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1、连续多孔超高进水塔快速施工工法1、前言水电站进水塔高度约66米,是引水系统工程施工的关键线路。本工程进水塔主体结构复杂、尺寸较大、有板和多道连系梁相结合、金属结构预埋件多、钢筋密集、个别部位施工空间狭小,混凝土浇筑施工难度较大,质量难以保证。同时施工人员在受限空间内施工,安全风险很高。根据进水塔结构混凝土施工特点和以往类似工程施工经验,结合工程结构实际情况决定进水塔闸门井闸墩、拦污栅墩、门槽、二期事故闸门轨道等主体部位采用不同的滑模施工工艺和方法进行混凝土浇筑。底板、胸墙、连系板、梁及塔顶结构则采用钢木组合模板分层浇筑。与常规传统爬模或多卡模板施工方案相比,滑模配合钢木组合模板施工方法在技术上
2、切实可行,采用滑模和多卡模板施工工期可节省总用时的2/3,在安全上能从根本上消除施工现场人员高空作业和交叉作业的安全隐患,质量上减少了分层浇筑的层面处理和施工缝以及后期混凝土缺陷修补问题,同时能够有效避免混凝士表面蜂窝麻面、接缝错台现象。在保证安全、质量、进度的同时又能节约了成本。本工法对类似工程的施工方法进行阐述,使得类似工程的施工方法更加全面完善。类似工程可以直接借鉴使用。2、工法特点采用的滑升模板结构布置,其布置结构稳定功能齐全,操作人员在高空有一定作业空间。桁架在后期施工中重复利用。在技术上切实可行,施工简单、方便、安全、环保。对结构进行分块,解决了滑模施工资源配置比较集中的问题,减少
3、了人、材、机的投入。在滑升过程中在保证了滑模的平衡,同时也保证了工程的结构安全。在滑模施工中对混凝土结构的特殊部位采用了“滑框倒模”的施工方法。解决了在插筋、过缝钢筋及埋件、阴阳角等部位采用普通滑模施工存在的角拉裂、插筋影响模体滑升等问题,保证了施工质量。滑模施工的结构一般较高,采用承重架脚手架和桁架作为支撑进行封顶层的施工,成本较高,安全风险较大,也影响底部的交叉作业,通过计算将滑模做为封顶层支撑平台进行封顶层混凝土施工。不仅加快了施工进度,而且保证了施工安全。对滑模过程中遇到的连系梁及连接板,普通方法采用预留梁窝,施工相对比较复杂,根据不同部位采用了对连系梁受力钢筋提前预埋套筒,板的钢筋较
4、小可做90弯钩预埋(直径小的钢筋),确保了滑模快速持续的滑升。通过对滑模工艺的优化变通,解决了二期混凝土因空间狭小,轨道加固拉筋阻碍了千斤顶爬升的施工难题,其方法将液压千斤顶安装在门槽顶部,底部与滑模模体牢固连接,爬杆一次安装完成后安装在二期混凝土外侧,进行滑模施工,其平均滑升速度为10md,加快施工进度的同时降低了成本。3、适用范围本工法适用于大、中型水电站类似工程混凝土滑模施工。4、工艺原理进水塔主体部位结合工程结构实际情况采用不同的滑模施工工艺进行混凝土浇筑。底板、胸墙、连系板、梁及塔顶结构采用钢木组合模板进行施工。引水系统进水塔混凝土施工顺序紧跟进水塔底部垫层及底板混凝土浇筑施工进行,
5、先进行进水塔拦污栅墩滑模施工,由于闸门井胸墙混凝土结构限制,待闸门井部位滑升至进水塔胸墙底部,将滑模进行拆除后采用承重脚手架配合钢木组合模板分层现浇的方式,对进水塔胸墙部位进行施工。然后根据进水塔分块图组装滑模,进行进水塔主体闸门井、拦污栅墩及边墙部位滑模的施工。最后采用滑模桁架做为支撑体系,进行封顶施工,最后用拆卸的桁架用其组装成二期拦污栅墩以及事故闸门二期混凝土滑模模体进行施工。5、工艺流程及操作要点51工艺流程图引水系统进水塔混凝土施工顺序紧跟进水塔底部垫层及底板混凝土浇筑施工进行,先进行进水塔拦污栅墩及边墙滑模施工,由于闸门井胸墙混凝土限制,待闸门井部位滑升至进水塔胸墙底部,将滑模模体
6、进行拆除后采用承重脚手架配合钢木组合模板分层现浇的方式,对进水塔胸墙部位混凝土进行浇筑。然后再组装滑模模体进行进水塔主体闸门井、拦污栅墩部位的滑模施工。最后采用滑模模体自身作为承重架,对塔体进行封顶层的施工,采用吊装焊接桁架梁结构做为支撑主体,搭设承重脚手架和钢木组合模板分层对进水塔多道连系板梁及塔顶进行浇筑。最后拆除前期闸门井滑模模体,对其在此组装作为二期滑模的模体进行施To工艺流程如下图5.塔体基层、底板施工准备模板安装、混凝土浇筑.边墙、拦污栅墩施工准备+ :基础及缝面处理首层钢筋、I埋件安装I滑模模体制作加工滑模模体组装及调试J-滑模模体检查验收 混凝土浇筑施工I混凝土平仓、振捣、养护
7、I滑模模体拆除II闸门井胸区施工准备II基础及击面处理I钢筋、罩件安装脚手架搭设、钢木模板安装 + :I混凝土中筑施工I闸门井施工准备 二I滑模模体苗装及调试混凝土承筑施工塔顶、连系板梁施工准备脚手架搭设、钢木模板安装I混凝土道筑施工II塔体施I:完金、滑模拆除II二期滑模向装及调试I混凝凝白筑施工I施工完成 滑模拆除I定型排架、模板制作加工I混凝土平仓、振捣、养护滑模模体制作加工模板、钢筋、埋件检查验收混凝土平仓、振捣、养护连系板梁桁架梁吊装煌接I混凝土平仓、振捣、养护I图5.IT进水塔施工工艺流程图5.2施工方法5.2.1 滑模结构布置进水塔闸门井闸墩及拦污栅墩滑模采用液压调平滑升模板,整
8、体采用钢结构设计,选用N75*5的角钢作为加劲肋,模板加劲肋与围圈桁架梁骨架交点部位采用满焊固定,保证模体结构稳定,其桁架在后期施工中重复利用。滑模操作台采用双层框架钢结构操作盘和辅助盘做为混凝土施工作业平台,保证人员操作空间及操作安全。滑升动力装置为YKT-56型自动调平液压控制台。在技术上切实可行,施工简单、方便、安全、环保。5.2.2 塔体分块施工滑模施工资源配置比较集中,在滑模施工过程中根据现场实际资源配置情况,在单个塔体施工过程中闸门井、拦污栅墩各自采用单独的滑模进行施工,保证滑模正常施工。以下分块方法在实际施工中均被采用,均能保证塔体滑模的结构稳定和工程结构安全。1.1.1 2.3
9、塔体特殊部位施工在插筋、过缝钢筋及埋件、阴阳角等部位采用“滑框倒模”的施工方法。在滑模施工过程中结构阴阳角、预留插筋、过缝钢筋及埋件等部位,角容易拉裂,插筋影响滑模的滑升,为了保证该部位的施工质量,采用了“滑框倒模的施工方法”,其方法是在该部位模体不安装面板,在施工过程中直接提升桁架,准备的两套活动面板交替交换使用,该方法延长混凝土在模体内的凝结时间,保证结构尺寸的同时加快了施工进度。插筋则在活动面板上钻孔,保证相对尺寸的同时,不损害模体。5.2.4 封顶层施工封顶支撑采用直径16mm拉杆对滑模模体进行加固,将模体作为封顶层的施工的作业平台,进行塔体封顶层施工。不仅加快了施工进度,而且保证了施
10、工安全O5.2.5 连系梁及连系板施工根据现场情况在梁板结构处相应位置预埋钢筋,连系梁受力钢筋预埋套筒,如果板的钢筋较小可做90弯钩预埋,确保滑模持续滑升。5. 2.6二期滑模施工拦污栅墩和事故闸墩二期因其结构特点,采用两种不同的滑模施工工艺进行施工。事故闸门二期因空间大,采用预埋爬杆的方法进行施工。拦污栅轨道二期空间狭小,轨道加固的拉筋阻碍了千斤顶的爬升,采用预埋爬杆的方法无法进行施工;则采用了门槽外安装拉杆的方法进行施工,充分利用了千斤顶的功能,将爬杆通过缩管机缩管后,承插焊接并在承插处钻孔安装螺杆,保证爬杆接头处牢固,将千斤顶和液压系统安装在门槽顶部,爬杆一次安装完成,底部与模体牢固连接
11、,进行施工(详见下图)。5.3 操作要点为方便后期进水塔连系板、梁结构施工。进水塔主体闸门井和拦污栅墩滑模施工时要在设计位置提前安装好预留钢筋和套筒,并对钢筋和套筒做好保护,防止生锈或者破坏。为了保证混凝土入仓的均匀,水平运输采用在滑模平台上布置布料机,垂直运输采用ZLJ5130THBJ-1018R型车载地泵。有条件的也可以采用天泵。保证了混凝土浇筑施工的连续均匀入仓,提高混凝土和易性,避免施工缺陷。超高滑模施工过程中因模体滑升时间较长容易出现沾模,影响滑模的滑升,所以在模体滑升过程中及时对模板面进行清理,尽量保证混凝土满仓。大断面滑模因为千斤顶数量较多,所以安排专人及时对千斤顶进行检查,防止
12、因千斤顶损坏,导致受力不均模体发生倾斜。在模体上布设测量观测点,定期对模体进行偏差测量,在此过程中可借助吊垂线的方法进行自检,保证建筑物的垂直度。5.4 混凝土浇筑施工为保证混凝土浇筑质量,在滑模混凝土开仓后,人工均匀摊铺一层与混凝土同样标号的水泥砂浆,摊铺厚度为3cm左右,保证混凝土之间或与基岩之间结合良好。初始滑模摊铺厚度需严格控制,正常滑升摊铺厚度控制在0.3%上层混凝土覆盖下层混凝土的时间间隔不得大于混凝土的凝结时间。混凝土平仓:混凝土平仓是保证混凝土均匀性的措施之一,主要以人工平仓为主,禁止使用振捣器拖拉混凝土,混凝土入仓后要及时平仓,不允许堆积。整个仓面铺满一层振捣密实后,再铺筑下
13、一层,逐层铺筑。当粗骨料集中时,由人工用铁锹将粗骨料均匀的摊铺到砂浆较多的部位或均匀的撒在已摊平尚未振捣的混凝土面上,然后依次振捣密实。混凝土振捣:振捣是保证混凝土密实性的重要工序之一,施工严格按照操作规程执行,采用软轴振捣器,振捣器应快插慢拔,振动间距不大于振动半径的L5倍,振捣器插入深度不得超过下层混凝土内5cm,模板滑升时停止振捣,每一位置振捣时间以混凝土不再明显下沉,不出现气泡,并开始泛浆为止,同时应避免过振。严禁振捣器直接振动支撑杆、模板及预埋件等重要部位,以防位置发生偏移;对于钢筋密集区、狭小部位则使用小型软轴振捣器振捣。混凝土浇筑应保持连续性,如超过允许间歇时间,但混凝土能重塑者
14、,可继续浇筑,如局部初凝,但未超过允许面积,则在初凝部位铺水泥砂浆后可继续浇筑。如混凝土浇筑间歇时间超过规范和技术要求中所规定的时间,则视为施工缝处理。5.5 模板滑升系统混凝土初次浇筑和模板初次滑升严格按以下六个步骤进行:第一层浇筑3cm左右砂浆,第二层浇筑30Cnl厚混凝土,第三层再浇筑30CIn厚混凝土,此时混凝土厚度达到63CIn左右,开始模板滑升,滑升510cm,检查脱模的混凝土凝固是否合适(混凝土强度需达到0.20.4MPa,用指压法判断,即指印清晰面不下陷且混凝土不粘住模板),第四层浇后滑升15Cnb继续浇筑第五层,滑升1520cm,第六层浇筑后滑20cm,若无异常情况,便可进行
15、正常浇筑和滑升。模板初次滑升要缓慢进行,并在此过程中对提升系统、液压控制系统、盘面及模板变形情况进行全面检查,发现问题及时处理,待一切正常后方可进行正常浇筑和滑升。正常滑升根据施工现场混凝土初凝、混凝土供料、施工配合等具体情况确定合理的滑升速度,按分层浇筑间隔时间不超过允许间隔时间。两次提升的时间间隔控制在L5小时以内,一般情况每隔1小时提升12个行程以减少混凝土与模板面的摩擦阻力。施工进入正常浇筑和滑升时,尽量保持连续施工,并设专人观察和分析混凝士表面情况,根据现场条件确定合理的滑升速度和分层浇筑厚度。依据下列情况进行鉴别:滑升过程中能听到“沙沙”的声音;出模的混凝土无流淌和拉裂现象,手按有硬的感觉,并留有Imm左右的指印;能用抹子抹平。滑升过程中有专人检查千斤顶的情况,每滑升2040cm,对每个千斤顶进行一次调平,各千斤顶的相对标高差不大于4cm,相邻两个提升架上的千斤顶相对标高差不大于2cm。观察爬杆上的压痕和受力状态是否正常,检查滑模中心线及操作盘的水平度。在模体滑升前在模体上布设固定观测点,在滑升过程中采用全站仪及时抽查进行观测,并在模体底部安装吊坠,在下盘上观测模体的垂直度,保证模体垂直滑升。在滑升过程中,及时清理粘结在模板上的砂浆和灰浆,不得将已硬结灰浆混进新浇筑的混凝土中,同时检查液压管路,不得出现油污污染钢筋及混凝土现象。5.6混凝土表面修整与养护表面修整是