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【摘要】近年来,随着经济的发展,特别是随着改革开放的不断深入,我国的经济建设取得了巨大的进步,与之相对应的,我国的水利水电工程建设事业也在这个过程中快速的发展着。在水利水电工程建设中,滑模的施工技术是十分重要的,对于水利水电工程的质量具有重大的意义。滑模施工技术是水利水电工程建设中的一项重要的施工技术,因为其本身存在一定的技术难度,因此对其做好研究是很重要的,由此方可能提高整个水利水电工程的质量,确保水利水电工程的安全。
【关键字】水利水电工程,滑模施工技术,分析研究
中图分类号: TV212 文献标识码: A 文章编号:
一.前言
水利水电工程中滑模的施工技术是进行水利水电工程建设的一项重点技术,决定着水利水电工程的建设质量和安全。滑模施工技术的机械化水平较高,而且好要求进行多环节的配合,只要一个环节没有进行很好的协同就会导致整个技术的失败,影响到水利水电工程的整体质量。因此,做好水利水电工程滑模的施工准备就变得尤为重要了。本文笔者结合自己多年来在水利水电工程中滑模施工技术方面的研究,对于水利水电工程中滑模的施工技术进行分析,希望对于该领域的研究具有一定的作用。
二.工程概况
某一工程项目为一座闸坝 15 m 低水头河床式水电站,采用灯泡贯流式机组,设计装机容量 120 MW,工程以发电为主,还具有防洪和旅游功能。主体结构由泄洪闸、中非溢流坝段、冲砂闸和厂房坝段组成。其中在泄洪闸和冲砂闸分别 6 个和 2 个中墩的尺寸相同,为了加快施工,施工方采用了滑模施工技术。在已浇筑完毕的冲砂闸 2 个中墩,都采用滑模施工。中墩设计断面尺寸: 27. 5 × 3( m) ( 最大尺寸) ,闸墩高 26. 5 m,闸墩间距 12 m,混凝土设计标号C20,每个闸墩混凝土量约 1 900 m3,设有检修,门槽和工作门槽。工程所采用的滑模分为墩头、中间和墩尾三段,各段尺寸: 墩头长 10. 617 m,重 14. 5 t; 中间段 8. 972 m,重约11. 5 t,墩尾段长11. 024 m,重13. 1 t。动力装置串40个离心式液压千斤顶,单个最大起重力 70 kN,总起重力 2800 kN。采用滑模施工技术,一个中墩浇筑只要 6 天,浇
筑到设计高程也不过 10 来天左右。而大小与中墩相似的边墩采用组合钢模板则需 1 个月左右。采用滑模技术大大缩短了工期,节约了成本。
三.滑模的结构
滑模的结构组成一般是钢制框架结构,有检修门槽与工作门槽分开组成,用高强度螺栓将墩头、墩尾与中间段三部分组成。在滑模施工前,一定要根据现场的施工设计图纸的要求,把槽钢与工字钢用电焊焊接形成闸墩的结构形状,尺寸要大于 5 cm,以便用于闸墩施工的混凝土保护层施工,高度要高于主题结构 2 cm,在内粗安装组合钢模板,大约 1 m 高,这样螺栓与钢片扣合主体结构连在一起,钢模板用螺栓组合起来,闸墩在顶部墩头有组合钢模板用混凝土浇筑而成。当滑模上升至距离地面 2 ~3 m 的时候,地步挂上钢丝和角钢用电焊而成2m 高的吊篮,这样工人可以在抹面的时候,将混凝土面抹平。
滑模装置沿着千斤顶空心钢管提升,特别要注意,每次提升一般在 10 cm左右,注意查看有无混凝土掉落的现象,特别要注意闸墩的边部滑模情况,一切正常后,可以依次提升 30 cm 左右。在启动千斤顶的时候,一定要根据它的工作原理工作,首先启动电源,当千斤顶活塞上升一段距离,抓住钢管后,再向下加压,使活塞上升,滑模在运行的各个地方要注意控制点的部分施工情况,在墩头,墩尾和中间段的时候,一般都有吊线去检查控制施工质量,发现有倾斜现象,要根据施工的具体情况及时纠正,在水电站滑模施工中要注意分块位置的设计,千斤顶的选择和安装情况,一般滑模上有楼梯设计,以方便人员上下,方便施工。
四.水利水电工程中滑模施工技术分析
1.混凝土的质量要求
(一)要做好混凝土的配合比设计工作,混凝土的配合比是混凝土质量优劣的科学依据,也是保证滑模工艺施工顺利进行的重要条件之一。
(二)混凝土的原材料要按照配合比的要求,保证所用原材料的质量,要求混凝土厂家选用质量优良的原材料。
(三)混凝土的入模坍落度,这一点对混凝土的输送、保温、初凝时间和工作度都有一定的影响。
(四)混凝土的和易性( 工作度) ,对保证顺利滑模施工有较大影响。
2.混凝土的浇筑要求
(一)不要污染钢筋,否则,钢筋上的混凝土既不易清理,又影响工程质量和下道工序的顺利进行。
(二)均匀浇筑混凝土,包括浇筑速度和浇筑高度,浇筑速度指前进速度均匀,保证有利滑升; 混凝土要分区分层等厚度浇筑振捣,不得从吊斗或布料杆中直接浇入模板内,应均匀布置,卸在受料平台上,再用铁锹迅速转移到模板内。
3. 模板的滑升
(一)初滑时,滑升行程要少,主要目的是对整个滑模装置进行带负荷检验,避免粘模,检查出模强度,确定出模时间和滑升速度。
(二)正常滑升时,按每层浇筑 200 ~ 300 mm 相应滑升 9 ~12 个行程,其中每隔 20 ~40 min 滑升 1 ~2 个行程滑升速度和出模强度要相协调。
(三)钢筋的制作与安装。由于滑模施工中頂板和墙体连续进行,钢筋制作与安装的工作量大,工作时间长,工作环境条件差,交叉作业多,在安排劳动力过程中要加强和其他工种的相互配合,才能有效地保证工程质量和工程进度。
4.滑模的控制
(一)中线控制
为保证结构中心不发生偏移,门洞、梁窝和预埋件位置准确,出线竖井测量采用激光照准仪及吊线配合使用。因为竖井滑模模体高度一般为 1. 5 m,在整个竖井滑模提升过程中可能会造成模板的变形,采用上下面均测量的方式可最大限度的保证竖井结构尺寸。激光照准仪固定在井口,激光点穿过施工平台打到竖井底板基准点上。激光照准仪在该部位共使用三台,两台布置于竖井圆弧段与直线段的交界处,另外一台布置于圆弧段的中心,这样的布置非常便于竖井的测量。测量时将任意两个激光点用带有刻度的细绳拉直,一个端点处于零位,用 90 度直尺在不同刻度处测其与模板之间的距离,并对照该点在此刻度处应有读数确定滑模的偏移。
有时因施工原因激光点被阻隔,这时我们可以用吊线这种古老的方式对滑模进行校验。具体操作如下: 首先在滑模下部缺陷修补平台几个固定的位置进行吊线并量出该点与墙面及墙角之间的距离,然后在竖井底部测吊线中心与墙面及墙角的距离确定滑模体的偏差。为了保证测量的准确性及尽量减少误差,吊线应采用弹性较小的钢丝。吊线锤选取应在钢丝可承受重量的前提下尽量选取重量大的以减少吊线的摆动幅度。同时,另外专设四条垂线严格控制电梯井的旋转偏差。
(二)水平控制
一是利用千斤顶的同步器进行水平控制; 二是利用水准仪测量,进行水平检查。
五.滑模施工技术
1.安装与调试
在预先浇筑好的且有闸墩预埋钢筋( 钢筋高出地面高度在 1. 5 m 以内) 的闸墩底版上进行清基、混凝土表面凿毛,至符合施工要求。用测量仪器定出各控制点,这些点用来安装滑模是对齐模板。在闸墩混凝土保护层外侧的地面上放置一些 10 ~ 20 cm 高的木枋垫层,用于放置滑模。用门机或塔机把滑模的墩尾、中间段和墩头分别吊装放在木枋垫层上,使他们大致对接。再用一种俗称“葫芦”的起重机把各段位置调整好,并用螺栓连接起来,使滑模模板对齐各控制点。
在离心式液压千斤顶的中间安装好空心钢管,钢管一头接触到闸墩毛面上,使千斤顶夹紧钢管。千斤顶在每次使用之前要彻底检修、清洗干净。把预埋钢筋接长,一般采用对接埋弧焊和搭接电焊,搭接焊时,单面焊焊缝长度要大于 10 d,双面焊要大于 5 d。钢筋接长长度不宜太长,否则不方便浇筑。在检查好一切细部结构后,打开电源,启动电动机增压,把整体滑模提升 10 ~ 20 cm 高。
提升完后用测量仪器检测滑模是否有倾斜、偏移,如有不符要求,立即进行调整,使滑模模板对齐各控制点。对齐之后,在滑模底部的空隙处用组合钢模板或木模板进行安模封堵,并焊好衬筋,防止模板在浇筑时爆模。安模后,在滑模结构各控制点挂上可变长的吊线,用于随时进行变形观测。
2.运行操作
在完成安装与调试后便可进行浇筑。由于滑模施工的技术需求,混凝土浇筑要连续的进行,可选用门机或塔机进行浇筑。先浇筑一层到高度位于滑模模板中部的混凝土,振捣时用 11 kg 的变频振动器,振捣时注意次数以免翻砂或爆模。在满足施工要求的情况下,将滑模提升 20 cm 左右高,拆除滑模底部下面安装的组合钢模板或木模板,检查浇筑质量,并抹面平整處理。用仪器观测闸墩是否出现倾斜或偏移,在各项参数达到技术要求后继续浇筑。每隔 1h左右即可提升,每次提升 20 cm 左右。钢筋长度不够时继续加长,钢管长度不够时再接长。
六.滑模拆除
把闸墩顶部的多余钢筋割掉,把通过离心式液压千斤顶的钢管过高部分也割断,以便在高度的提升下把滑模从钢管之中提出来。把滑模上的附属设备拆下来,如电器控制箱、电焊机、照明设备等,减小起吊重量。把滑模底部吊挂的吊篮从滑模分节出用氧焊切割开来,把连接滑模的墩头、中间段和墩尾三段的螺栓全部拆除。用门机或塔机吊住滑模的墩尾段,松开离心式液压千斤顶,使门机或塔机吊起墩尾段滑模,缓慢提升。注意,在起吊时,如滑模门槽构件与闸墩有钩、挂,用氧焊割断。
七.结束语
水利水电工程中的滑模施工技术是水利水电工程建设的重要组成部分,影响着水利水电工程的质量,因此,应该做好滑模的施工技术研究,提升水利水电工程的质量。
参考文献:
[1]吴松泉; 陆一青; 徐海亮 浅谈水利水电工程中的滑模施工中国新技术新产品2009-05-25期刊
[2]中国水利水电工程总公司全国水利水电施工技术信息网——关于发送全国水利水电施工技术信息网第九次全网大会暨第十三次技术信息交流会议纪要的通知 水利水电施工1997-12-31期刊
[3]郭汉生 关于滑模施工的几个问题武汉水利电力学院学报1980-04-30期刊
[4]吴方明; 周菊兰 滑模在龟都府水电站闸墩混凝土施工中的应用施工组织设计2005-06-15期刊
[5]马洪琪 我国水利水电地下工程施工技术的回顾与展望第一届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集(上册)2006-11-01中国会议
[6]张光敏 青海省大中型水电工程建设与技术进步2002年水工专委会学术交流会议学术论文集2002-05-01中国会议
[7]姜命强 水利水电工程风险抵押承包管理方法研究与应用国防科学技术大学2009-04-01硕士
[8]浦友繁; 初成波 滑模技术在洪家渡水电站竖井混凝土施工中的应用贵州水力发电2005-08-30期刊
【关键字】水利水电工程,滑模施工技术,分析研究
中图分类号: TV212 文献标识码: A 文章编号:
一.前言
水利水电工程中滑模的施工技术是进行水利水电工程建设的一项重点技术,决定着水利水电工程的建设质量和安全。滑模施工技术的机械化水平较高,而且好要求进行多环节的配合,只要一个环节没有进行很好的协同就会导致整个技术的失败,影响到水利水电工程的整体质量。因此,做好水利水电工程滑模的施工准备就变得尤为重要了。本文笔者结合自己多年来在水利水电工程中滑模施工技术方面的研究,对于水利水电工程中滑模的施工技术进行分析,希望对于该领域的研究具有一定的作用。
二.工程概况
某一工程项目为一座闸坝 15 m 低水头河床式水电站,采用灯泡贯流式机组,设计装机容量 120 MW,工程以发电为主,还具有防洪和旅游功能。主体结构由泄洪闸、中非溢流坝段、冲砂闸和厂房坝段组成。其中在泄洪闸和冲砂闸分别 6 个和 2 个中墩的尺寸相同,为了加快施工,施工方采用了滑模施工技术。在已浇筑完毕的冲砂闸 2 个中墩,都采用滑模施工。中墩设计断面尺寸: 27. 5 × 3( m) ( 最大尺寸) ,闸墩高 26. 5 m,闸墩间距 12 m,混凝土设计标号C20,每个闸墩混凝土量约 1 900 m3,设有检修,门槽和工作门槽。工程所采用的滑模分为墩头、中间和墩尾三段,各段尺寸: 墩头长 10. 617 m,重 14. 5 t; 中间段 8. 972 m,重约11. 5 t,墩尾段长11. 024 m,重13. 1 t。动力装置串40个离心式液压千斤顶,单个最大起重力 70 kN,总起重力 2800 kN。采用滑模施工技术,一个中墩浇筑只要 6 天,浇
筑到设计高程也不过 10 来天左右。而大小与中墩相似的边墩采用组合钢模板则需 1 个月左右。采用滑模技术大大缩短了工期,节约了成本。
三.滑模的结构
滑模的结构组成一般是钢制框架结构,有检修门槽与工作门槽分开组成,用高强度螺栓将墩头、墩尾与中间段三部分组成。在滑模施工前,一定要根据现场的施工设计图纸的要求,把槽钢与工字钢用电焊焊接形成闸墩的结构形状,尺寸要大于 5 cm,以便用于闸墩施工的混凝土保护层施工,高度要高于主题结构 2 cm,在内粗安装组合钢模板,大约 1 m 高,这样螺栓与钢片扣合主体结构连在一起,钢模板用螺栓组合起来,闸墩在顶部墩头有组合钢模板用混凝土浇筑而成。当滑模上升至距离地面 2 ~3 m 的时候,地步挂上钢丝和角钢用电焊而成2m 高的吊篮,这样工人可以在抹面的时候,将混凝土面抹平。
滑模装置沿着千斤顶空心钢管提升,特别要注意,每次提升一般在 10 cm左右,注意查看有无混凝土掉落的现象,特别要注意闸墩的边部滑模情况,一切正常后,可以依次提升 30 cm 左右。在启动千斤顶的时候,一定要根据它的工作原理工作,首先启动电源,当千斤顶活塞上升一段距离,抓住钢管后,再向下加压,使活塞上升,滑模在运行的各个地方要注意控制点的部分施工情况,在墩头,墩尾和中间段的时候,一般都有吊线去检查控制施工质量,发现有倾斜现象,要根据施工的具体情况及时纠正,在水电站滑模施工中要注意分块位置的设计,千斤顶的选择和安装情况,一般滑模上有楼梯设计,以方便人员上下,方便施工。
四.水利水电工程中滑模施工技术分析
1.混凝土的质量要求
(一)要做好混凝土的配合比设计工作,混凝土的配合比是混凝土质量优劣的科学依据,也是保证滑模工艺施工顺利进行的重要条件之一。
(二)混凝土的原材料要按照配合比的要求,保证所用原材料的质量,要求混凝土厂家选用质量优良的原材料。
(三)混凝土的入模坍落度,这一点对混凝土的输送、保温、初凝时间和工作度都有一定的影响。
(四)混凝土的和易性( 工作度) ,对保证顺利滑模施工有较大影响。
2.混凝土的浇筑要求
(一)不要污染钢筋,否则,钢筋上的混凝土既不易清理,又影响工程质量和下道工序的顺利进行。
(二)均匀浇筑混凝土,包括浇筑速度和浇筑高度,浇筑速度指前进速度均匀,保证有利滑升; 混凝土要分区分层等厚度浇筑振捣,不得从吊斗或布料杆中直接浇入模板内,应均匀布置,卸在受料平台上,再用铁锹迅速转移到模板内。
3. 模板的滑升
(一)初滑时,滑升行程要少,主要目的是对整个滑模装置进行带负荷检验,避免粘模,检查出模强度,确定出模时间和滑升速度。
(二)正常滑升时,按每层浇筑 200 ~ 300 mm 相应滑升 9 ~12 个行程,其中每隔 20 ~40 min 滑升 1 ~2 个行程滑升速度和出模强度要相协调。
(三)钢筋的制作与安装。由于滑模施工中頂板和墙体连续进行,钢筋制作与安装的工作量大,工作时间长,工作环境条件差,交叉作业多,在安排劳动力过程中要加强和其他工种的相互配合,才能有效地保证工程质量和工程进度。
4.滑模的控制
(一)中线控制
为保证结构中心不发生偏移,门洞、梁窝和预埋件位置准确,出线竖井测量采用激光照准仪及吊线配合使用。因为竖井滑模模体高度一般为 1. 5 m,在整个竖井滑模提升过程中可能会造成模板的变形,采用上下面均测量的方式可最大限度的保证竖井结构尺寸。激光照准仪固定在井口,激光点穿过施工平台打到竖井底板基准点上。激光照准仪在该部位共使用三台,两台布置于竖井圆弧段与直线段的交界处,另外一台布置于圆弧段的中心,这样的布置非常便于竖井的测量。测量时将任意两个激光点用带有刻度的细绳拉直,一个端点处于零位,用 90 度直尺在不同刻度处测其与模板之间的距离,并对照该点在此刻度处应有读数确定滑模的偏移。
有时因施工原因激光点被阻隔,这时我们可以用吊线这种古老的方式对滑模进行校验。具体操作如下: 首先在滑模下部缺陷修补平台几个固定的位置进行吊线并量出该点与墙面及墙角之间的距离,然后在竖井底部测吊线中心与墙面及墙角的距离确定滑模体的偏差。为了保证测量的准确性及尽量减少误差,吊线应采用弹性较小的钢丝。吊线锤选取应在钢丝可承受重量的前提下尽量选取重量大的以减少吊线的摆动幅度。同时,另外专设四条垂线严格控制电梯井的旋转偏差。
(二)水平控制
一是利用千斤顶的同步器进行水平控制; 二是利用水准仪测量,进行水平检查。
五.滑模施工技术
1.安装与调试
在预先浇筑好的且有闸墩预埋钢筋( 钢筋高出地面高度在 1. 5 m 以内) 的闸墩底版上进行清基、混凝土表面凿毛,至符合施工要求。用测量仪器定出各控制点,这些点用来安装滑模是对齐模板。在闸墩混凝土保护层外侧的地面上放置一些 10 ~ 20 cm 高的木枋垫层,用于放置滑模。用门机或塔机把滑模的墩尾、中间段和墩头分别吊装放在木枋垫层上,使他们大致对接。再用一种俗称“葫芦”的起重机把各段位置调整好,并用螺栓连接起来,使滑模模板对齐各控制点。
在离心式液压千斤顶的中间安装好空心钢管,钢管一头接触到闸墩毛面上,使千斤顶夹紧钢管。千斤顶在每次使用之前要彻底检修、清洗干净。把预埋钢筋接长,一般采用对接埋弧焊和搭接电焊,搭接焊时,单面焊焊缝长度要大于 10 d,双面焊要大于 5 d。钢筋接长长度不宜太长,否则不方便浇筑。在检查好一切细部结构后,打开电源,启动电动机增压,把整体滑模提升 10 ~ 20 cm 高。
提升完后用测量仪器检测滑模是否有倾斜、偏移,如有不符要求,立即进行调整,使滑模模板对齐各控制点。对齐之后,在滑模底部的空隙处用组合钢模板或木模板进行安模封堵,并焊好衬筋,防止模板在浇筑时爆模。安模后,在滑模结构各控制点挂上可变长的吊线,用于随时进行变形观测。
2.运行操作
在完成安装与调试后便可进行浇筑。由于滑模施工的技术需求,混凝土浇筑要连续的进行,可选用门机或塔机进行浇筑。先浇筑一层到高度位于滑模模板中部的混凝土,振捣时用 11 kg 的变频振动器,振捣时注意次数以免翻砂或爆模。在满足施工要求的情况下,将滑模提升 20 cm 左右高,拆除滑模底部下面安装的组合钢模板或木模板,检查浇筑质量,并抹面平整處理。用仪器观测闸墩是否出现倾斜或偏移,在各项参数达到技术要求后继续浇筑。每隔 1h左右即可提升,每次提升 20 cm 左右。钢筋长度不够时继续加长,钢管长度不够时再接长。
六.滑模拆除
把闸墩顶部的多余钢筋割掉,把通过离心式液压千斤顶的钢管过高部分也割断,以便在高度的提升下把滑模从钢管之中提出来。把滑模上的附属设备拆下来,如电器控制箱、电焊机、照明设备等,减小起吊重量。把滑模底部吊挂的吊篮从滑模分节出用氧焊切割开来,把连接滑模的墩头、中间段和墩尾三段的螺栓全部拆除。用门机或塔机吊住滑模的墩尾段,松开离心式液压千斤顶,使门机或塔机吊起墩尾段滑模,缓慢提升。注意,在起吊时,如滑模门槽构件与闸墩有钩、挂,用氧焊割断。
七.结束语
水利水电工程中的滑模施工技术是水利水电工程建设的重要组成部分,影响着水利水电工程的质量,因此,应该做好滑模的施工技术研究,提升水利水电工程的质量。
参考文献:
[1]吴松泉; 陆一青; 徐海亮 浅谈水利水电工程中的滑模施工中国新技术新产品2009-05-25期刊
[2]中国水利水电工程总公司全国水利水电施工技术信息网——关于发送全国水利水电施工技术信息网第九次全网大会暨第十三次技术信息交流会议纪要的通知 水利水电施工1997-12-31期刊
[3]郭汉生 关于滑模施工的几个问题武汉水利电力学院学报1980-04-30期刊
[4]吴方明; 周菊兰 滑模在龟都府水电站闸墩混凝土施工中的应用施工组织设计2005-06-15期刊
[5]马洪琪 我国水利水电地下工程施工技术的回顾与展望第一届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集(上册)2006-11-01中国会议
[6]张光敏 青海省大中型水电工程建设与技术进步2002年水工专委会学术交流会议学术论文集2002-05-01中国会议
[7]姜命强 水利水电工程风险抵押承包管理方法研究与应用国防科学技术大学2009-04-01硕士
[8]浦友繁; 初成波 滑模技术在洪家渡水电站竖井混凝土施工中的应用贵州水力发电2005-08-30期刊