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        大直徑豎井滑模改進(jìn)技術(shù)措施

        2015-11-04 12:01:49郭彥明
        山東工業(yè)技術(shù) 2015年21期
        關(guān)鍵詞:工藝

        郭彥明

        摘 要:本文結(jié)合某水電站45m深12m直徑的豎井滑模施工混凝土襯砌實(shí)例,從理論上和實(shí)際施工上對(duì)大直徑豎井滑模施工工藝進(jìn)行了全面客觀的論述。對(duì)施工過程中的施工方法及程序,施工準(zhǔn)備、滑模結(jié)構(gòu)、施工方法、注意事項(xiàng)、混凝土澆筑等做了較詳細(xì)的說明,并對(duì)工程實(shí)例進(jìn)行了分析。

        關(guān)鍵詞:大直徑豎井;滑模改造;工藝

        DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.21.091

        1 工程概況

        引水發(fā)電系統(tǒng)阻抗式調(diào)壓井布置在引水洞的末端,為全基巖內(nèi)開挖的豎井。豎井的開挖直徑為14m,阻抗孔開挖直徑5m;井頂平臺(tái)的高程為EL445.0m,底板高程為EL383.0m,豎井的總深度為62m,其中,阻抗孔深17m,豎井深45m。調(diào)壓井井壁采用鋼筋砼襯砌,豎井的襯砌厚度為1m。襯砌砼的標(biāo)號(hào)為C25,二級(jí)配。

        2 施工方法及程序

        2.1 特點(diǎn)及使用范圍

        本改造工藝適用于襯砌直徑較大(7m以上),井深偏深(20m以上)的工程,對(duì)于閘墩、溢流面、面板、壩體亦可借鑒采用。

        本改造工藝的優(yōu)點(diǎn)(創(chuàng)造點(diǎn)):

        (1)使用大功率千斤頂(HA-10型10t液壓爬升式千斤頂替代原設(shè)計(jì)3t普通千斤頂),減少了千斤頂和爬桿的數(shù)量(爬桿由原設(shè)計(jì)?25圓鋼改為?48鋼管,數(shù)量減少了一半,重量降低一半),同時(shí)降低了液壓系統(tǒng)的功率和流量;

        (2)由于千斤頂數(shù)量的減少,減輕了滑模結(jié)構(gòu)的自重,降低了費(fèi)用,給更大直徑的豎井滑模施工提供了良好的條件;

        (3)使用鋼模板制作模板面板,降低了材料損耗,有利于殘值回收,降低了費(fèi)用;

        (4)采用溜管運(yùn)輸混凝土,降低了機(jī)械使用費(fèi)用,減小了施工投入??傊?,大功率千斤頂?shù)氖褂煤团罈U的材料的變更,對(duì)滑模施工的前景帶來了相當(dāng)大的希望。

        2.2 施工工藝

        2.2.1 工藝說明。

        滑模施工設(shè)計(jì)方案。

        (1)滑模施工設(shè)計(jì)采用液壓自動(dòng)調(diào)平滑升模板施工。模體結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu)制作:模板選用P2012普通鋼模板,模體錐度按1%設(shè)計(jì),上口直徑為12006mm,下口直徑為11994mm。鋼模板通過角鋼、螺栓等固定在滑模的圍圈上,圍圈分為上下兩道,間距為65cm,模板上口距離高出上圍圈30cm。圍圈由12#槽鋼卷制而成,通過提升架與操作盤相連接。操作盤由鼓圈加桁架梁結(jié)構(gòu)組成,上部鋪設(shè)50mm厚的馬道板板作為工作場(chǎng)地。為了減少滑模的自重,滑模下部的輔助盤設(shè)計(jì)為2.0m寬的圓環(huán)狀,利用10#槽鋼制作,使用?25的圓鋼懸吊在提升架和桁架梁上,鋪設(shè)50mm厚的模板作為行走通道,內(nèi)圈采用?20的圓鋼作為防護(hù)欄。輔助盤的外部直徑為11.60m,內(nèi)圈直徑為7.60m。滑升動(dòng)力裝置采用YZXT-36型自動(dòng)調(diào)平液壓控制臺(tái),均勻布置16臺(tái)HA-10型10t專用液壓千斤頂(實(shí)際需要工作能力為5T)。利用?48×3.5腳手架管作為支撐桿預(yù)埋在砼內(nèi),支撐桿接長(zhǎng)采用焊接,平面上和井筒環(huán)筋以及井壁錨桿焊接加固。

        (2)提升懸吊系統(tǒng)布置。井口布置提升和懸吊用鋼結(jié)構(gòu)主梁,在主梁上用?159mm鋼管焊制提升龍門架,用一臺(tái)JD-25調(diào)度絞車提升吊籠,負(fù)責(zé)人員上下、材料以及小型工器具的運(yùn)輸。在主梁一側(cè),布置砼入倉運(yùn)輸系統(tǒng),利用鋼絲繩懸吊?159mm的鋼管作為砼下料管,下部接緩沖器、活節(jié)管、操作盤上設(shè)溜槽下料入倉。

        (3)輔助系統(tǒng)布置。

        1)在井內(nèi)懸吊一根35mm2的動(dòng)力電纜向滑模的液壓動(dòng)力系統(tǒng)供電。鑒于滑模連續(xù)施工的特點(diǎn),此電纜必須和備用電源形成回路,以備意外停電時(shí)滑模能夠正常提升,防止被黏結(jié)到砼井壁上;

        2)輔助盤周圍布置一圈PVC灑水養(yǎng)護(hù)管,直徑為?25,管壁上每隔40cm左右開孔,向井壁噴水。沿豎井側(cè)壁布置一根?25的PVC管向井下供水,供水管可以懸吊在井口梁上;

        3)在井壁上對(duì)稱布置兩個(gè)測(cè)量控制點(diǎn),采用重垂線進(jìn)行測(cè)量,控制豎井的中心線,滑模盤的水平控制采用水準(zhǔn)儀進(jìn)行測(cè)量。

        2.2.2 工序流程

        根據(jù)滑模施工工藝的特點(diǎn)以及現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況,制定如下的工序流程:

        施工準(zhǔn)備→井底平臺(tái)砼的澆筑→滑模組裝→鋼筋制安→埋件、埋管的安裝→砼澆筑→ 滑升→下一循環(huán)(直到滑升結(jié)束進(jìn)行滑模的拆除施工)

        (1)施工準(zhǔn)備?;J┕さ氖┕?zhǔn)備工作包括滑模鼓圈以及桁架結(jié)構(gòu)的制作、井口桁架梁以及卷揚(yáng)機(jī)的布置、下料管路以及風(fēng)水管路的鋪設(shè)等等準(zhǔn)備工作。

        1)在井口附近的場(chǎng)地進(jìn)行鼓圈以及桁架結(jié)構(gòu)的制作,制作過程中,嚴(yán)格控制加工尺寸以及平整度,為滑模的組裝創(chuàng)造條件。

        2)利用16T汽車吊進(jìn)行井口梁和卷揚(yáng)機(jī)的吊裝布置,在井口梁和卷揚(yáng)機(jī)布置完成后,作好井口周圍安全護(hù)欄等防護(hù)設(shè)施的制安。在以上工作完成以后,利用汽車吊配合完成下料管路、風(fēng)水管路以及電纜等的架設(shè)等工作。

        3)在水管鋪設(shè)完成以后,立即進(jìn)行井壁以及底板的清洗、浮石撬挖等工作,為滑模施工作好準(zhǔn)備。然后利用型鋼和馬道板作為防護(hù)平臺(tái),支撐在阻抗孔上部,避免石渣等雜物掉入引水洞造成事故。

        (2)井底砼澆筑。井底砼的澆筑范圍如第2頁示意圖所示的6m直徑以外的澆筑范圍,為了后澆塊與先澆塊之間接縫良好,要求在先澆塊澆筑完成以后,將縫面做鑿毛處理,并且在水平面上布置橡膠止水帶,防止縫面滲水影響圍巖。鋼筋在縫面以外不允許截?cái)?,仍然按照鋼筋圖紙進(jìn)行鋼筋的安裝施工,縫面以外的環(huán)向鋼筋可以在以后進(jìn)行安裝。鋼筋安裝完成以后,在分縫位置安裝圓弧模板和橡膠止水帶,并進(jìn)行砼的澆筑施工。

        (3)滑模組裝。在完成井壁的沖洗,底板砼鑿毛、沖洗后,進(jìn)行豎井砼邊線的放點(diǎn)工作。按照測(cè)量邊線在砼平臺(tái)上進(jìn)行滑模組裝。在滑模的直徑表面平整度等達(dá)到驗(yàn)收要求后,再安裝千斤頂、支撐桿以及液壓油路系統(tǒng);并完成滑升時(shí)測(cè)量控制放線、模板驗(yàn)收工作?;=M裝完成以后,要達(dá)到以下質(zhì)量要求(見表1):endprint

        (4)鋼筋制安。鋼筋的加工在鋼筋加工廠進(jìn)行。由技術(shù)人員根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和變更通知的要求制作鋼筋的下料表,交鋼加廠進(jìn)行加工。鋼筋的加工誤差應(yīng)該達(dá)到以下質(zhì)量要求。

        鋼筋加工質(zhì)量要求:鋼筋的接長(zhǎng)采用手工電弧焊接,鋼筋直徑≥28mm時(shí),應(yīng)采用幫條焊接;其余鋼筋采用搭接焊接的方式,搭接長(zhǎng)度為10d。因?yàn)樨Q井的直徑較大,立筋的數(shù)量較多,為了避免鋼筋接長(zhǎng)的時(shí)間過長(zhǎng)而影響滑模提升施工,要求立筋同一斷面的接頭率為20%。鋼筋的綁扎施工應(yīng)該嚴(yán)格按照有關(guān)的規(guī)范執(zhí)行。

        (5)埋件、埋管的安裝。根據(jù)施工圖紙,豎井內(nèi)部設(shè)置了爬梯。為了滑模能夠正常施工,擬將爬梯改為先預(yù)埋-10×100×150mm的鋼板,鋼板后部焊接4根20cm長(zhǎng)?12的光面圓鋼,待砼澆筑完成以后在輔助盤上進(jìn)行爬梯的焊接。

        固結(jié)灌漿孔已經(jīng)先期鉆孔完畢,在砼澆筑時(shí)擬預(yù)埋?50的PVC管。進(jìn)行PVC管預(yù)埋施工時(shí),要將一端和固結(jié)灌漿孔貼緊,并用水泥砂漿固定牢固,另一端應(yīng)該用塑料布等封住管口,防止砼進(jìn)入,并應(yīng)該能夠頂緊滑模模板。

        (6)砼拌制、運(yùn)輸。調(diào)壓井砼的拌制在拌和站集中拌制,由砼罐運(yùn)輸車運(yùn)到調(diào)壓井EL445平臺(tái),然后將砼料卸入溜槽,通過溜管、溜槽送入砼澆筑工作面。

        (7)滑模澆筑滑升施工?;J┕ぐ匆韵马樞蜻M(jìn)行:下料――平倉振搗――滑升――鋼筋綁扎――下料?;;髮?duì)稱均勻下料按分層30厘米一層進(jìn)行,采用插入式軟軸振搗器振搗?;U;鶕?jù)現(xiàn)場(chǎng)施工情況,確定合理的滑升速度,按正常滑升每次間隔2小時(shí)左右,控制每次滑升高度30厘米,計(jì)劃日滑升高度控制在2.5-3.5m。

        初滑以及正?;喉懦醮螡仓湍0宄醮位龖?yīng)嚴(yán)格按以下六個(gè)步驟進(jìn)行:第一次澆筑100mm厚半骨料的砼或砂漿,接著按分層300mm澆筑第二層,等澆筑厚度達(dá)到700mm時(shí),開始滑升30mm-50mm,檢查脫模的砼凝固是否合適。第四層澆筑后滑升150mm,繼續(xù)澆筑第五層,滑升150mm-200mm,第六層澆筑后滑升200mm,若無異?,F(xiàn)象,便可進(jìn)行正常澆筑和滑升。

        滑模的初次滑升要緩慢進(jìn)行,并在此過程中對(duì)液壓裝置、模板結(jié)構(gòu)以及有關(guān)設(shè)施在負(fù)載條件下作全面檢查,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決,待一切正常后方可進(jìn)行正?;?。

        施工轉(zhuǎn)入正?;龝r(shí),應(yīng)盡量保持連續(xù)施工,并設(shè)專人觀察和分析砼表面情況,確定合適的滑升時(shí)間,并根據(jù)以下情況進(jìn)行鑒別:

        ①滑升過程中能聽到“沙沙”的聲音;

        ②出模的砼無流淌和拉裂現(xiàn)象,手按有硬的感覺,并能留出1mm左右的指印;

        ③能用抹子抹平。?;胧┘笆┕たp處理:滑模施工要連續(xù)進(jìn)行,因意外?;瑫r(shí)應(yīng)采取“停滑措施”,砼停止?jié)仓埃丛O(shè)計(jì)要求埋設(shè)橡膠止水帶,砼停止?jié)仓?,每?.5-1小時(shí),滑升1-2個(gè)行程,直到砼與模板不在粘結(jié)(一般4個(gè)小時(shí)左右)。對(duì)于施工縫,在復(fù)工前將砼表面乳皮鑿掉,用水沖凈,先澆一層減半骨料砼或水泥砂漿,然后再澆筑正常配合比的砼。

        (8)滑模拆除?;;罞L445m高程時(shí),滑?;蘸?,將輔助盤鎖死在井口,利用16t汽車吊將模體分片吊離井筒,最后將輔助盤吊出,滑模裝置拆除的注意事項(xiàng):

        1) 必須在跟班隊(duì)長(zhǎng)統(tǒng)一指揮下進(jìn)行,并預(yù)先制定安全措施。

        2)操作人員一律配帶安全帶。

        3)拆卸的滑模部件要嚴(yán)格檢查,捆綁牢固后下放。

        3 安全保證措施

        (1)輔助盤要設(shè)護(hù)欄;操作盤面經(jīng)常保持清潔;豎井井口和阻抗孔孔口必須作好防護(hù)設(shè)施,以防墜物傷人。

        (2)注重日常檢查,以確保各種懸吊裝置要牢固可靠。

        (3)注重電氣的維護(hù)和管理。

        (4)卷揚(yáng)機(jī)等設(shè)備的操作必須配備專業(yè)人員,井上、井下采用電鈴聯(lián)系,井口配備專職的井口工把守井口。

        4 實(shí)例分析

        (1)調(diào)壓井工程中采用大直徑豎井滑模改造施工方案,井身襯砌直徑12m,深度45m,圓形斷面,全基巖內(nèi)開挖豎井,井口采用鎖口鋼筋混凝土保護(hù)。

        (2)施工采用的基本參數(shù):仍然采用‘7字形爬升支架,操作平臺(tái)由5#角鋼焊接成的輕型桁架梁結(jié)構(gòu)和鼓圈焊接而成,主體結(jié)構(gòu)的重量約20t。面板采用P3012模板替代原設(shè)計(jì)方案5mm鋼板(附帶5#角鋼作圍囹)的面板結(jié)構(gòu);原設(shè)計(jì)32臺(tái)3t千斤頂減少為16臺(tái)HA-10型10t千斤頂;爬桿由原設(shè)計(jì)32根?25圓鋼改為16根?48鋼管。 ? ? ? ? ?(下轉(zhuǎn)第107頁)

        (上接第99頁)

        (3)為了加快混凝土入倉速度,降低機(jī)械設(shè)備使用的費(fèi)用,采用?219×5mm鋼管作溜管,緩沖節(jié)下部懸掛10m長(zhǎng)串筒運(yùn)輸混凝土料入倉?;炷粱緹o分離現(xiàn)象,入倉速度保證了大直徑豎井滑模的上升速度。

        (4)創(chuàng)造性地改變了緩沖節(jié)的結(jié)構(gòu),使緩沖節(jié)的使用壽命由1000m3提高到了1500m3左右。緩沖節(jié)結(jié)構(gòu)見圖1。

        通過本工程的實(shí)踐,掌握了大直徑豎井滑模的施工工藝和施工要點(diǎn),經(jīng)過業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計(jì)以及水利水電工程質(zhì)量監(jiān)督站的驗(yàn)收,調(diào)壓井混凝土外觀平順,被評(píng)定為優(yōu)良工程。endprint

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