趙德才,夏云東
(貴州省水利投資(集團)有限責任公司,貴州 貴陽550002)
黔中水利樞紐工程位于貴州省中部,是以灌溉和城市供水為主,兼顧發(fā)電等綜合利用的跨流域調水大型骨干水利工程,一期灌區(qū)輸配水干渠工程從水源大壩到貴陽凱掌水庫總長 148.17 km,設計流量起點 22.75 m3/s、終點 4.05 m3/s ,主要構筑物包括渠道、渡槽、隧洞、管道等,其中明渠長59.8 km,主要斷面形式為矩形,明渠結構主要為C10混凝土砌毛石,渠道兩邊內側和底板采用10 cm厚C15混凝土防滲,每隔8m設置結構縱縫,最大凈空斷面4.7 m×4.85 m(寬 ×高),最小斷面 2.3 m ×2.4 m。
黔中水利工程輸配水全長達148.17 km,沿途溝壑縱橫,地形崎嶇,明渠更是多傍山而置,軸線彎曲無特定規(guī)律,坡降較小,在施工中存在較多難點。主要為施工戰(zhàn)線長、作業(yè)點多,施工輔助設施不便集中設置;施工道路設置不便,交通困難,對于材料、設備等運輸困難;渠道斷面小,不規(guī)則曲線多,不利于機械化作業(yè)提高效率,如南水北調斷面較大普遍采取滑模施工提高工作效率;工期緊、結構厚度小,單倉工程量較小(8 m3以內),故對施工輔助材料模板等投入臺套較多要求方能滿足工期要求;沿線較長,拌合系統(tǒng)等輔助設施難以集中規(guī)劃設置;防滲體混凝土厚度僅10 cm,混凝土入倉及澆筑振搗不便,且渠道防滲功能僅靠此承擔,故對施工質量要求高。
由于渠道較長,工期較緊,因此,就如何加快施工進度和確保施工質量成為方案選擇的重點,在經過大量的實踐和比較后,底板采取常規(guī)施工,側墻采取移動組合大模板結合可移動排架固定支撐方式可縮短段循環(huán)施工時間保障施工進度,并對提高10 cm厚C15混凝土防滲施工質量有顯著效果。
移動組合大模板結合可移動排架固定支撐方式即模板采用定制一定尺寸模板現場組合固定形成大模板,提高模板整體性可提高混凝土質量;支撐排架自帶行走裝置縮短工序時間加快進度;渠頂簡易龍門吊整體吊裝拼裝大模板提高效率縮短工序時間。
采取移動組合大模板結合可移動排架固定支撐方式施工與其他常規(guī)施工方式比較
表1 三種方案施工性能對比表
據統(tǒng)計對比分析,采用移動組合大模板結合可移動排架固定支撐方式施工各種性能最優(yōu)
采取移動組合大模板結合可移動排架固定支撐方式施工,按照8m每段循環(huán)作業(yè),其工藝流程如圖1。
圖1 單循環(huán)施工工藝流程圖
清理:砌石體在砌筑中表面依附有較多的松散混凝土,在施工前必須進行人工清理,用小錘將砌石面松散混凝土塊體敲除后用大竹笤帚對砌石面進行清掃,最后用水對砌石面進行濕潤清洗,確保砌石體面的清潔與濕潤飽和,以便能與混凝土很好粘接咬合和不影響混凝土配合比,從而提高質量。
定位:即設置模板定位筋。根據線型結合混凝土厚度和高度,在砌石面上設置模板定位筋,設置三排,間排距結合單塊模板尺寸,盡量使其處于模板拼接處,確保在澆筑過程模板固定及通過支撐提高模板整體剛度,定位筋設置見圖2。
圖2 定位筋設置圖
整個模板系統(tǒng)主要分三各部分:組合大模板、移動支撐鋼管排架、渠頂模板行走裝置,模板系統(tǒng)見圖3。
組合大模板:模板采用定制大模板拼裝,單塊模板尺寸需結合不同明渠斷面合理設置并考慮人工搬運能力等,采取寬 1.2~1.5 m、高 1.5~2.0 m 比較適宜。模板拼裝接縫采用5 mm后雙面膠嵌縫緊壓可防止漏漿,并采用蝴蝶扣連接相鄰模板,采用背部背管(φ50鋼管)將單塊模板連成整體。
移動支撐鋼管排架:采用φ50鋼管組合移動支撐排架,長度9 m(大于澆筑段8 m),寬度小于渠道凈寬1m,每側留足30~50 cm的活動空間距離,此距離利用頂托伸縮調節(jié)支撐固定模板,可方便模板拆除及人員立模作業(yè),兩側排頭、中、尾立管底部設置行走輪,作為行走裝置。
模板行走裝置:利用已施工兩側砌石墻體頂部作為行走通道,在其頂部設置無軌簡易龍門吊作為提吊和移動安裝組合大模板的行走裝置,根據單側模板面積計算,重量約1.5 t,無軌簡易龍門吊可按照3 t設計制作。在施工中,模板拼裝后不用拆散,利用龍門吊整體調運下一施工段安裝,提高機械利用率,節(jié)省作業(yè)時間和人員工作量。
圖3 整套系統(tǒng)作業(yè)圖
渠道線型較長,單段澆筑量較小,拌合系統(tǒng)較難統(tǒng)一成規(guī)模配置,應結合實際地形及交通情況,合理地設置小型拌合系統(tǒng),利用小型罐車運輸至施工作業(yè)點結合手推車在渠頂或渠底進行短距離運輸入倉。
混凝土澆筑前必須對側墻砌體進行灑水,使砌石體含水飽和,避免對混凝土配合比造成影響,消除此質量隱患。防滲混凝土結構尺寸較小,為便于混凝土入倉和保證混凝土質量,混凝土配合比設計中塌落度尤為重要,經多次現場試驗,出機口塌落度控制在16~18 cm,運至現場后澆筑塌落度為13~15 cm,較為適宜。
澆筑采用手推車人工入倉,兩側墻對稱上升澆筑,均勻下料,每次分層高度在0.3~0.5 m,單側采用兩臺30軟軸式振搗器人工均勻振搗,振搗工實行專人負責,嚴格振搗順序和插入距離(0.3 m),防止漏振或過振。
為更大節(jié)約時間和提高設備利用率,增加作業(yè)效率,加快施工進度,針對渠道線型工程特點,采取一個班組3套支模系統(tǒng)跳倉澆筑施工。拆模時先松支撐排架頂托,人工推行移動支撐排架至新澆筑段,人工輕敲大模板至與混凝土分離并及時對模板進行清理和涂抹脫模劑,龍門吊移動調離模板至新澆筑段進行立模,模板就位準確后調整支撐頂托固定模板。
混凝土澆筑完成后立即采用麻布濕水覆蓋養(yǎng)護,由于防滲混凝土結構較薄,拆??赡軙炷猎斐杀砻鎿p傷,對此須嚴格控制拆模時間,太早會使混凝土著附與模板面帶出影響質量,太遲不利于進度,經現場對此試驗,采取18~20 h拆模最為理想,拆模后同樣需持續(xù)進行養(yǎng)護,直至達到設計齡期。
防滲混凝土結構質量要求較高,特別是混凝土因要求防滲功能,故不得有裂縫,過水特性要求混凝土外觀平整光滑等。
在施工中對混凝土塌落度要求、振搗、模板穩(wěn)定尤為重要。塌落度必須嚴格控制,在小空間(10 cm厚)澆筑砼如塌落度小、流動性差易發(fā)生空腔、麻面,塌落度過大,水化熱較大,易發(fā)生裂縫等質量隱患;振搗人員必須指定,并特別做技術培訓,作業(yè)中切記部分漏振和過振;模板需保證平整度和剛度穩(wěn)定,防止?jié)仓凶冃?,影響質量。
圖4 已施工完成渠道防滲混凝土
采取移動組合大模板結合可移動排架固定支撐的方式對薄壁防滲混凝土施工適用性強,對渠道線型適應靈活,具有實用性強、使用工效高、進度快、經濟效益明顯且混凝土成型質量好等特點,在渠道防滲混凝土施工中值得借鑒和推廣。