水电站泄洪闸闸墩滑模施工组织设计.docx
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水电站泄洪闸闸墩滑模施工组织设计
康扬水电站泄洪闸闸墩滑模施工组织设计
一、工程概况
康扬水电站泄洪闸设计为三孔泄洪,由两个中墩与两个边墩组成。
中墩桩号闸下0+54.20~0-003.50,长57.70m,宽6.00m,沿水流方向墩中心线为结构缝。
单孔泄洪闸设有一检修闸门和一护闸。
闸下0+005.750为一事故检修门,2028.00m位置设有牛腿,2033.13m位置设有液压启闭机。
闸下0+046.200~0+054.2002024.00m为一交通桥平台。
闸下0+038.000~闸下0+046.200在2024.00m~2036.00m为斜面。
设计墩高2017.00m~2036.00m,计19.00m。
左边墙桩号闸下0+054.20~闸上0-003.50,长57.70m,垂直于水流方向设有两道结构缝,2017.00m墙厚13.00m,2036.00m,宽度3.0m,坡度1:
0.5,墙内设有一道混凝土刺墙,2009.00m~2033.00m,坡度1:
0.7及1:
0.025。
墙内埋设有一趟灌溉管。
右边墙闸下0+038.00设有一道结构缝,2017.00m,墙宽10.50m,2034.00m~2036.00m,墙宽1.5m,坡度1:
0.50。
其所有门槽插筋在施工中作预埋或预先处理。
二、施工方案
根据以往的施工经验,滑模施工浇筑混凝土相对于常规模板浇筑具有连续性好,进度快,质量好,材料消耗少等诸多优点,拟采用滑模浇筑施工方案。
1、中墩滑模
为便于中墩整体起滑,墩尾部分先滑至2013.00m后停滑,2013.00m~2014.50m廊道部分,预先安装曲线模板。
整个中墩整体从2013.00m起滑,混凝浇筑至2024.00m后,进行模体改装。
当滑升至牛腿底部高程时,将牛腿部位整体预留,混凝土连续浇筑,模板继续滑升至牛腿顶部高程后顶滑。
再利用模体及混凝土中预埋插筋(牛腿底部高程)进行牛腿模板立模,加固,再一次浇筑滑升至设计高程。
2、边墩滑模
左边墩作为一个整体进行滑模施工,滑至2024.00后改装再行滑升至2036.00m。
牛腿部位处理方式同中墩。
右边墩作为一个整体滑升,滑升至2024.00m后改装,再继续浇筑至2036.00,其牛腿部处理方式同中墩。
为方便边墙滑模施工时的轨道安装,边墩滑模时,在两墩头各埋设一趟插筋,垂直间距1.0m。
3、边墙滑模
左边墙闸下0+054.200~闸上0-003.50作为一个整体进行滑升,砼刺墙部位脱模后凿毛处理,然后再进行混凝土刺墙施工,可采用常规模板浇筑。
为了加强边墙与刺墙的联结,可在其联结部位作预埋钢筋处理。
右边墙作为一个整体进行滑模施工。
三、滑模设计
(一)中墩滑模设计
(二)
1、结构设计
中墩采用液压调平内爬式滑升模板,滑模装置为便于加工,提高复用率,同时为了保证有足够的强度、刚度及稳定性,整个模体设计为钢结构。
模板、围圈、提升架等构件之间均为焊接联接。
整个滑模装置主要由模板、围圈、操作盘、提升架、支撑杆(俗称“爬杆”)、液压系统等部件构成。
1)、模板
模板作为成型的模具,其质量(刚度、表面平滑度)的好坏直接影响着脱模混凝土的成型及表观质量。
为了保证质量,模板拟采用6mm的钢板制作,用50×5角钢作筋肋,模板高度1.26m,为了便于脱模,模板按一定锥度设计,上下口相差2mm。
2)、围圈
围圈主要用来支撑和加固模板,使其形成一个整体,根据经验及水平测压力计算,围圈采用矩形桁架梁(截面尺寸80×120cm),桁架梁宽120cm,高80cm,上表面距模板上口25cm,下表面距模板下口21cm,围圈与模板的连接采用50×5mm角钢焊接。
桁架梁主筋采用80×8角钢,主肋采用63×6角钢,斜肋采用50×5角钢。
3)、提升架
提升架是滑模与混凝土之间的联系构件,主要用于支撑模板体、围圈、滑模盘。
并通过安装在其横梁上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。
爬杆由ф48×3.5mm焊管制成。
根据施工经验和常规设计,采用“F”型和“开”型提升架,提升架由63×6角钢和50×5角钢组成桁架梁结构,截面尺寸50cm×80cm。
4)、工作盘
工作盘是滑模的主要受力构件之一,也是滑模施工的主要工作场地,各构件除满足强度要求处,还应有足够的刚度。
工作盘支撑在提升架的主体竖杆件上,通过提升架与模板连接成一体,并对模板起着横向支撑作用。
该工作盘采用围圈上平面代替,盘面采用δ50mm木板铺平,为防止坠物,盘面必须密实、平整并保持清洁。
5)、辅助盘
为便于施工人员随时检查脱模后的混凝土质量,即时修补混凝土表面缺陷,扒出埋件,以及即时对混凝土表面进行洒水养护,在工作盘下方2.8m处悬挂一辅助盘,用50×5角钢组成,宽0.7m,用δ50mm木板铺密实,用Φ16钢筋悬挂于桁架和提升架下。
6)、支撑杆
支撑杆的下段埋在混凝土内,上段穿过液压千斤顶的通心孔,承受整个滑模荷载,并作为竖筋的一部分存留在混凝土内,在选用HM—100型液压千斤顶的同时,选用Φ48×3.5mm焊管作为支撑杆,经过计算,其承载力及验稳定性符合要求。
7)、液压系统
液压系统由YKT—36型液压控制台、HM—100型液压千斤顶、油管及其他附件组成。
组装前必须检查管路是否通畅,耐压是否符合要求,有无漏油等现象,若有异常,及时排除。
8)、洒水管
为使用脱模的混凝土得到良好养护,在辅助盘上固定一周Φ50mm塑料管,在此管朝向混凝土面一侧打若干小孔,高压水管与此管用三通接头相通,向此管供水,对脱模混凝土面进行及时养护。
9)、测量控制
在地面上放控制点,从工作盘面下方吊挂两根重垂线,随时监测模体偏移及旋转情况,以便及时纠偏,确保模体垂直滑升。
模体垂直滑升依靠千斤顶的同步器进行控制。
2、滑模荷载分析计算
1)、滑模结构自重
钢结构:
47.74T
木板:
7.92m3×0.8=6.34T
G1=6.34+47.74=54.08T
2)、施工荷载
工作人员:
40×75kg/人=3.0T
一般工具:
1.0T
钢筋及支撑杆:
3.5T
G2=7.5T×2×1.3=19.5T
3)、滑升摩阻力
单位面积上的滑升摩阻力按200kg计算,同时考虑附加系数1.5
G3=1.26×140×200=52.92T
4)、竖向荷载
G1+G2+G3=52.92+19.5+54.08=126.5T
5)、混凝土对模板的侧压力
当采用插入式振捣,混凝土对模板侧压力为:
P=r(h+0.05)
r-混凝土容重取5000kg/m3
h-混凝土厚度,取0.3m
P1=2500(0.3+0.05)=875kg/m2
同时,考虑混凝土浇筑时动荷载对模板的侧压力:
P2=200kg/m2
P=P1+P2=1075kg/m2
侧压力:
P=1075kg/m2×140m×0.7m=10.35T
6)、支撑杆(爬杆)计算
允许承载能力:
P=3.142EI/K(ul)2
E-支撑杆弹性模量,E=2.1×106kg/cm2
I-支撑杆的截面惯性矩,I=11.35cm4
K-安全系数,K=2
Ul-计算长度,按Ul=1.20m
P=3.142×2.1×106×11.35/[2×(1.2)2]
=8159.85kg/cm2
因此支撑杆数量(千斤顶数量):
n=w/cp
P-支撑杆承载能力,取P=5T;
C-载荷不均衡系数,取C=0.8;
N=126.5/0.8×5T=32(台)
取千斤顶44台,支撑杆根,可满足要求.
7)提升架选择
由于提升架需满足强度、刚度及稳定性要求,选择21个开型提升架及2个F型提升架。
提升架为600×800mm桁架梁结构。
(附图)
(二)边墩滑模设计
为方便施工组织,拟制作中墩滑模体两套,一套运行,另一套安装,一套滑升完成拆除后,可用其改装边墩模体,其围圈也采用800×1200mm桁架梁,提升架为600×800mm桁架,组成开型架和F型架,千斤顶采32台10T穿心式千斤顶,配套使用φ48×3.5mm焊管作为支撑杆。
(附图)
左、右边墩一次整体滑升厚度均为3m。
(三)边墙滑模设计
当边墩滑模结束后,即可利用拆下的边墩模体进行边墙模体的改装及轨道制作。
轨道采用600×800mm桁架梁及槽钢组成,立筋采用63×6角钢,肋筋采用50×5角钢。
四、滑模施工
1、中墩滑模施工
1)、模体安装
在闸下0+046.20~闸下054.20间2007.00m以下,利用散模浇筑完成后,安装桁架支承平台,其支承平台上表面要求在同一高程上,支撑平台采用φ25钢筋制作,截面尺寸不小于1.20m×1.20m,平台间距为4.0m左右。
支撑平台安装完成后,在平面上找出闸墩的设计轮廓线,并用线漆标记,此线即为模板边线,将桁架梁利用起吊设备放到支承平台上,并加以固定,再进行钢模板安装,然后依次安装提升架、千斤顶及爬杆。
首次只安装闸下0+054.20~闸下0+030.25段闸墩,滑升至2013.00后停滑。
再用同样方式进行整个中墩模体的安装。
模板边线与设计边线允许偏差±2mm,相邻模板的环境平整度允许偏差±2mm,模板及千斤顶垂直度允许偏差±3mm,安装千斤顶横梁标高允许偏差±5mm,操作盘平整度±20mm。
千斤顶安装前,应进行试验编组,耐压120kg/cm2,5分钟不渗不漏,行程调整等,因施工用千斤顶需经常检修,需备用如簧、上卡头、排油弹簧、滑块密封圈、卡环、下卡头等附件。
安装结束后,对整个模体应进行细致的检查,发现问题及时解决。
施工现场需敷设一趟3×25+1×10电缆,提供380电源,为确保滑模施工顺利进行,不发生粘模事故,应做好备用电源的准备工作。
2)、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。
模板定位检查完成后,即可进行钢筋的安装,前期钢筋绑扎从模板底部一直绑扎至提升架横梁下部,起滑后,采用边滑升边绑扎钢筋平行作业方式,钢筋绑扎超前混凝土30cm左右。
钢筋的垂直运输,依靠地面起吊设备运至工作面。
滑升中,钢筋绑扎严格按照设计要求,由于每根爬杆占用一根竖向筋位置,可代替一根竖向筋。
爬杆接头在同一水平内不超过1/4,要求爬杆平整无锈皮,当千斤顶滑升至爬杆顶端小于350mm时,应及时接长爬杆,接头对齐,不平处用角磨机磨平,爬杆同环筋相连,焊接加固。
钢筋及其它材料由起吊设备运至工作面。
3)、混凝土入仓运输,入仓及人员上下工作盘
混凝土采用混凝土罐车运输至现场,由塔载机直接输送入仓。
人员由工作盘下放的爬梯上下工作面。
4)、滑模滑升
混凝土初次浇筑和模板的初次滑升,严格按以下六个步骤进行,第一次浇筑10cm厚,半骨料的混凝土或砂浆,接着按分层厚度不大于30cm浇筑第二层,厚度达到70cm时,开始滑升3~6cm,检查脱模混凝土凝固是否合适,第四层浇筑后滑升6cm,继续浇筑第五层又滑升12~15cm,第六层浇筑后滑升20cm,若无异常现象,便可进行正常浇筑和滑升。
混凝土浇筑采用分层对称浇筑,分层厚度不大于30cm。
滑模的初次滑升要缓慢进行,并在此过程中,对液压装置,模板结构以及有关设施,在负载情况下,作全面检查,发现问题及时处理,待一切正常后方可进行正常滑升。
施工转入正常滑升时,应尽量保持连续作业,由专人观察脱模混凝土表面质量,以确定合适的滑升时间和滑升速度。
正常滑升3.0m左右。
混凝土浇筑前应做混凝土固身凝固试验,应控制其固身凝固时间6~8小时。
为保证混凝土顺利入仓,要求混凝土和易性好,坍落度过6~18cm。
脱模的混凝土面应无流淌和拉裂现象,手按有硬的感觉并能压出1mm左右的指印,能用抹子抹光。
若脱模混凝土面平整,可不做抹光处理。
如脱模混凝土面有缺陷,应立即进行混凝土表面修补,一般用抹子在混凝土表面用原浆压平。
为使已脱模混凝土面具有适宜的硬化条件,防止发生裂缝,在辅助盘上设洒水对脱模混凝土面进行及时养护。
滑模施工工艺:
混凝土下料→平仓→振捣→滑升→钢筋绑扎→下料
5)、测量控制
中墩滑模的测量控制,采用悬挂重垂线的方式进行,在两墩头中心位置各悬吊两个重垂线,以检测整个模体的偏移及扭转。
利用千斤顶同步性进行水平控制,以确保整个模体垂直滑升。
同时利用千斤顶的高差,进行模体纠偏。
6)、预埋件及预留处理
中墩检修门槽有二期砼工程,需凿毛及埋件处理,而牛腿部位在滑升过程中作预留处理。
7)、停滑措施及施工缝处理
滑模施工需连续进行,因结构需要或意外原因停滑时,应采取停滑措施,混凝土停止浇筑后,每隔15分钟,滑升1~2个行程,直至混凝土与模板不再粘结。
由于停滑造成的施工缝,根据水工施工规范要求处理。
8)、滑模施工中出现问题及处理
滑模的施工中出现的问题有:
滑模体倾斜、滑模体平移、扭转、模体变形、混凝土表观缺陷、爬杆弯曲等,其产生的根本原因在于千斤顶工作不同步,荷载不均匀,混凝土浇筑不对称,纠编过急等。
因此,在施工过程中首先要把好质量关,加强观测检查工作,确保良好运行状态,发现问题及时处理。
a、纠偏
利用千斤顶高差自身纠偏或施加一定的外力给予纠偏。
所有纠偏不能操之过急,以免造成混凝土表面拉裂,死弯,滑模变形,爬杆弯曲等事故发生。
b、爬杆弯曲
爬杆弯曲时,采用加焊钢筋或斜支撑,弯曲严重时,切断爬杆,重新接长后再与下部爬杆焊接,并加焊“人”字型斜支撑。
c、模板变形处理
对部分变形较小的模板,采用撑杆加压复原,变形严重时,将模板拆除修复。
d、混凝土表观缺陷处理
采用局部立模,补上比原标号高一级的膨胀细骨料混凝土并用抹子抹平。
9)、滑模拆除
滑模滑升至设计位置时,将滑模滑空后,利用起吊设备,在高处拆除。
滑模体拆除注意事项:
a、必须在跟班经理的统一指挥下进行,并预先制定安全措施。
b、操作人员必须配戴安全带及安全帽。
c、拆卸的模体部件要严格检查,捆绑牢固后由起吊设备下放。
2、边墩滑模施工
1)、边墩滑模体安装
当中墩滑升结束后,对拆除下来的模体进行改装边墩模体,改装完成后,即可测量放线,进行边墩模体的安装工作。
左边墩从闸下0+054.20~闸上0-003.50在2013.00m安装支承平台进行模桁架安装。
安装顺序为桁架梁→模板→提升架→千斤顶→爬杆,安装完毕后,由专业测量人员对模板进行检查确定无误后,即可准备混凝土浇筑。
2)、钢筋绑扎
钢筋绑扎工序及要求同中墩一样,不再叙述。
3)、混凝土浇筑
混凝土浇筑如前如述,当混凝土浇至2024.00m时,停止混凝土浇筑,模体继续滑空后进行模体的改装。
改装后,再行滑升浇筑混凝土。
牛腿部位处理方式同中墩。
4)、测量控制
边墩滑模的测量控制亦采用悬挂重垂线的测量控制方式,在边墩两墩头位置各悬挂一根重垂线,记下初始位置,模体滑升过程中,及时检查控制点,掌握模体偏移情况,发现偏移及时纠偏。
5)、左边墩与左边墙之间施工缝处理
因方便滑模施工,左边墩与边墙间形成一条垂直施工缝,边墩滑模脱模后混凝土面及时凿毛。
同时可在其两端设止水,为了增加其间的联结,可在其接合面预设部分联系钢筋。
右边墩滑模安装工序同左边墩,由于右边墩设计边墩与边墙间有结构缝,故混凝土脱模面不作处理。
6)、技术安全措施同中墩,不再叙述
另为了边墙滑模轨道安装,两墩在滑升过程中在两墩头垂直埋设一趟钢筋,垂直间距1.0m。
7)、劳动组织
采用两班12小时作业方式,共计70人。
施工工期(左边墩30天,右边墩25天)共计55天。
3、边墙滑模施工
1)、模体安装
边墩滑模结束后,由专业测量人员放线,放出边墙斜面混凝土边线,并根据边线用φ25钢筋焊接几个支承平台,支承平台上表面为边墙混凝土设计表面。
再进行边墙模体的吊装。
模体安装完成后,依据混凝土面设计线,按一定间距安装模体运行轨道(4趟)。
边墙两端垂直面也设垂直轨道(两趟)。
(附图),安装结束后,经测量检查合格后,即可进行混凝土浇筑准备。
2)、混凝土入仓采用塔载机直接输送入仓。
3)、滑模滑升
左边墙一次性滑升至于2036.00m,右边墩滑升至2034.00m停滑。
2034.00m~2036.00m利用轨道及模体立模浇筑混凝土。
初始起滑1.0m左右后,再悬挂辅助盘。
4)、测量控制
因模体由轨道控制,所以,模体运行过程中,由测量经常检测模体及轨道的形变,以便及时调整,保证混凝土体形变形在3cm以内。
5)、其技术、安全措施同边墩
4、劳动组织
采用两班12小时作业方式,计30人。
施工工期:
(左边墙20天,右边墙15天)共计35天。
五、安全措施
1、工作盘和辅助盘设护栏,并挂设安全网,盘面经常保持清洁,以防坠物伤人。
2、各种悬吊部件在牢固可靠,必须进行日常检查工作,确保安全无事故。
3、做好电气设备管理和维护工作,防止漏电事故发生。
4、经常检查液压管路,发现破损及时更换,防止高压油管伤人。
5、设专职安全员,负责全面安全检查、监督工作。
六、劳动组织及施工工期
1、劳动组织
采用项目管理,两班12小时作业制(共计76人)
管理人员:
8人
钢筋制作及运输:
4人/班
混凝土工:
8人/班
钢筋安装工:
10人/班
修面、养护及埋件安装:
6人/班
滑模体运行:
4人/班
其它辅助人员:
4人
2、施工工期
进度指标:
3m/天
1)、施工准备工作:
15天
2)、滑升工期:
12天
3)、改装、拆除:
8天
合计:
35天
七、质量保证体系
1、质量管理目标
科学管理,过程控制,质量第一。
2、管理体系
在施工中,将建立完善的施工质量保证体系,以经理部副经理负责的技术部作为质量保证体系的管理机构,班组各部门的副职,负责本部门的质量管理。
技术员兼任质检员,设立三检制,班组为一检,经理部为二检,甲方为三检,形成一套完成的质量保证体系,确保工程质量。
3、主要措施
1)、开展质量教育和培训工作,培养全体职工牢固的质量意识,牢记质量目标。
2)、建立健全质量保证体系,成立质量管理机构,制定质量控制措施和保证方法,使工序管理和岗位管理都有章可循,认真开展质量监督检查工作,保证整个体系正常运行。
3)、实行全面质量管理,制定责任制,实行质量效益工资和质量风险抵押金保证制度。
4)、严格每道工序,进行过程控制。
严格按设计及规范施工,以保证整个工程质量。
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