砼立即用多个熟练的瓦工进行抹面,保持表面光滑平整。并用1.5m长靠尺进行表面量测(特别是墩尖两侧部位),保证砼表面平整度符合规范规定的要求。抹面压光后的砼表面用塑料帆布遮盖,砼达一定强度后即用流水养护,连续养护28天。
滑模施工不但质量高、速度快、美观,而且经济效益非常明显。参窝水库溢流面补强工程2002年底完工,经过多年的运行与观测,效果良好。
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