崔家营工程船闸下游隔水墙施工技术优化

2017-11-09  GXF360


(中国葛洲坝集团第二工程有限公司,四川 成都 610091)

摘 要:崔家营船闸下游临时围堰内粉细砂砂层水份饱和、渗水量较大,若按常规方法进行施工难度大,无法满足工期和度汛要求。通过对船闸下游隔水墙与靠船墩墩身进行优化,顺利地在汛前完成了靠船墩施工。

关键词:崔家营;靠船墩;快速;施工;优化

1 工程概况

崔家营航电枢纽工程中一期主围堰(即上、下游横向围堰及纵向围堰)将船闸、20孔泄水闸、电站厂房全部围入同一基坑内进行干地施工,但由于船闸上、下游引航道设计建筑物全长为1 357 m,遂将下游纵向围堰上移;到枯水期,在一期下游横向围堰外设置临时小基坑进行下游隔水墙施工,至此,整个工程导截流施工设计经济合理。

船闸小基坑干地形成后,当开挖至隔水墙原建基面高程46.4 m时,已开挖基础揭示的实际地质情况与原设计要求出入较大(基岩未出露,原建基面以下仍为粉细砂)。若按原建基面高程进行后续施工,则隔水墙基础不能满足地基承载力要求。经研究后将其修改为挖除原建基面高程以下粉细砂至砂砾层出露面、换填压实卵石的方法进行隔水墙基础处理,经重新复勘后,得出砂砾层出露面高程约为45 m,遂将卵石换填高程定为45~48.4 m。

由于船闸下游临时围堰从干地形成至2008年汛期来临之前仅剩三个月时间,在此期间,设计单位又对隔水墙承载基础进行了修改,隔水墙承载基础的修改和临时围堰内粉细砂砂层水份饱和、渗水量较大导致施工设备不能直接下基坑,需用石渣填筑施工道路并增设集水井与排水沟等不利因素的阻碍,致使隔水墙墙体混凝土施工工期无法满足要求,加之隔水墙墙体永久外露表面质量要求较高,若按常规方法进行施工,加上气温、降雨等自然条件的不利影响,要在剩余的两个月内完成隔水墙260个仓位、13 000 m3混凝土工程量,施工难度极大。

为此,通过对船闸下游隔水墙中隔水墩与靠船墩墩身采用一次浇筑成型以及将原现浇隔水板改为预制等快速施工技术优化,既减少了浇筑仓位,避免了混凝土施工程序的多次重复,并且墩身一次成型,减少了仓位上下层之间的搭接次数,从而确保了墙体表面的施工质量;隔水板由现浇改为分块预制后吊装,则隔水板可与靠船墩、隔水墩同时施工,不占直线工期,进而保证了在汛期到来前顺利完成施工项目。

2 所采用的快速施工技术

船闸下游隔水墙施工优化主要体现为以下四个方面:压缩浇筑仓位、混凝土泵机与WK-4电吊主辅配合的入仓手段、改散装组合钢模为整装定型钢模、改现浇隔水板为分块预制后吊装。笔者对其简述于后。

2.1 压缩浇筑仓位

船闸下游隔水墙中隔水墩、靠船墩扩大基础高程从48.4~49.7~50.9 m,上下两层断面尺寸不同,单墩扩大基础分两仓浇筑,共计48仓。

隔水墩、靠船墩所有墩身高程均从50.9~62.9 m,1#~13#隔水墩结构型式相同,配一套定型钢模将墩身一仓浇筑到顶,混凝土浇筑仓位为9仓;同理,1#~9#靠船墩可另配一套定型钢模将墩身一次浇筑到顶,混凝土浇筑仓位仍为9仓。而14#隔水墩、10#靠船墩结构型式与其它墙体不同,模板只能周转一次,故不宜配制定型模板,最终采用散装钢模拼装,3 m一层、分四仓到顶,混凝土浇筑仓位共8仓。

原设计图中隔水板高12 m,厚0.6 m,长度有12.5 m、13 m、14 m三种,若按现浇方式施工,由于隔水板较长、占用较多3 m×3.1 m多卡模板和大量脚手架钢管,资源投入较多、不经济,加之施工空间狭小,浇筑时难度较大,故将隔水板采用预制,单块隔水板预制高度为1.2 m,在船闸临时围堰基坑干地形成后,即可在临时围堰内施工道路旁就近选择一个场地实施预制,这样施工不占直线工期,同时便于预制板吊装,施工程序得到了简化。

通过优化施工方案,船闸下游隔水墙中隔水墩、靠船墩简化后的混凝土浇筑仓位仅有90仓,与常规浇筑仓位260仓相比,减少了65%,大大加快了施工进度。

2.2 主辅配合的入仓手段

对于船闸下游隔水墩、靠船墩中一仓到顶的墩身,以一台HBT60泵机浇筑、搭配2台6 m3搅拌车的入仓手段为主;对于分层到顶的墩身,以一台50 t WK-4型电吊搭配吊罐及自卸汽车的入仓手段为辅。1台HBT60泵机月生产能力为10 000 m3,每台搅拌车20 min运输一趟,每小时3趟,计18 m3/h,单车每天混凝土运输能力为9×18=162(m3),1个月的运输能力为162×25=4 050(m3),1台车即可满足隔水墩、靠船墩墩身混凝土入仓强度要求。但为了能确保连续施工,需要两台,其中一台备用。

2.3 模板优化设计

墩身扩大基础混凝土采用散装组合钢模拼装进行施工,并采用φ10~φ12拉条及内、外支撑固定。为保证临时围堰内隔水墙在2008年汛前完成并保证混凝土外观质量、以及考虑船闸下游隔水墩1#-13#结构型式相同,靠船墩1#-9#结构型式相同等原因,对于隔水墩、靠船墩各设计了一套整装定型钢模,每墩均一仓到顶。

为便于整装定型钢模就位,模板分2层安装到顶,每层分2片。模板面板为3 mm厚钢板,筋板采用11.7 mm宽、3 mm厚、呈网格结构的钢板焊接,每层采用[80×43×5 mm的槽钢围囹整体装配,这样实施能够确保模板在不加任何内拉外撑的辅助条件下本身就具备足够的刚度和强度。为方便模板加固及混凝土浇筑施工,模板吊装前,先搭设施工脚手架,每层模板安装完成后整体吊装。

所有连接件的设计能使模板整装,并使其在拆除时不致损坏混凝土。钢板连接缝尽可能光滑紧密,不允许带凹坑、皱折或其它表面缺陷。模板在使用后和新浇混凝土前应清洗干净。为防锈或加速拆模而在模板侧面涂抹的脱模剂应为矿物油或不会使混凝土留有污点的油剂,涂刷作业应在立模前完成,不得因污染而影响混凝土和钢筋的质量。扩大基础混凝土收仓面必须平整,以确保墩身模板立模时易于校正。模板安装必须按混凝土结构物的施工详图测量放样,重要结构应多设控制点,以利检查校正。模板安装及浇筑过程中,必须在其四角设置缆风绳固定模板,防止其倾覆。

通过优化方案,只需制作两套整装定型钢模即可满足施工需要,免去了大量散装组合模板的使用,且浇筑完成的墙体表面质量达到了优良。

由于扩大基础混凝土浇筑、施工脚手架搭设、钢筋制安均不占直线工期,从而为预制隔水板吊装以及附属镀高尔凡钢丝笼护垫施工留有了足够的时间。

2.4 混凝土浇筑

隔水墩、靠船墩扩大基础混凝土浇筑全部采用平仓浇筑法,并综合考虑了气温、运输路线、入仓强度等因素,确定混凝土铺料厚度为50 cm,使用φ100插入式振捣器振捣。墩身采用泵送混凝土浇筑。墩身浇筑时,利用墩身钢筋在其四周等间距搭设两层施工平台,以便于人工进行振捣作业,使用φ60软轴振捣器振捣;另外,由于浇筑高度较大,混凝土浇筑速度不应大于1 m/h,以防止模板侧压力过大而产生变形。

振动器插点要均匀排列,采用“行列式”或“交错式”的次序移动,不应混用,避免漏振。每次移动的距离应不大于振动棒作用半径的1.5倍。振动器使用时,振动器距模板不应大于振动器作用半径的0.5倍,并不宜紧靠模板振动,严禁碰撞钢筋或埋件。

2.5 隔水板混凝土施工

2.5.1 隔水板的预制

通过优化和分析,将现浇混凝土改为预制隔水板,共计240块,设6套预制模板,底模72套。由于钢筋安装不占直线工期,从立模浇筑至拆模,一个循环可定为1.5 d,每套模板周转40次,如此布置,60 d即可完成隔水板预制,在4月中旬即可预制完成。

为便于吊装,隔水板在临时围堰内就近预制,预制场地布置在平行于隔水墙施工主干道的右侧,其宽15 m、长270 m,坪顶面高程为50.4 m,底模间距为3 m,净间距为2.4 m,相邻两批梁间距为1.5 m。场地平整后,采用20 cm厚水稳层作为硬化基础,然后施工底模,在底模与施工道路之间2.5 m范围内设置存梁台(预制板可叠放),以便于预制梁就近吊装。

由于隔水板为永久外露面,外观质量要求高,模板采用定型木模(厚2.5 cm),内贴3 mm厚钢板,预制板倒角上口采用∠20×3 mm角钢点焊于面板上,下口倒角采用2.8 cm宽钢板点焊,验收合格后投入使用。

2.5.2 隔水板吊装

隔水板吊装前,采用50 tWK-4型电吊停在存梁台外侧的施工道路上,将梁转吊至隔水墩、靠船墩附近,然后采用50 tWK-4型电吊将其移动至吊装部位,将隔水板吊装就位。吊装前检查隔水墩、靠船墩插槽尺寸,对于不符合要求的部位应将其处理合格后方可吊装,以防吊装过程中发生卡板现象。

为保证板与板之间接缝严密,上层板吊装前,在下层板顶面铺3 cm厚砂浆;上层板吊装时,要与下层板精确对位,对位准确后进行固定,将板翼在槽内嵌牢并设置软性隔离层,接缝处用砂浆抹平并收光,确保其表面质量满足要求。

3 结 语

在水电工程施工过程中,由于工程条件的变化和防洪度汛的要求,使水电工程施工具有季节性强、工期紧迫且质量要求高的特点。对施工单位而言,为确保工程安全以及给企业创造更多的经济利益,节约施工成本,根据不同的施工项目特性采用相应的快速施工技术是工程技术人员研究的主要课题。崔家营工程对船闸下游隔水墙中多数隔水墩与靠船墩墩身采用一次浇筑成型、隔水板预制的快速施工技术优化,在工程实践中取得了圆满成功。

吴 伟(1973- ),男,湖北襄阳人,工程师,学士,从事水利水电工程施工技术和管理工作.

(责任编辑:李燕辉)

收稿日期:2017- 04- 10

中图分类号:TV7;TV52

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