青狮潭水库溢洪道陡坡段混凝土滑模施工介绍
[摘要] 青狮潭水库溢洪道陡坡段混凝土浇筑,采用滑模技术,能加快施工进度,确保工程质量,保证了建筑物造型的准确和外观质量优良。为此,介绍其滑模的设计,施工方法及应注意的问题。
1 概述
青狮潭水库位于广西桂林灵川县青狮潭乡境内,于1958年10月动工兴建,1964年8月建成投产。水库集雨面积474 km²,总库容6亿m³,灌溉面积2.92万hm²,是一座以灌溉为主,结合防洪、发电、旅游的大型水库。溢洪道布置在主坝右岸,电站厂房左侧,属开敞式溢洪道,堰型为克—奥实用堰,堰顶净宽40 m,堰后接陡坡段及挑流鼻坎,设计最大泄洪量为2 150 m³/s。
1993年6月下旬,当泄流量增加至500 m³/s左右时,突然一声巨响,发现溢洪道右侧桩号0+088.31处的底板已经被冲坏,形成一个方圆约19.5m的冲坑,最大深度1.2 m,同时还发现其他部位的混凝土表面数处脱块。为了确保工程安全运行,经有关部门审定,对溢洪道陡坡段进行加固处理。凿除旧混凝土面(3 cm),钻孔埋设基础锚筋,底板钢筋网布设及混凝土浇筑。
为了加快施工进度,保证工程施工质量,溢流坝面混凝土浇筑采用滑动模板施工技术。滑模施工是一次立模连续浇筑混凝土的新工艺。20世纪70年代以来,我国在水工建筑物中采用滑动模板施工,已积累了较丰富的经验,近年来,我国在溢流坝、泄槽混凝土施工中采用滑模施工,实现了面板的快速施工,确保面板混凝土浇筑质量,尤其是面板外观质量。在青狮潭水库溢洪道陡坡段混凝土施工中,应用滑模技术较为成功;在施工速度、施工质量方面,均获得了令人满意的效果,工程验收被评为优良工程。
2 滑模设计与施工
2.1 滑模设计
根据滑模施工工艺要求,滑模设计包括以下内容:
①根据工程设计图纸,进行模板、操作平台、牵引以及精度控制等系统的布置;
②确定滑模装置结构型式及安装、拆除方法;
③确定作用在滑模装置上的荷载,对模板和各种构件进行结构计算,绘出加工及组装图,提出所需材料材质、规格和数量;
④进行牵引力计算,确定牵引机具的型式、结构,提出规格、数量;
⑤提出结构特殊部位的处理措施;
⑥绘制总装配图。
根据该工程的具体情况,同时考虑安装、拆除和搬运等因素,滑模尺寸选用长9 m,宽1 m,分作6节,组合成型,自重约3 t。滑模面板采用5 mm厚钢板,滑模轨道采用18#工字钢,滑模轨道支承架采用在旧混凝土上打孔预埋钢筋固定螺栓,可以按需要进行调整。模板行走装置采用滚轮。在浇筑块正上方设一个操作平台,便于人工安全操作。牵引装置的结构型式均采用圆形环连接,拉杆用圆钢制作,采用两组4个3 t手拉葫芦牵引滑模向上滑行,为确保拉模施工的正常操作,滑模精度必须严格控制,其中:安装轨道的允许偏差控制见表1,有关部件制作的允许偏差见表2,组装滑模的允许偏差见表3。
滑模装置结构型式:采用组合槽钢梁作主梁,将其设计成分节组合结构,共分6节,拆装以人工为主,并采用塔吊移位。
设计荷载:模体自重按实际重量计算约3 t。机具和设备按实际重量计约0.5 t。施工人员按1.0kN/m²计,约0.9 t。钢模板与混凝土的粘结力,按0.5 kN/m²计,约0.45 t。新浇混凝土对模板的上托力,取3 kN/m²(曲线坡面取53 kN/m²),约2.7t。为了平衡混凝土上托力,采用混凝土预制块加配重约1.5 t。
部件挠度:主梁的最大变形量,小于1/800(跨度9 m)。面板最大变形量小于2 mm。
滑模牵引力按以下公式计算:
通过计算滑模的总牵引力为:T =10.72 t因此,选用两组(共4个)3 t的葫芦牵引滑模上升,能满足力学安全要求。
2.2 浇筑次序
青狮潭水库溢洪道加固工程陡坡段面板宽为36 m,共分4块浇筑。施工过程中分先浇块与后浇块,浇筑顺序为③→①→②→④,见图1。
2.3 施工方法
滑体制作是在金属加工厂内完成,加工成品经过严格检验,并进行试组合,达到设计要求精度后,方可出厂。面板结构的线形主要由轨道控制,轨道安装起决定性作用。先浇块施工时,轨道支架采用手风钻打孔灌浆埋设,按设计要求埋设螺栓固定轨道。后浇块施工时,依靠在先浇块内预埋的套筒螺栓固定轨道,套筒螺栓埋入混凝土面内2 cm。模板滑过后用环氧砂浆填塞抹平即可保证溢流面平整光滑。伸缩缝顶比混凝土面低2 cm,利于滑模滑动。
混凝土浇筑均采用广西柳州产525#鱼峰牌普通硅酸盐水泥,同时选用MS早强减水剂。粗骨料系当地干净的河卵石,细骨料选用中砂,混凝土坍落度定为3 cm。
进料采用塔吊作为垂直运输工具,保证混凝土运输质量。仓内保持平起、对称、均匀地浇筑混凝土,使用插入式振捣器振捣混凝土。
根据滑模所需10.72 t牵引力,采用两组共4个3 t葫芦牵引滑模上升,保持平衡匀速,滑模上升滑行速度控制在1.5~3.0 m/h。
3 应注意的几个问题
根据青狮潭水库溢洪道陡坡段混凝土拉模施工情况,我们认为有以下几个问题应特别注意。
3.1 设计问题
滑模设计首先要考虑的是滑模安装、拆除和搬运等问题。滑模是组合型模板,若长度和宽度偏大,则安装困难,滑模主梁的最大挠度也难以满足设计要求。该工程采用9 m×1 m组合模板,是根据溢洪道的设计宽度和施工能力而定。实践证明,该尺寸较为适宜,对滑模的安装、拆除和搬运都较为方便。
3.2 滑模体的安装程序问题
滑模体的安装程序依次为轨道支承架、轨道、操作平台、牵引机具、滑模体、安全辅助设施。轨道安装是关键的工序,各工序必须满足有关要求。滑模出厂前,在现场按设计图纸预埋好固定轨道的预埋件,核正后再安装轨道。同时应设置好防止钢丝绳突然断脱或其它原因下滑的“安全卡”,以确保施工安全。
3.3 几个主要参数的控制问题
为了保证施工质量,对混凝土坍落度、滑模滑行速度以及脱模强度等参数,必须严格控制。从施工实践经验认为,混凝土坍落度控制在3 cm,模体向上滑行速度控制在1.5~3.0 m/h,脱模强度在0.2~0.4 MPa之间较为适宜。
3.4 施工操作中注意的问题
混凝土入仓必须平衡均匀,对称浇筑,向上滑行过程中,两组葫芦必须配合整齐,步调一致。上滑模体时严禁振捣混凝土,中途不能停滑,因故停滑时,必须采取停滑措施,以防止模板与混凝土粘结。重新浇筑时,因停滑所造成的水平施工缝,在按有关规定或设计要求妥善处理后,方可继续浇筑混凝土和滑升。施工过程中,加配重时,需均分布,避免模板产生变形,保证泄水建筑物的外观质量。混凝土脱模后,如发现表面有蜂窝、麻面掉角、浮砂等缺陷,必须及时修整,抹平压光,同时消除其表面的细微裂缝,保证质量。混凝土脱模后,用草袋覆盖,避免直接曝晒,同时采用喷水法,洒水养护。
4 结语
在常规的施工方法中,溢流面板混凝土浇筑较为复杂繁琐,施工速度较慢,工作难以展开,施工质量不易控制,施工工艺落后,难以形成规范化施工管理。采用滑模施工,不仅实现了面板的快速施工,而且可以保证建筑物造型的准确和外观质量优良。目前已经形成一套较完整的滑模施工工艺,从建筑外观,施工工艺、应用和经济技术等方面均有较成熟的经验,有较大的发展前景。
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