劉新民,周進(jìn)前

(中國(guó)水利水電第五工程局有限公司第五分局,成都,610225)

1 工程概述

白馬門(mén)河渠道倒虹吸位于焦作市中站區(qū)西南,北距焦(作)——博(愛(ài))公路約1km,東臨焦武路,進(jìn)口漸變段起點(diǎn)樁號(hào)為總干渠Ⅳ31+399m,出口漸變段終點(diǎn)樁號(hào)為總干渠Ⅳ31+735m,建筑物總長(zhǎng)336m,其中管身水平投影長(zhǎng)200m。白馬門(mén)河渠道倒虹吸由進(jìn)口漸變段、進(jìn)口檢修閘、管身段、出口控制閘和出口漸變段組成,實(shí)行分期施工。一期工程主要進(jìn)行管身段的開(kāi)挖、混凝土澆筑和土石方回填;二期主要進(jìn)行倒虹吸進(jìn)口漸變段、進(jìn)口閘室、出口閘室和出口漸變段的開(kāi)挖、混凝土澆筑和土石方回填。

白馬門(mén)河倒虹吸管身段水平投影長(zhǎng)200m,由進(jìn)口斜管段、水平段和出口斜管段共13個(gè)倉(cāng)組成,混凝土3.2萬(wàn)m3,鋼筋制安2391t。管身橫向?yàn)?孔箱形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),每2孔為一聯(lián),左右對(duì)稱布置,單孔過(guò)水?dāng)嗝?.5m×6.7m(寬×高),斜管段坡比為1∶6.5。

倒虹吸工程管身段受地理環(huán)境制約,水平管身段設(shè)計(jì)為4節(jié),斜管段為9節(jié)。根據(jù)白馬門(mén)河倒虹吸施工特點(diǎn),管身段混凝土垂直入倉(cāng)方式采用BLJ600-40履帶式混凝土輸送布料機(jī),管身段模板采用組合鋼模板和鋼管腳手架支撐體系。由于白馬門(mén)河倒虹吸為工程施工關(guān)鍵線路,施工工期緊,在工程施工中,采用兩套組合鋼模板和鋼管腳手架支撐體系。為加快混凝土施工進(jìn)度,縮短組合鋼模板和承重鋼管腳手架支撐施工工序工期,頂板倒角定做異形模板,腳手架管與頂模通過(guò)調(diào)節(jié)絲杠調(diào)節(jié)高程,滿堂紅腳手架支撐通過(guò)手動(dòng)葫蘆牽引移動(dòng)至下一倉(cāng)位,使每節(jié)管身段模板和鋼管腳手架支撐施工縮短,加快混凝土施工進(jìn)度,節(jié)約施工資源投入。

2 倒虹吸工程模板定型和螺栓選型

2.1 模板的定型

為保證混凝土外觀質(zhì)量,模板制作必須滿足規(guī)范要求的平整度,制作偏差按施工技術(shù)規(guī)范和設(shè)計(jì)要求控制,并保證模板拼接質(zhì)量。根據(jù)施工部位的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作施工要求,決定采用以1500mm×1200mm定型大模板為主,1500mm×600mm、1500mm×300mm以及其他異形相配合的鋼模板、模板面板、筋板、法蘭厚度均為4mm,并配備必要的u型槽鋼(2.75×138),以保證模板的強(qiáng)度及剛度滿足要求,使模板連接支撐牢固,不移位,不變形。

鋼模板由專業(yè)生產(chǎn)廠家制作、編號(hào)和預(yù)拼裝,現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地拼裝等。

2.2 螺栓的選型

為保證混凝土外觀質(zhì)量,防止鋼筋受到腐蝕破壞,在倒虹吸永久外露面的施工中,采用φ14mm高強(qiáng)度緊固螺栓作為內(nèi)墻、外墻的螺栓。該產(chǎn)品有如下特點(diǎn):(1)采用冷擠壓工藝,螺紋的強(qiáng)度高;(2)大螺距便于操作,錐形防磁便于工地反復(fù)操作;(3)錐體拆除后,留下的錐體孔洞用混凝土補(bǔ)實(shí),確保外觀質(zhì)量,并使墻體內(nèi)的鋼筋不被腐蝕。

3 頂板模板設(shè)計(jì)、計(jì)算

頂板倉(cāng)號(hào)混凝土最大施工高度為2.25m,頂板厚度為1.35m。白馬門(mén)河倒虹吸頂板倉(cāng)號(hào)模板支撐示意見(jiàn)圖1所示。

圖1 頂板支撐示意

經(jīng)計(jì)算,新澆混凝土對(duì)模板側(cè)面壓力為24.31kN/m2;模板受力荷載組合為F+Q+F1=30.31kN/m2;頂板倉(cāng)號(hào)底模受力荷載組合為:

式中,G1為新澆混凝土自重;G2為鋼筋自重;G3為模板自重;F1為傾倒混凝土?xí)r,對(duì)模板的垂直荷載。

剛度計(jì)算:

所以滿足受力要求。

4 頂板倉(cāng)承重腳手架設(shè)計(jì)

底模支撐系統(tǒng)由鋼管承重腳手架+槽鋼梁組成,腳手架之間設(shè)剪刀撐,確保承重腳手架整體穩(wěn)定。根據(jù)工程實(shí)體機(jī)構(gòu)尺寸,頂板支撐鋼管承重腳手架采用φ48mm鋼管多立桿扣件式鋼管腳手架;水平管身段腳手架采用φ48mm鋼管,單根長(zhǎng)為6m;在斜管段,腳手架采用廠家定做的φ48mm鋼管,單根長(zhǎng)為6.4m,以減小腳手架接長(zhǎng)工程量。

承重鋼管選用φ48mm圓鋼管,壁厚3.5㎜,鋼管長(zhǎng)6.0m/6.4m,承受槽鋼傳遞的集中荷載。支撐鋼管間距0.6cm×0.67cm。立桿按照0.6m×0.67m步距2m布置,腳手架之間設(shè)剪刀撐,確保承重腳手架整體穩(wěn)定。在支撐構(gòu)造中,均勻間隔設(shè)置斜桿,同立桿相交處采用旋轉(zhuǎn)扣件固定牢靠。距離立桿底部10cm設(shè)雙向掃地桿,同立桿相交固定牢靠。

為使腳手架能夠移動(dòng),腳手架立桿上部設(shè)調(diào)節(jié)絲杠,用于調(diào)節(jié)頂板內(nèi)模的水平度,同時(shí)利于模板拆除。大橫桿設(shè)調(diào)節(jié)絲杠,調(diào)節(jié)腳手架支撐體系與側(cè)墻之間的距離,方便腳手架后期移動(dòng)。在絲桿調(diào)節(jié)時(shí),絲杠頂托與側(cè)墻混凝土面之間加設(shè)木板,防止絲杠調(diào)節(jié)時(shí)損壞混凝土面。

為減小腳手架移動(dòng)時(shí)與底板混凝土面的摩擦力,在腳手架搭設(shè)時(shí),立桿縱向隔排下鋪設(shè)兩根腳手架管。兩根架管焊接牢靠,立桿與架管相對(duì)固定牢固,不能有相對(duì)位移。其余架管在立桿、在腳手架支撐體系移動(dòng)到位后,用方木塊支墊牢固。

5 頂板倉(cāng)承重腳手架移動(dòng)

承重腳手架移動(dòng)工藝流程:模板卸離→卸離后的檢查→手動(dòng)葫蘆固定→腳手架的移動(dòng)→固定→檢查→調(diào)節(jié)、支模。

5.1 承重模板的卸離

倒虹吸頂板內(nèi)模為承重模板,單孔跨度6.5m。根據(jù)相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求,跨度2m～8m的梁、板應(yīng)在混凝土達(dá)到＞70%強(qiáng)度后,才能卸離。在頂板倉(cāng)號(hào)澆筑結(jié)束時(shí),取混凝土試塊進(jìn)行等同施工環(huán)境(自然養(yǎng)護(hù))下的養(yǎng)護(hù),7d后進(jìn)行抗壓試驗(yàn),滿足規(guī)范要求方可進(jìn)行卸離頂模作業(yè),確保工程質(zhì)量。如遇氣溫變化,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)混凝土試樣試驗(yàn)數(shù)據(jù),相應(yīng)延長(zhǎng)拆模時(shí)間。

當(dāng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)判定混凝土強(qiáng)度滿足承載模板卸離要求后,進(jìn)行頂板內(nèi)模的卸離,卸離方法為:模板工采用扳手調(diào)節(jié)立桿絲杠,使模板在自重作用下與混凝土脫開(kāi),整體下落在承重腳手架上,并與混凝土面有一定空間。同樣調(diào)節(jié)承重腳手架橫桿兩端絲桿,使腳手架與側(cè)墻混凝土面脫開(kāi),形成一定的活動(dòng)空間。

5.2 承重腳手架移動(dòng)

通過(guò)檢查,當(dāng)模板及承重腳手架與混凝土面之間完成脫開(kāi)后,方可進(jìn)行腳手架的移動(dòng)施工。腳手架的整體移動(dòng),用2個(gè)10t手動(dòng)葫蘆作為牽引設(shè)備,使腳手架支撐體系移動(dòng)到指定位置,避免承重腳手架的反復(fù)拆除、搭設(shè),達(dá)到節(jié)約搭設(shè)材料和縮短工期的目的。

根據(jù)上述承重腳手架支撐體系設(shè)計(jì),為保證腳手架移動(dòng)施工安全,選用兩個(gè)10t手動(dòng)葫蘆,分別固定在用側(cè)墻定位的螺栓上,手動(dòng)葫蘆掛鉤端與同等高度的橫桿相連接固定。

在手動(dòng)葫蘆掛固定及與腳手架連接好后,工作人員拆除立桿下的支墊方木,開(kāi)始同步拉動(dòng)手動(dòng)葫蘆,使腳手架支撐體系移動(dòng)。承重腳手架移到位后,在立桿下加上方木塊支墊,調(diào)節(jié)水平橫桿及立桿絲杠,保證整個(gè)腳手架支撐體系穩(wěn)固及頂模水平。斜管段應(yīng)在立桿下加上方木塊支墊穩(wěn)固后方能將手動(dòng)葫蘆摘除,防止腳手架支撐體系在重力作用下自由下滑。

5.3 承重腳手架移動(dòng)注意事項(xiàng)

(1)架子安裝應(yīng)安排有經(jīng)驗(yàn)的熟練工操作,落實(shí)好各項(xiàng)防護(hù)裝置,并安排專人隨時(shí)觀察、監(jiān)督、指揮。

(2)安裝完畢后,須經(jīng)安全部門(mén)檢查合格方可使用。

(3)在承重腳手架移動(dòng)前,專人檢查腳手架管及模板是否與側(cè)墻及頂板混凝土面脫開(kāi),是否還有障礙。

(4)安全員要經(jīng)常檢查承力托定位螺栓等處的焊縫是否牢固、螺栓是否變形,承重腳手架連接扣件是否松動(dòng)、滑扣,腳手架垂直度是否超偏等。若發(fā)現(xiàn)異常隨時(shí)修整。

(5)兩個(gè)手動(dòng)葫蘆的拉動(dòng)應(yīng)保持同步,移動(dòng)過(guò)程中應(yīng)安排專人協(xié)調(diào)指揮。

(6)在移動(dòng)到位后,工人應(yīng)檢查腳手架的垂直度及扣件是否松動(dòng),檢查完成后方能進(jìn)行調(diào)節(jié)支撐施工。

6 結(jié)語(yǔ)

白馬門(mén)河倒虹吸工程移動(dòng)腳手架在管身段的施工技術(shù),主要是根據(jù)工程施工條件和工期要求,采用滿堂腳手架支撐體系進(jìn)行的。優(yōu)點(diǎn)是能節(jié)約腳手架搭設(shè)材料和縮短工期,保證混凝土澆筑的連續(xù)性,用工少、費(fèi)用低。缺點(diǎn)是腳手架移動(dòng)自動(dòng)化程度低,移動(dòng)相對(duì)耗時(shí)長(zhǎng);當(dāng)腳手架多次移動(dòng)后,變形大,整體性差,需要調(diào)整和加固。