堆石坝面板砼浇筑无轨滑模施工工法.docx
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堆石坝面板砼浇筑无轨滑模施工工法
混凝土面板堆石坝无轨滑模施工工法
1前言
混凝土面板堆石坝面板混凝土浇筑使用无轨滑模施工技术,不仅可以加快工程施工进度,也可以降低施工成本,创造较好的经济效益。
2工法名称混凝土面板堆石坝无轨滑模施工工法
3工法特点面板混凝土早期使用的都是有轨滑模,滑模两侧设滚轮,滚轮支撑在重型的轨道上,在牵引设备的作用下滑模向上滑升。
轨道由工字钢或槽钢制成,安装在轨道梁或已浇筑的面板上。
由于滑模的轨道既起到支撑作用又有准直作用,故施工时对轨道安装精度要求较高,同时必须牢固的固定在斜坡上,防止受力后产生变位或失稳。
有轨滑模重量较大,加工投资较大,使用不太方便;面板浇筑前准备工作较长,占用直线工期。
无轨滑模是在有轨滑模基础上发展起来的,无轨滑模取消了行走轮系和专用轨道,滑模在已浇筑混凝土面板的侧模板顶面滑动,在开浇前滑动模板利用侧模支撑,在混凝土浇筑过程中则利用仓内新浇混凝土的浮托力制成滑模的法向重;滑模滑行由设在坝顶的卷扬机牵引与控制;依靠侧模板保持滑模面的平直。
而且无轨滑模重量较轻,造价低;坝顶使用的设备较少,一套滑模仅需要2台卷扬机牵引,用普通吊机就位即可;由于减少了架设轨道的工作量,浇筑前的准备工作简单;无轨滑模使用方便,浇筑速度快。
4适用范围
依据桃子沟水库混凝土面板堆石坝编制,适用于混凝土面板堆石坝及坡面混凝土浇筑工程施工。
5工艺原理
滑模在已浇筑混凝土面板的侧模板顶面滑动,在开浇前滑动模板利用侧模支撑,在混凝土浇筑过程中则利用仓内新浇混凝土的浮托力制成滑模的法向重;滑模滑行由设在坝顶的卷扬机牵引与控制;依靠侧模板保持滑模面的平直;由下而上一次连续浇筑成型,因无轨滑模无侧向约束,滑升时两端不必同步,边角部位可以与主面板利用滑模连续进行施工,也可以采用固定木模或人工翻模浇筑。
6工艺流程及操作要点
6.1工艺流程
6.2操作要点
6.2.1坡面整修、清理
1在挤压边墙坡面上用钢钎布置3×3m网格测量放样标注上设计高程,用拉线法进行平整度测量与检查。
高于设计范围的部位采用人工削除,低于设计范围的部位按设计要求补平。
(说明:
挤压边墙为面板基础面,有10000平米,网格可以拉线检测)
2依据图纸放出面板分缝线,自上而下每隔5m打一钢筋桩,测出每个桩坡面设计的高程,拉线进行砂浆找平。
3修整后将坡面清理冲洗干净,并喷刷阳离子沥青。
在垫层保护面的坡面上放出面板垂直缝中心和边线,并用铁钎标识。
6.2.2铜止水片的加工成型和安装
面板铜止水片主要有W1型、W型两种,一般在坝顶用止水片成型机连续挤压成型,然后将成型的铜止水片由人工扶助缓缓下放至PVC垫片位置的表面。
按设计要求,施工前应事先在挤压边墙表面敷设PCV垫片,并在垫片上标注中线位置,然后铺设铜止水。
铜止水接头处搭接采用双面搭接氧焊,搭接长度不少于20mm,经验收合格后方可立侧模。
6.2.3面板钢筋安装
面板钢筋的架设采用现场绑扎方法,面板纵筋主要采用螺纹套筒连接,横筋主要采用闪光对焊钢筋连接。
钢筋采用1台5t卷扬机牵引台车配合人工运输到仓面。
6.2.4无轨滑模与配套设施的设计
1滑动模板平面尺寸的选定:
滑模宽度(坝坡方向)与坝面坡度、混凝土凝结速度有关,一般为1.0~1.2m,有时达1.5m。
根据国内外工程经验,宽度为1.2m的滑模一般可满足每小时滑升1.1~2.2m的要求。
桃子沟大坝面板混凝土最大块长94.4m,为保证合理的滑升速度,本滑模选用1.5m。
滑模长度(水平方向)视面板的设计宽度(即面板垂直分缝的间距)来确定,滑模、梁架的总长度要比面板纵缝间距大100~200cm,以便在梁的两端搁置点处布置支撑,使滑模沿侧模轨道滑行。
桃子沟大坝因坝顶宽度仅6m左右,面板的设计宽度(即面板垂直分缝的间距)分别为6m、12m两种,为便于加工、运输、组装,分三段加工制作,现场拼装使用。
滑模每段长度分别为3.5m、6m、3.5m,共长13m,可组装成7m(A-1/A-2组合)、13m(A-1/B/A-2组合)两种。
滑模高度与坝面坡度、滑模宽度有关,桃子沟大坝面板混凝土坝坡1:
1.4,滑模宽度选用1.5m,则滑模高度为0.872m。
2滑模重量的计算:
滑动模板要求自重加配重及施工荷载的法向分力略大于新浇混凝土对滑模产生的上托力,即要求:
(G1+G2)Cosα≥P
式中:
G1、G2——滑模的自重、配重及施工荷载(KN);
α——滑模面板与水平面的夹角;
P——新浇混凝土对斜坡面上滑模的浮托力(KN)。
P由下式计算:
P=PnLBSinα
式中:
Pn——内倾模板的混凝土侧压力(Kpa);
L——滑动模板长度即所浇板块的宽度;
B——滑动模板宽度(m)。
3滑模牵引力的计算:
滑模牵引力的大小与滑模自重、刮板与新浇混凝土的粘结力有关,按下式计算:
T=(∑GSinα+f∑GCosα+τF)K
式中:
T——滑模牵引力(KN);
∑G——滑模自重加配重及施工荷载(KN);
τ——刮板与新浇混凝土之间的粘结力,一般取5Kpa,有的工程取10~12Kpa;
f——对于滚轮支撑的滑模,采用滚动摩擦系数,可取0.05,对于侧模支撑的滑模,采用滑动摩擦系数;
α——滑模面板与水平面的夹角;
F——滑模与新浇混凝土接触的表面积(m2);
K——安全系数,可取3~5。
4滑动模板的构造要求:
滑动模板上应具有铺料、振捣的操作平台,操作平台宽度1.22m。
滑模尾部应具有修整平台,修整平台采用型钢三角架,悬吊在滑模桁加梁上,随滑模一起提升,三角架上铺木板。
操作平台与修整平台应呈水平状态,并设有栏杆,以保证工人在平台上正常工作与安全。
为养护面板混凝土,可在修整平台背后吊装一根多孔喷水管。
滑动模板应具有防滑安全保护装置,为此,在滑动模板两端各增设手动葫芦一台,挂在面板钢筋网上,用钢丝绳拉紧,随模板滑升而收短,使其始终处于受力状态,以确保施工安全。
6侧模的设计:
侧模作用有三点:
支撑滑动模板;作模板滑移轨道;限制混凝土拌和物侧向变形。
侧模采用钢木组合结构,为减小摩擦和防止摩擦破坏,在模板上缘装一角铁保护作为滑模的滑移轨道。
侧模由支架支撑并用插筋打入挤压边墙40cm锚固。
支架上设有微调螺栓,以便在小范围内调整模板和支撑紧度。
侧模以3m长为单元的拼接块形式接长。
7PLM-114-13型无轨滑模的主要技术参数
(1)重量5004Kg
其中:
A-1、A-2型单重:
1380Kg
B型:
1675Kg
抹面平台:
569Kg
(2)组装外形尺寸(长×宽×高)13000×1500×1000(mm)
拉模:
A-1、A-2型3500×1500×1000(mm)
B型:
6000×1500×1000(mm)
(3)最大有效工作面积
A-1/B/A-2组合16.8m2
A-1/A-2组合8.4m2
(4)坡度比1:
1.4
(5)滚轮中心距
A-1/B/A-2组合12000mm
A-1/A-2组合6000mm
6.2.5安装侧模
侧模施工程序为:
模板制作→现场拼装(侧模与支撑连成整体、打锚固桩固定支架和侧模、调节固定侧模和支架)→侧模验收。
侧模由加厚钢模板和木模板组装而成,每一节长1.5m,上口设置50×5角铁,倒角采用木条贴补。
侧模外侧采用钢脚手管三角支架支撑固定,人工从下自上安装。
侧模安装时应注意铜止水片鼻子的保护,模板与铜止水片鼻子间设海棉止浆条,确保止水片安装牢固稳定。
6.2.6滑动模板安装就位
吊装前,应先检查侧模板的支撑,做到安全可靠。
侧模板顶部应安装一条角铁或扁钢(厚度不小于4mm),角铁接缝处应平整无错台,以利滑模的滑行安全。
无轨滑模的拼装应在坝顶拼装完成,拼装完成后对其进行平整度检测,不大于2mm;组装面板允许误差不大于5㎜;对角线长度误差不大于7㎜;面板错台允许误差不大于1㎜,否则应进行校正和调平。
各项指标达到要求时,将各螺丝紧固好。
检查无轨滑模的下放滑轮的牢固及灵活,并经常用黄油润滑。
吊装牵引滑模的卷扬机就位,卷扬机卷筒中心位置应对应滑模的前部牵引钩位置。
卷筒高度应使钢丝绳能平行于面板为宜。
卷筒不够高时,可做支撑架用于调整。
卷扬机应固定在可靠的地锚上,地锚拉力应不小于卷扬机牵引力的3倍(本工程采用在坝顶剪切槽内预留φ20钢筋,作为卷扬机地锚)。
滑模安装应在地锚、卷扬机、侧模检查无误后方可进行。
首先,用8t汽车吊将滑模吊装到侧模上方(注意:
应使滑模底面与侧模成一水平线吊装)。
用保险绳固定模板(可将钢丝绳一端固定在地锚上,一端固定在滑模上,保险绳应在滑模两端各设一根)固定好后,应快速将卷扬机钢丝绳与滑模牵引进行连接。
滑模就位后应使支撑轮位于侧模中心位置。
将卷扬机钢丝绳收紧后,撤掉固定绳,检查调整滑模与坝顶平行后方可进行滑模下滑。
下放滑模应设专人指挥,侧模两侧各设专人随滑模下放,检查支撑轮的运行情况,如有偏移应及时停止进行调整。
滑模下放到位后,应将安全钩挂在钢筋上,然后拆掉支撑轮。
在正式浇筑前应对滑模进行试滑两次,无异常后,方可正式进行混凝土浇筑。
6.2.7布置“U”型溜槽
滑动模板就位后,即可在钢筋网上布置溜槽,溜槽上接集料斗,下达滑动模板前缘。
溜槽应分段系在钢筋网上,以保证安全。
5.242m、6m宽面板均布设2条溜槽;12m宽面板布设2条溜槽,溜槽下端采用摆动溜槽布料。
溜槽加固采用10#铁丝斜拉在钢筋网上,间距不大于10m。
溜槽采用对接连接,连接必须牢固可靠,不易脱落,并拆装方便。
溜槽的布设必须顺直,加固牢靠。
溜槽出口离仓面不大于1m。
6.2.8面板混凝土的浇筑
混凝土浇筑严格掌握分层浇筑程序,每层浇筑厚度为25~30cm,卸料宜在距模板上口40cm范围内均匀布料,以使模板受力均衡。
仓面振捣器采用直径不大于50mm的插入式振捣器,振捣器不宜平行于坝坡插入浇筑层,而应沿滑模前缘垂直不插入滑模内,以免滑模为流态混凝土的浮托力抬升。
其间距不应大于40cm,插入深度应达新浇混凝土的底部。
严禁在提升滑模时振捣。
振捣时间为15~25s,目视混凝土不显著下沉、不出现气泡,并开始泛浆为准。
注意接缝止水处的振捣,由于接缝止水处钢筋较密,并设有止水片,故接缝止水处振捣器宜选用小直径的,一般不宜大于30mm。
振捣时应使止水片周围充填密实。
滑模上口端不得出现混凝土料壅高现象,增加牵引设备的荷载。
模板滑升前,须清除模板前沿超填的混凝土,以减轻滑升阻力。
滑升时两端提升应平稳、匀速、同步。
每浇完一层混凝土滑升一次,一次滑升距离约为25~30cm,每次滑升间隔时间不应超过30min。
滑模提升平均速度宜为1.5~2.5m/h。
滑模在提升过程中,应经常检查是否同步、居中,否则应及时调整,防止滑模掉下侧模。
滑模尾部的修整平台,采用型钢三角架,悬吊在滑模桁加梁上,随滑模一起提升,三角架上铺木板。
操作平台与修整平台应呈水平状态,并设有栏杆,以保证工人在平台上正常工作与安全。
为养护面板混凝土,可在修整平台背后吊装一根多孔喷水管。
7材料与设备
滑动模板平面尺寸选用1.5m;滑模分三段加工制作,现场拼装使用。
滑模每段长度3.5m(A-1段)、6m(B段)、3.5m(A-2段),共长13m,可组装成7m(A-1/A-2组合)、13m(A-1/B/A-2组合)两种,其自重分别为3329kg、5004kg。
配重均为每端1.3吨,选用沙袋或预制混凝土块。
滑模的牵引使用2台JM-5型卷扬机,用地锚固定2台卷扬机的距离根据浇筑块宽度分别为12m或6m,牵引钢丝绳为Ø19.5mm,利用滑轮组采用四股钢丝绳牵引。
卷扬机与地锚间的连接钢丝绳为Ø28mm,固定锚块利用坝顶防浪墙的剪切槽钢筋混凝土。
固定卷扬机采用8t或16吨汽车吊就位、移位。
JM-5型卷扬机主要技术参数:
额定牵引力50KN,额定速度:
9m/min,绳筒容绳量Ø19.5mm-400m,功率11KW,电机型号:
Y160L-6,整机质量1260kg,外形尺寸:
(长×宽×高)1680mm×1340mm×720mm。
8劳动组织
本工法所需木工18人,钢筋工20人,混凝土工30人,电焊工8人,起重工6人,电工2人,拌和工4人,普工40人,修理工2人,吊车司机1人,技术及管理人员15人,共计146人,其中电焊工、起重工、电工等特殊工种必须持证上岗。
9质量控制
该工法执行以下标准:
9.1《水工混凝土施工规范》(DL/T5144-2001)
9.2《水工混凝土掺用粉煤灰技术规范》(DL/T5055-1996)
9.3《水工混凝土外加剂技术规程》(DL/T5100-1999)
9.4《水电水利工程模板施工规范》(DL/T5110-2000)
9.5《水工混凝土施工规范》(DL/T5144-2001)
9.6《混凝土面板堆石坝施工规范》(DL/T5128-2001)
9.7《水工混凝土试验规程》(DL/T5150-2001)
9.8《混凝土面板堆石坝接缝止水技术规范》(DL/T5115-2000)
9.9《混凝土面板堆石坝施工规范》(SL49-1994)
9.10《纯铜带》(GB/T2059-1989)
9.11《高分子防水材料》(GB18173.2-2000)第二部分止水带
9.12《橡胶止水带》(HG2288-92)
10安全措施
10.1坚持“安全第一,预防为主”的方针,对面板施工过程的危险源进行辩识,并制定相应的措施。
10.2落实安全责任制,加强对操作人员的安全培训,将安全责任落实到个人。
10.3做好现场的安全防护工作
10.3.1在坝顶设置安全栏杆,并沿面板坡面设置1道可移动的木梯。
10.3.2作业人员在坡面操作时,必须系上安全绳,安全绳另一头在坝顶处拴紧。
10.3.3滑模在上升时,在滑模前端用钢丝绳固定在钢丝网上,防止因卷扬机故障而使滑模失控。
10.3.4滑模卷扬机要使用同一型号,并且每班加强对卷扬机、钢丝绳、制动设备的检查,经鉴定可靠后方可拉模。
10.3.5在拉模过程,安排专人负责上下联系,做到统一指挥,且上口和下口作面严禁施工人员停留和行走,牵引前应仔细观察,确认周边无异常后再进行上下动作。
10.3.6钢筋进入施工部位后,要及时绑扎,不得直接堆放在地面上。
10.3.7下料溜槽要固定牢固,采用半封闭形式,防止飞石。
滑模上口端不得出现混凝土料壅高现象,增加牵引设备的荷载。
10.3.8当滑模上升时,滑模上操作人员应退避到安全位置。
10.3.9卷扬机等施工机械
1提升设备必须合格,配备自动卡紧保险装置,以免突然停电。
2提升设备支架必须稳定牢固,使用前必须检验其安全起吊能力。
3卷扬机工作时有专人指挥,各项信号预先加以规定明示。
4倒顺开关的方向明确标识,电动机与卷扬机操作开关上标明的方向一致。
5卷扬机的基础稳固结实,卷扬机固定牢固。
6钢丝绳在卷筒中间位置时,与卷筒轴线成直角,钢丝绳在卷筒上排列整齐,作业中最少保留三圈。
7不准卷扬超过规定重量的物件,禁止人员跨过正在工作的卷扬钢丝绳。
8吊运重物应停放在地面,不得悬挂在空中,如需在空中停留时,除使用制动器外,应用棘轮保险卡牢,工作完毕或中间休息时,重物停放在地面,不得悬挂在空中,并切断电源。
9确保钢丝绳的安全系数为10。
10电动卷扬机须采用双保险制动,除卷扬机自带包闸外,应增设自动紧急制动装置。
制动系统应定期检查,做好相关记录。
11钢丝绳、吊环、滑轮、卷扬机、支架等至少每班检查一次,发现问题及时处理或更换,并做好相关记录。
11环保措施
11.1施工期大气污染防治措施
施工期间,在晴天的情况下将对施工区域内的施工场地、施工道路进行洒水,加强道路养护,运料车辆装载高度不得超过车厢高度,以减少运输中洒落,车辆行驶速度一般不大于40公里/小时,以减少施工场地扬尘带来的大气污染。
水泥等粉状建筑物材料设专门库房堆放。
定期保养施工机械,避免由于设备因素带来的设备噪音。
对施工车辆如汽车、装载机等,要随时检查其设备的废气排放量,如有超标者,要及时检修。
不得随意燃烧树木及废物,以免污染空气。
11.2施工期水污染防治措施
采取严密的防范措施,严禁污染物直接或间接的进入河道、水源。
教育职工明确生产、生活污水无害化处理工作的重要性,划分明确其职责范围。
对施工中使用的各种燃料、油料、化学品、酸性物质要做到严格管理,特殊保管,储存地远离地表水源,对储存仓库要做特殊的防护。
着重抓好生活区环境卫生工作,建立和健全足够的卫生设施,凡设立的公共厕所、公共浴室的废弃物须经化粪池处理。
卫生设施须经环保部门批准,方可使用和进行排放,严禁排放水未达标。
11.3施工期生态环境的保护
提高认识,加强领导,把保护生态环境的工作纳入到重要工作日程上来,由专人负责并配合地方政府和环境保护部门定期检查,教育职工争当文明职工,规范生活区域和生产区域,生产生活垃圾集中堆放,并设有专人负责生活区和生产区的卫生清洁工作,定期将垃圾运至场外指定地点烧毁,无法烧尽的废弃物,严重污染环境的按照专门的规定进行处理,其它废弃物必须堆放或堆砌在监理单位批准的场地。
堆体采用开挖碴料或土料覆盖,其覆盖厚度不小于0.60m且堆体不得防碍天然排水或污染河川。
12效益分析
12.1工期:
本工程原计划工期4个月,使用本工法实际工期为70天,比原计划提前了50天。
12.2质量:
工程质量评定采用施工单位自评、监理单位复核的形式,所评定的面板单元工程全部合格,优良率73.1%。
本工程面板混凝土表面积1万m2,2007年12月13日,监理、业主组织全面检查时,共发现面板裂缝7条,长约68米,裂缝宽度0.2~0.5mm,于2008年1月21日面板裂缝化学灌浆处理完毕,并经监理、业主、设计验收合格。
13应用实例
13.1工程项目名称:
重庆市涪陵龙潭水利工程(一期)二批桃子沟水库枢纽工程。
13.2工程项目地点:
重庆市涪陵区马武镇平桥村。
13.3工程项目结构型式:
桃子沟大坝面板混凝土上游坡面均为1:
1.4,上端高程597.0m,下端最低高程541.7m,最大高差55.3m,最大块长94.4m。
共浇筑26块,共分5.242m、6m、12m三种宽度,其中12m宽6块(河床段MB12~MB17),6m宽18块(MB2~MB11,MB18~25),5.242m宽2块(右岸MB1、左岸MB26)。
面板采用50cm等厚面板,面板混凝土强度等级C25,抗渗等级不低于W8,采用单层Φ20@20×20cm双向配筋,钢筋置于面板截面中部。
13.4工程项目开竣工日期:
开工日期:
2006年10月2日,竣工日期:
2006年12月11日。
13.5工程项目实物工作量:
面板总面积10020m2,面板C25混凝土方量5010m3;钢筋270t;止水1600m。
13.6应用效果:
使用本工法使得工期提前了50天,钢筋制安采用螺纹套筒及闪光对焊连接达到零损耗,确保了混凝土面板的施工质量。
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