劉 斌
(中國水電建設集團第十五工程局有限公司 陜西 西安 710065)
三里坪大壩位于湖北省房縣境內(nèi),工程為Ⅱ等大(2)型工程,主要建筑物為2級,攔河大壩由碾壓混凝土對數(shù)螺旋線拱形雙曲拱壩、泄洪表孔、泄洪中孔等組成。設計壩頂高420m,大壩底部高程287m,最大壩高133m。
大壩中孔設計2孔,孔高8m,孔寬5m,高程EL360m~EL368m,上下游均為懸挑結(jié)構(gòu),最大懸挑長度25.51m。表孔設計3孔,孔寬12m,底坎高程EL408m,最大懸挑長度15.46m?;炷量偭?.7萬m3,鋼筋制安3200t。
泄洪表孔底坎高程為EL408m,孔寬12m,設計為3孔。每孔安設弧形工作閘門。在上下游均為懸挑結(jié)構(gòu),上游懸挑長度為15.46m,坡比為 1.5∶1下游懸挑長度12.42m,坡比為1∶2。上游最大懸挑斜長27.87m,最小斜長7.48m。下游最大懸挑斜長13.89m,最小懸挑斜長2.36m。2#表孔左右邊墩為中孔上游事故檢修閘門閘墩。
大壩下游EL290m高程安裝一臺QTZ7052型塔式起重機,用于泄洪中、表孔常態(tài)砼輔助澆筑入倉及鋼筋、模板等施工材料垂直運輸。在中孔EL356m~EL374m和表孔EL394m~EL420m分別架設二條高空皮帶機作為混凝土入倉的主要方法。
中、表孔混凝土施工方案基本相同,本文著重講述中孔混凝土施工方法。
中、表孔混凝土關鍵是懸挑段混凝土施工,根據(jù)工程現(xiàn)場施工條件對幾種施工方案進行了比較后選用了具有多次成功經(jīng)驗的“預制混凝土模板孔施工方案”,另增加了工字鋼預制件預埋方案,確?;炷羶?nèi)部澆筑質(zhì)量。此施工方案優(yōu)點是施工速度快、施工質(zhì)量高、施工成本低,相互干擾小,并且可以滿足設計要求。具體施工方法是在下層混凝土施工時在混凝土中每1.5m預埋一根工字鋼,外漏0.5m,埋入混凝土中1m,然后外部再連接3.5m長工字鋼,工字鋼總長度為5m,伸入混凝土1m外露4m。在外露工字鋼端進行打孔,在底部混凝土達到一定強度后,進行上部工字鋼連接加高。連接方法采用夾板螺栓連接的施工方法,并對夾板兩側(cè)進行焊接。在工字鋼連接完畢后開始安裝預制混凝土模板,預制混凝土依靠工字鋼進行加固,由于工字鋼高度較大,對工字鋼也需要進行加固,以防止在施工時工字鋼發(fā)生變形,引起預制模板的位移。澆筑混凝土時是斜層施工,因此對工字鋼的加固不只是前后的加固,還要考慮由于混凝土不是水平上升,引起的工字鋼發(fā)生左右偏移的加固。預制混凝土模板安裝的高程由于兩孔起弧線不一致,為了能夠統(tǒng)一施工,相貫線附近的混凝土采用外部預埋工字鋼進行現(xiàn)澆施工。
這種施工方案的優(yōu)點是可以保證混凝土平層上升,響應了設計要求,不需要預留鍵槽和加固用的插筋,施工進度由于可以保證平層上升,也可以得到保證,人員全部在倉內(nèi)施工,安全得到保障。
其他方案包括:方案一,滿堂架施工方案;方案二,孔內(nèi)混凝土錯臺施工方案;方案四,外部全部懸挑工字鋼施工方案。以上四種方案主要材料對比見表1。
本工程設計結(jié)構(gòu)較復雜,體型樣式多變,對于模板的質(zhì)量、安裝要求比較高,針對工程設計,采取多種模板形式,以保證設計意圖與建筑物的外觀質(zhì)量要求。
表1 四種施工方案材料用料表
(1)模板的鋼筋拉條無彎曲,直徑采用12mm拉筋,拉條與錨環(huán)的連接牢固,拉條與混凝土面呈40°為宜。
(2)組合鋼模板橫、豎圍檁均采用兩根φ48×3.5mm鋼管,豎圍檁間距75cm。當豎圍檁采用單根鋼管時,其間距為37.5cm。鋼模板與圍檁之間用M12鉤頭螺栓、3形扣件連接。每塊模板上使用8個U形卡。多卡模板兩塊之間使用大U形卡連接,U形卡數(shù)量不少于4個。
(3)模板與混凝土搭接部位、各塊模板接縫處均粘貼雙面膠,防止振搗時漏漿,以保證混凝土表面的平整度和混凝土的密實性。建筑物分層施工時,逐層校正下層偏差,確保建筑物全高偏差滿足設計要求。模板之間的拼縫采用原子灰刮平。待原子灰硬化后表明再涂刷一道清漆,確保兩塊模板之間拼縫嚴密、平整、不漏漿。
(4)進口段曲面模板方案。本工程進水口的曲面方程為:進口地板為1/4圓面,圓半徑R=2m;側(cè)面為1/4橢圓曲面,橢圓方程為X22/3.32+Y22/1.12=1;頂面為近似1/4橢圓曲面,橢圓方程為X12/82+Y12/2.672=1。根據(jù)《三里坪水利水電樞紐大壩砼施工技術要求》相關技術條款,孔口體型復雜且其工程量較小,定型鋼模板都是一次使用,不能周轉(zhuǎn)使用,為降低成本、便于操作,采用木模板方案,鋼木加工廠加工,現(xiàn)場精確放樣定位加固。圓曲面模板分為四組制作,平均每塊高度0.785m,長度1.8m,四塊為一組,每組總長度7.2m,共制作8套。側(cè)面橢圓曲面模板一組分為8塊制作,每塊高度1.5m,長度0.5m~0.8m,共制作4套32組。頂面橢圓曲面模板一組分8塊制作,每塊高度0.5m~0.8m,長度1.5m,共制作2套16組。制作形式:面板采用3cm厚木板,肋條采用5cm厚木板制作,肋條間距50cm,肋條要求放樣制作,2吋鐵釘將3cm厚木板定于肋條上,要求木板縫隙控制在2mm以內(nèi)。所有形式曲面模板均在現(xiàn)場安裝時采用0.5吋鐵釘將0.4cm厚復合木板釘在3cm木板內(nèi)側(cè),固定牢靠,以使混凝土澆筑過程中不會出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象,也能保證混凝土表面的平整度。
現(xiàn)場安裝前,測量人員精確放樣,現(xiàn)場施工人員積極配合。TCR702全站儀每50cm一個斷面,斷面必須垂直孔身軸線,每個斷面內(nèi)放樣間距0.6cm,根據(jù)各自曲面長度情況布置放樣點數(shù)。采用Φ12鋼筋焊接在測量放樣點位之上,根據(jù)測量放樣成果,精確控制高程或者水平軸距,并用油漆等做醒目標記。用線繩將同一斷面內(nèi)的進行連接校核,若無誤,則采用Φ12鋼筋將同一斷面內(nèi)標記進行連接焊接,作為模板支撐鋼筋,要求焊接牢靠。若有問題則重新逐個檢查各放樣點測量放樣成果或者操作誤差。支撐鋼筋焊接完成后測量人員隨即進行檢測校核,最后開始進行模板安裝工作。
混凝土澆筑主要有以下問題:倉面面積較大、環(huán)境制約因素多、入倉方式受制約、入倉強度低等因素。根據(jù)這些原因,在現(xiàn)場施工時EL356m以下上下游是斷開的,各自獨立澆筑,EL356m以上通倉澆筑,澆筑方案為自上游向下游推進澆筑。
由于在中孔位置按照設計要求沒有垂直分縫,所以混凝土澆筑倉面過大。按照臺階方式計算,每層臺階寬度3m計算,每小時需要混凝土180m3,混凝土初凝時間只有2小時,總的拌合能力可以達到120m3/h。在EL356m~EL360m和 EL368m~EL373.95m高程混凝土通倉澆筑時,不能滿足施工要求180m3/h的需要,所以施工時在混凝土澆筑層在EL357m~EL360m段修改為1.5m一層;在EL360m~EL368m段由于中孔孔身將此段分為三段,所以澆筑層厚改變?yōu)?m;在EL368m~EL373.95m由于混凝土斷面有所縮小,將混凝土澆筑層厚修改為2m一層,混凝土澆筑強度降低為120m3/h以內(nèi),混凝土拌合能力可以滿足施工要求。
(1)EL345m~EL356m澆筑施工方案
砼入倉主要采用自卸車運輸砼,塔吊入倉。
(2)EL356m~EL374m砼澆筑方案
因中孔左右混凝土澆筑量較大,在施工中采用皮帶機配合入倉為主,局部邊角部位塔吊配合入倉的施工方案。
(3)同一倉內(nèi)變級配、變標號砼施工方案
根據(jù)設計圖紙要求,從砼澆筑分層分塊原則上,堅持分層高度控制在設計要求的變級配、變標號砼分區(qū)界線上,有利施工有力操作。無法調(diào)整的水平向變級配、變標號砼澆筑,施工前做好配合比的交底工作,做到心中有數(shù),現(xiàn)場交底清楚,測量人員在鋼筋或模板上標記清楚,防止混亂施工。施工過程中從一邊開始進占施工,在需要變配合比的位置,形成鋸齒狀結(jié)合,保證平均厚度達到設計要求。改變配合比位置的混凝土要和其接觸的混凝土必須是同層澆筑,不能形成大的錯臺,使混凝土級配分界線不明,造成材料浪費或不能保證施工質(zhì)量。
湖北三里坪碾壓混凝土大壩泄洪中、表孔常態(tài)混凝土在工程施工中,經(jīng)過詳細認真的分析、計算,多種施工方案的比較,最終確定使用預制混凝土模板孔內(nèi)預埋工字鋼的施工方案。采用皮帶機入倉為主、塔吊進行配合的混凝土澆筑方案,使中、表孔混凝土施工有序進行,質(zhì)量滿足設計要求,各節(jié)點目標按計劃完成,在保證施工質(zhì)量的前提下加快施工進度并節(jié)約工程投資,為今后同類工程的施工提供了借鑒經(jīng)驗。陜西水利