摘要:水电部队在三峡永久船闸施工中采用了衬砌墙单侧滑模施工工艺,既保证了工程质量,又加快了工程进度,但滑模施工工序繁多,施工复杂,在人力、材料、设备、运输等方面增大了投入。根据船闸闸室薄壁衬砌墙采用滑模施工的实际工序对其单价进行了分析,结果表明,将船闸闸室衬砌墙滑模施工的各项费用摊销到单位混凝土中,其单价为392.42元/m3,比其它大体积混凝土的单价高。
关 键 词:薄壁衬砌;滑模工艺;单价分析;永久船闸;三峡水利枢纽
1 概述
为使三峡永久船闸闸墙迎水面混凝土浇筑达到“内实外光”的效果,武警水电部队在闸室衬砌墙施工中,研制并成功地运用了滑模和滑框倒模施工工艺。与常规大模板相比,采用滑模浇筑闸墙衬砌混凝土的主要
优点是:
(1)施工速度快。滑模施工滑升速度可达3~4 m/d,按每段衬砌墙的前期施工准备时间约2个月、滑升过程约1个月计算,每段衬砌墙的施工工期约为3个月,而采用常规大模板分层施工,工期约为6.5~7个月。
(2)施工质量得到了保证。滑模施工解决了模板接缝处理的难题,避免了错台、麻面等质量缺陷的发生,达到了“内实外光”的效果。滑模施工的主要缺点是施工投入相对较大。主要原因如下:
(1)仅在一、二级船闸闸室混凝土衬砌墙施工中,就一次性投入滑模设施12套,同时还有滑升钢管排架等附属设施,且由于永久船闸直立墙结构的特殊性,所投入的12套滑模设施,难以在其它工程中再重复使用,因此,必须在闸室衬砌墙混凝土施工中一次性摊销完毕,所以,一次性设备费用投入大。
(2)由于衬砌墙滑模施工必须一次到顶,因而前期准备也必须一次施工到位,工序繁多且施工复杂,制约因素多,安全防护措施投入也比常规大模板施工大得多。
(3)施工排架多且需反复搭拆,从前期准备至滑升结束,必须搭拆3种(次)排架,因而钢管及扣件材料消耗大,占用人工多。
(4)滑模施工中遇水平施工缝,需按设计要求停滑,进行缝面处理,增加了人员、设备窝工等费用。
2 滑模设施
2.1 滑模体数量的确定
滑模体的数量是按目标工期计算确定的。经统计一、二级船闸衬砌墙需用滑模浇筑的有168块(设计工程量为212 397m3)。按每套模体从安装、滑升到拆除一个循环平均为1个月计算,由总工期倒排,共需投入至少12套滑模设施,才能满足进度要求。第一分流口部位的衬砌墙结构宽度为24 m,是其它部位的2倍,且受下部输水系统分流口施工的制约,工期比较紧迫,为
确保按期完工和节省费用,该部位混凝土施工将采用由结构宽度为12 m的模体改制的滑模施工。
2.2 闸室衬砌墙浇筑施工工序
施工工序为:满堂双排钢管排架搭设→岩面镀锌铁丝安全网拆除→岩面清、撬、岩面验收→墙后排水管网安装→里层钢筋绑扎→高强锚杆防锈套管及进、出浆管清除→高强锚杆接长及锚垫板安装→冷却水管安装→上下游方向的侧模及止水安装(水平止水在下部混凝土浇筑时安装)→排架拆除→滑模平台安装用支撑排架搭设→液压滑升系统安装→滑模调试→滑模平台
排架拆除→滑模验收、混凝土浇筑、滑升、浇筑直至到闸墙顶→滑升系统及平台拆除→侧模拆除→钢管排架拆除→混凝土养护。
3 滑模费用组成
3.1 滑模施工人工费
根据现场滑模施工的实际工序,分工序进行了人工测算,扣除另有单价的钢筋、止水、排水管网、混凝土垂直运输、水平运输等费用后,其它工序分解的人工费作为此次单价分析中分摊到
单位混凝土中的人工费为151.36元/m3。
3.2 滑模设施费
每套滑模设施的费用为733 946元,分摊到所需用滑模浇筑的单位混凝土中(扣减5%残值)费用为39.39元/m3。由于该滑模设备的特殊性,以后很难在其它工程中使用,因此,应在本工
程中摊销完毕,考虑部分钢材尚可回收,则取95%的摊销率。除滑模设施中的液压成套设备、模板提升系统全过程周转使用外,迎水面模板(固定模板的u型卡)、滑升系统支撑杆、滑轨、
浮式系船柱圆弧模板及其支撑、爬梯槽异型模板及其支撑等(按平均墙体高度41 m计算)材料的一次滑升净消耗如下:
(1)迎水面的普通钢模板(倒模模板)及固定模板的u型卡按重复使用40次摊销,一次滑升的钢模板净消耗量为472.32kg,固定模板的u型卡,一次滑升的净消耗量(按钢模板净消耗量的1.3倍计算)为614.02 kg。
(2)滑模的滑升系统支撑杆部件,由于螺纹连接容易损坏,故损耗摊销按20%计,一次滑升净消耗量为262 m/块。
(3)滑轨损耗摊销按10%考虑,每块滑升需30根,一次滑升净消耗量为3根。
(4)浮式系船柱圆弧模板,每套按周转20次摊销。衬砌墙墙体平均高度为41 m,每层高为2 m,因此一次滑升净消耗量为1套。
(5)爬梯槽异型模板,每套按周转20次摊销。每层高为2m,因此一次滑升净消耗量为1套。
(6)爬梯槽异型模板支撑为10号槽钢,支撑槽钢每根长度为0.6 m,设计间距为20 cm,计算得出的单块模板支撑总长度为5.4 m,总重量为0.054 t。每套模板支撑按周转20次摊销,每层
高为2 m,因此一次滑升净消耗量为1套(即0.054 t)。
(7)浮式系船柱圆弧模板支撑为10号槽钢,支撑槽钢长度为4.03 m/根,设计间距为30 cm,计算得出的单块模板支撑总长度为24.18 m,相应的重量为0.242 t。每套按周转20次摊销,每
层高为2m,因此一次滑升净消耗量为1套(即0.242 t)。
3.3 排架施工费
衬砌墙滑模共需搭拆3次排架,第1次为岩面清理及其它前期准备工作用的双排钢管排架,一闸室及二闸室的平均搭设高度分别为47.7 m及41.7 m,第2次排架为安装滑升平台用的临时6排钢管排架,搭设高度2.0 m;第3次排架为6排钢管滑升排架,搭设高度同第1次排架。排架搭拆单价以合同中规定的双排钢管排架搭拆单价26.31元/m2为计算基础,并考虑第1次排架在岩面清撬中,有部分钢管被岩石砸坏,其损耗率为20%,因此计算单价时乘以1.2的损耗系数;其它排架按钢管排数增加的倍数扩大单价,计算得出钢管费用并摊销到单位混凝土中,其摊销费为32.77元/m3。
3.4 一次性摊销费
一次性摊销费是指滑模施工中一次性消耗材料的费用。
3.4.1 埋入混凝土中的支撑杆
(1)立杆(φ48×3.5钢管)。每一滑升块顺高度方向布置8根,按墙体平均高度为41 m计算,一次滑升净消耗量为328 m。
(2)水平杆(φ48×3.5钢管)。高度方向的间距为1 m,共41层(每层8根),埋入混凝土中的长度为0.5 m,与立杆连接,一次滑升净消耗量为164 m。
(3)预埋φ25钢筋。固定支撑排架用,高度方面间距为1m,共41层(每层8根),每根单长为1.0 m,φ25钢筋单位重量为3.85 kg/m,一次滑升净消耗量为1.26 t。
3.4.2 预埋套筒
(1)预埋m24套筒。与导轨连接,一次性摊销。套筒单个长度为25 cm,一次滑升净消耗量为328个。
(2)预埋m12套筒。连接排架,一次性摊销。套筒单个长度为10 cm,一次滑升净消耗量为328个。
(3)预埋φ25钢筋。固定套筒用,一次性摊销。埋件单个长度为40 cm,每滑升一块消耗656根,φ25钢筋单位重量为3.85kg/m,一次滑升净消耗量为1.01 t。
3.4.3 液压滑升设备配件及消耗材料
施工过程中,液压滑升设备中部分配件、电缆、油管、高压胶管等需要更换,橡胶电缆每块净消耗40 m,高压胶管每块净消耗0.5根。将一次性发生的总费用摊销到单位混凝土中,其摊
销费为34.97元/m3。
3.5 滑模设施及排架现场转运费
以北线船闸一、二闸室为例,滑模设施共计6套,根据施工进度要求,一闸室布设4套,二闸室布设2套,平均每个闸室3套,则现场必须进行转运。6套滑模共浇筑84个仓位(设计工程量115 223 m3),需转运78次,单套滑模的平均转运距离按160m计。将计算得出的转运费摊销到单位混凝土中,其摊销费用为6.03元/m3。
3.6 上下游侧模板安拆费
(1)组合钢模板(一次施工到顶)。衬砌墙平均高度取41m,宽度1.8 m,按周转40次计算,一次滑升净消耗量为132.8kg。
(2)基岩面及补缝木模板,按3次摊销计,一次滑升净消耗量为0.123 m3。
(3)卡扣件 按每公斤钢模净耗卡扣件1.3 kg计,一次滑升净消耗量为172.7 kg。
将上下游侧模安拆发生的费用摊销到单位混凝土中,其摊销费为2.57元/m3。
3.7 滑模施工机械费
主要指前期准备过程中的机械使用费,按实际过程的台班数计量,将其摊销到单位混凝土中,相应的摊销费用为81.79元/m3。
3.8 混凝土垂直运输及水平运输费用
由于闸室衬砌墙施工仓面狭窄,混凝土不能直接下料入仓,由门机吊运后需经下料斗、溜槽入仓,为了下料均匀,必须分6次下料,从而增加了入仓时间,工效降低,因此增加泄槽转料费用10.96元/m3。垂直及水平运输费分别增加14.87元/m3及9.73元/m3。另由于使用的是商品混凝土,故拌制费仍为7.98元/m3,以上4项费用之和为43.54元/m3。经上述浅析,三峡永久船闸闸室衬砌墙滑模施工单价为392.42元/m3。
4 结语
在永久船闸混凝土施工中,由于闸室衬砌墙为薄壁结构,其施工难度大,根据闸室衬砌墙采用滑模施工的实际工序所做的单价分析也已证明,薄壁衬砌墙的单价比其它大体积混凝土的单价高。滑模和滑框倒模技术的成功 |
