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滑模施工工藝在水利工程中是一項高效、快捷的施工方法,在以往工程靠船墩的施工中得到了良好的體現(xiàn)?;J┕ぞ哂谐杀镜?,施工速度快,后期缺陷處理少等優(yōu)點。本文根據(jù)滑模施工工藝及亭子口現(xiàn)場施工條件,對亭子口上游靠船墩的滑模施工質(zhì)量控制進行總結(jié)。
嘉陵江亭子口水利樞紐位于四川省蒼溪縣境內(nèi),是嘉陵江干流開發(fā)中唯一的控制性工程,是以防洪、灌溉及城鄉(xiāng)供水、發(fā)電為主,兼顧航運,并具有攔沙減淤等效益的綜合利用工程。
嘉陵江亭子口水利樞紐水庫正常蓄水位458m,死水位438m,設(shè)計洪水位461.3m,校核洪水位463.07m,總庫容40.67億m3,電站裝機容量1100MW,通航建筑物為2×500t級。本樞紐工程等別為Ⅰ等,工程規(guī)模為大(Ⅰ)型,其主要建筑物有攔河大壩及泄洪建筑物,左岸灌溉渠首進水塔及渠首引水隧洞,垂直升船機上閘首,電站廠房,右岸灌溉渠首級引水隧洞等。整個樞紐建筑物從左岸到右岸依次為左岸非溢流壩段、壩后式電站廠房、底孔壩段、表孔壩段、升船機壩段和右岸非溢流壩段。
上游靠船墩位于導(dǎo)流明渠上游398.4m~401.3m平臺,由七個圓形墩柱組成,墩身高約60m,設(shè)計半徑為3m,墩頂高程460.0m。其中,420m以下為實心墩,420m~460m為空心墩??招牟糠直诤?.75m,為內(nèi)、外雙排鋼筋爬梯到頂,實心部分為外圍單排鋼筋,混凝土為C25、D150、三級配,主要工程量為混凝土8886.5m3、鋼筋627.74t,圓形墩體全部采用滑模施工。
靠船墩采取液壓式爬升模板,整個模板采用鋼結(jié)構(gòu)制作,主要由定型模板、支撐骨架、液壓提升裝置及內(nèi)外側(cè)施工平臺組成。模板采用廠家預(yù)制,現(xiàn)場拼裝,經(jīng)計算模板剛度滿足施工需求。
圖1 滑模模具示意
滑模施工對在施工作業(yè)時的連續(xù)性要求較高,施工工藝流程為:鋼筋綁扎→混凝土澆筑→平倉振搗→鋼筋綁扎→滑模提升→校對垂直度、糾偏控制→混凝土澆筑。各工作平行交叉作業(yè),連續(xù)進行,要求各工種相互配合,相互適應(yīng)。
鋼筋隨滑模的上升逐層安裝逐層驗收。鋼筋接頭主要采用綁扎連接和套筒連接。系船柱等預(yù)埋件隨滑模的上升適時進行測量放點預(yù)埋,并用錨筋將預(yù)埋件與倉面結(jié)構(gòu)鋼筋焊接加固。在混凝土澆筑過程中注意保護防止碰撞預(yù)埋件,若發(fā)生碰撞,應(yīng)及時對預(yù)埋件進行復(fù)測定位恢復(fù)后方可繼續(xù)澆筑。
靠船墩混凝土主要由右岸拌合樓供料,采用現(xiàn)場布置的軌道式塔機加小吊罐入倉。由于倉面較狹窄,為防止在入料時吊罐碰撞倉內(nèi)鋼筋及預(yù)埋件,在吊罐料口加裝溜管。在澆筑過程中對稱進料,防止滑模因受力不均發(fā)生傾斜及扭轉(zhuǎn)?;炷撂涠纫话闱闆r下控制在3cm~5cm?;炷琳駬v采用插入式振搗器,在振搗過程中不得觸動倉內(nèi)預(yù)埋件及滑模支撐桿?;炷翝仓雍衽c提升高度一般控制在30cm。
滑模正常提升主要根據(jù)現(xiàn)場氣溫條件、混凝土初凝時間以及現(xiàn)場鋼筋綁扎速度等施工情況而確定。根據(jù)以往滑模施工經(jīng)驗,滑升時間以混凝土強度0.1MPa~0.2MPa控制,實際滑升過程中受天氣的影響較大,一般夏季為15cm/h~20cm/h,冬季為10cm/h~15cm/h?,F(xiàn)場主要采用直觀控制法,即用手指輕按剛脫模的混凝土表面,以表面濕潤沒有明顯凹坑為宜。若脫模后混凝土表面出現(xiàn)細微裂紋,則因滑模提升速度較慢或提升不均勻所致。
在滑?;^程中,主要采用經(jīng)緯儀和吊錘相結(jié)合的方法檢查滑模偏差。施工時在滑模外側(cè)懸掛三個鉛垂用以控制墩體的軸線,每次提升后觀察鉛垂的對中情況,對模板進行中心測量。并在施工過程中額外在滑模骨架上增設(shè)水準管進行水準測量,以便在滑模提升時隨時觀察滑模傾斜情況,發(fā)現(xiàn)有傾斜立即利用千斤頂對滑模的水平度進行微調(diào)。同時,結(jié)合儀器對滑模的中心點進行校核,發(fā)現(xiàn)偏差及時調(diào)整,確保施工質(zhì)量。
為保證混凝土外觀質(zhì)量,應(yīng)對脫模后的混凝土及時進行收面。混凝土收面主要采用抹子在混凝土表面進行人工收面,對表面不平整部位采用倉內(nèi)混凝土原漿進行修補,嚴禁使用水泥漿直接涂抹。為防止混凝土表面產(chǎn)生裂縫,對已抹面的混凝土有一定強度后進行花管養(yǎng)護,最遲不超過24h。養(yǎng)護花管固定在滑模上,隨滑模的上升而上升。
由于墩體420m高程以上部分為空心段,在墩體澆筑至高程420m時暫停澆筑,在新澆混凝土有足夠強度后,把滑模一次提升一個內(nèi)模高度,然后安裝墩體內(nèi)側(cè)模板。并將內(nèi)側(cè)模板安裝成0.5%的倒垂度,以減小拉模時的摩擦阻力。滑模澆筑至設(shè)計高程后,將模板整體滑空,利用塔機對滑模結(jié)構(gòu)進行逐個拆除。
滑模施工中常出現(xiàn)滑模傾斜、滑模中心偏移、脫模后混凝土鼓包及表面裂紋等問題。這些問題主要由于千斤頂工作不同步、澆筑不對稱、拉模時間控制不當(dāng)?shù)仍蛟斐伞?/p>
滑模傾斜是施工過程中最常見的問題,主要控制有:(1)在滑模安裝時,盡量選擇使用行程相近的千斤頂;(2)在施工過程中,我們主要采用水準管及鉛垂觀測滑模的傾斜情況,發(fā)現(xiàn)傾斜利用千斤頂對低側(cè)模板輕微提升,并反復(fù)校準;(3)在滑模提升過程中觀察千斤頂油管是否有漏油現(xiàn)象,若有漏油現(xiàn)象及時處理。
滑模中心偏移主要是不對稱下料造成,長時間在一側(cè)進料導(dǎo)致模板側(cè)壓力不均勻,而使模板發(fā)生水平位移。在混凝土入倉時,我們采用溜管進行多點對稱進料,并有計劃地更換下料的起始位置,防止因模板受力不均勻?qū)е禄K轿灰啤?/p>
脫模后混凝土鼓包及表面裂紋,主要是滑模提升時間控制不恰當(dāng)及模板上升不均勻等原因造成。拉模時間過早,混凝土未達到足夠的強度,脫模后混凝土發(fā)生沉降引起表面鼓包;拉模時滑模整體上升不均勻,模板上升較快的一側(cè)混凝土表面出現(xiàn)輕微拉裂現(xiàn)象。對于上述情況,我們在提升模板時先將模板提升2cm~4cm,觀察混凝土表面強度,并在提升模板時,安排專人觀測水準管的變化,發(fā)現(xiàn)傾斜及時調(diào)整。
本工程采用滑模施工技術(shù),在保證施工質(zhì)量的前提下,節(jié)約了施工成本及工期。在墩體完成混凝土澆筑后,經(jīng)檢測形體最大偏差+31mm,混凝土表面平整、順滑,垂直度良好,施工質(zhì)量滿足設(shè)計要求。