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摘要:六安市城南淠河水利枢纽工程为Ⅲ等中型工程,目前是六安市最大的单体水工建筑物,包括节制闸闸室、岸翼墙、上下游连接段、左右岸连接段和分流岛等。其中混凝土工程主要包括闸底板、闸墩、消力池、岸翼墙、护底、铺盖、护坡、海漫、门槽等部位。闸室采用钢筋混凝土开敞式结构,闸室顺水流方向长34m,闸底板顶高程32.50m,厚2.4m,混凝土方量约为3000m?,为典型的大体积混凝土,体积大、施工强度高,混凝土最高月浇筑强度可达到5万m?/月。为了解决该工程大体积混凝土高强度浇筑,通过比选各类混凝土入仓手段,施工时采用了两台履带式布料机同时浇筑作业,有效解决了入仓强度不够的问题,缩短了闸室底板的浇筑时间,为后期闸墩施工留足了时间,保证了节制闸顺利过流,满足了度汛要求。
关键词:雙布料机;大体积混凝土浇筑
1 工程概况
六安市城南淠河水利枢纽位于淠河中游商景高速桥下游约1200m处,垂直水流方向布置36孔节制闸、分流岛和连接堤。节制闸单孔净宽15m,两孔一联,共18联。闸室采用钢筋混凝土开敞式结构,单块闸室底板顺水流方向长34m,宽35.1m,厚2.4m,底板上下游布置两道齿槽,深度1m,混凝土标号C25W4F100,方量达3000m3。闸室底板上游和铺盖相接,下游与消力池相连,底板混凝土之间布置一个2cm施工缝,缝内采用聚乙烯低发泡填缝板填充,2cm宽止水铜片和遇水膨胀橡胶止水条止水,外侧用聚酰胺脂材料嵌缝。闸室结构混凝土下设为C15混凝体垫层、50cm水泥土。
2 混凝土入仓设备的选择
大体积混凝土的入仓设备有:门塔机、履带式起重机、混凝土泵、长臂反铲、皮带式运输设备等,入仓设备的原则,应当从以下几个方面考量。
一是工期的角度来看。本项目需要在一个枯水期内完成闸室水下部门混凝土施工,混凝土施工期为2020年12月至2021年5月,期间还包括春节及寒潮、降雨等不可抗力因素影响,混凝土有效施工时段仅为4个月,在此期间需要浇筑的总方量达18万m3,月浇筑强度达5万m3。根据总进度计划安排,闸底板上下游侧的铺盖及消力池,必须与闸底板穿插施工、同步实施,才能满足5月闸室底板。因此,没有条件设置门机轨道,选用门机为入仓设备不可行。
二是从现场实际场地来看。18块闸室底板轴线总长达632m,施工场地狭长,塔机覆盖面积小,若是采用塔机入仓,将产生多次安拆费用及消耗大量时间,因此采用塔机入仓不可行。
三是从混凝土自身结构来看。闸室单块底板结构尺寸34m×35.1m×2.4m,单仓方量3000m3,属于标准大体积混凝土,常规的起重机带吊罐式入仓方式强度低,容易造成冷凝。长臂反铲覆盖范围有限。因此,长臂反铲及履带式起重器械无法满足要求。
四是从混凝土施工配合比来看。大体积混凝土因自身发热量大,需要选择低塌落度的混凝土,因此,泵送入仓从根本上不可行。
综上所述,只有选择一种不受场地限制能便捷行走、覆盖范围足够广、入仓强度足够大、能够使用于低塌落度的入仓设备,才能满足闸室底板混凝土施工要求。综合考虑后,从方便施工角度来看,按照方便快捷的基本原则,决定选用履带式布料机入仓。布料机具有行走方便、覆盖范围广、入仓强度大、能够适用于各种塌落度的优点。
3 布料机的参数指标
经过比选,闸室底板混凝土入仓设备为,该设备理论入仓能力为100~150m3/h,施工时实际输送能力80m3/h左右,最大布料半径为42m,其主要结构件见下图2,主要性能参数见下表1。
4 入仓强度分析
4.1 施工工期安排
闸室底板为本工程的关键线路。根据施工组织设计,闸室底板施工时段为2020年12月中旬至2021年3月初。闸室共有36孔,两孔为一联,分为18联。该部位的施工顺序按照从左岸到右岸的顺序,采取跳仓法进行施工,考虑到春节及其它不可抗力因素影响,需要4~6工作面同时备仓,单仓备仓时间13天,混凝土浇灰时间浇筑控制在2天以内。
4.2 入仓强度计算
节制闸结构尺寸为34×35.1×2.4m。为确保不发生混凝土初凝冷缝问题,现场采用台阶法浇筑,台阶长35.1m,宽3m,厚0.5m,单个台阶方量53m3,浇筑顺序按照①-⑩的顺序,详细形式如下图所示。
4.3 入仓设备配置
4.3.1 垂直运输设备配置
本工程混凝土初凝时间为2h,采用台阶法浇筑,必须确保浇筑上一层时,下一层混凝土不发生初凝,即浇筑第⑨块时,必须确保第⑤块发生初凝,则混凝土浇筑入仓强度必须保证53m3/2h×(9-5)=106m3/h。因此,需要配置2台LBJ600-42型履带式布料机。
4.3.2 水平运输设备配置
本工程拌和系统设在左岸临建场地,设置了2台HSZ120,1台HSZ180拌和系统,实际生产能力为210m?/h。可满足闸室底板浇筑强度要求。
水平运输采用8m?罐车,罐车数量为:
式中:Qm——泵车每小时泵送量;
V——罐车额定容量;
L ——罐车的运输往返距离,实际为2km;
S ——罐车行驶速度,按20km/h计;
T ——所有罐车运输混凝土的间歇时间;
故。即单开1个底板时,需要配置6辆8m?罐车。
5 施工方法
本项目底板浇筑施工方法为:布料机就位→混凝土浇筑前验收→混凝土拌制、运输、入仓→混凝土平仓振捣→混凝土收光→混凝土保温养护。
5.1 布料机就位
根据现场场地情况,布料机应当上下游或左右岸对向布置。但从受力情况来看,上下游分别布置1台布料机,按下游至上游方向施工,即使施工过程中出现冷缝,也是垂直于闸墩。如果按左右岸布置,一旦出现浇筑不及时会产生平行于闸墩的冷缝,非常不利于受力。因此,在混凝土验仓前,必须将2台布料机分别布置于上下游侧。布料机就位后,在上料皮带端头设置受料斗,受料斗采用钢板和型钢焊制而成,外形尺寸1m×1m×0.8m,可以有效避免罐车卸混凝土时造成混凝土洒落,具有集中上料的功能,影响上料强度。 5.2 混凝土拌制、运输、入仓
混凝土在左岸拌和系统拌制,拌制混凝土时,应当严格按照试验室开具的料单配合比进行拌制,并保证拌制时间60S以上。混凝土拌制完成后,采用8m3罐车装料,经钢筋加工厂后侧道路,上游围堰下基坑道路至工作面,平均运距2km。罐车到达现场,将料直接卸至受料斗内,通过自卸车的上料皮带机、回转料斗至布料皮带机。卸料时不应过快,防止混凝土洒落。由于下料口距离最底部仓面高度达2.5m,在布料皮带机的端头,设置1个直径30cm串筒,以此防止骨料离析。
5.3 混凝土平仓振捣
混凝土浇筑必须按照3.2章节台阶法相关顺序进行。混凝土到达仓位后,人工铺料。采用8台?100振捣棒进行振捣,靠近模板处用2台?50振捣棒,振捣时需布点均匀,快插慢拔,经一次振捣密实后,在其初凝时间的1/2~2/3的时区内,再进行一次振捣。
5.4 混凝土抹光
闸室底板实行三道收光技术:第一道收光初步刮平。采用用3m长刮尺进行初步刮平,反复进行2~3次。第二道收光圆盘机整平提浆。采用圆盘抹光机进行整平、提浆,圆盘抹光机按照上游至下游的顺序,初凝后终凝前进行。在第1遍抹完后,间隔1~2h后要進行第2遍抹光。第三道收光精平抹面。用3m长靠尺靠在混凝土面上,检查平整度,对凸起较多的部位予以刮除,并随时对局部凹陷的部位用细料填补,进行整体修补整平。
5.5 混凝土保温养护
混凝土施工时段在冬季,采用塑料保鲜膜+3mm厚EPE保温膜的保温方式。混凝土不间断洒水养护,养护时间不得低于14天。
6 施工中大体积混凝土使用布料机浇筑的优势
6.1 混凝土输送能力强,可满足高强度浇筑需要
六安市城南淠河水利枢纽工程混凝土浇筑量约18万m?,闸室底板单仓方量达3000m?,月浇筑高峰达到5万m?,工期要求紧,浇筑强度高。采用履带式布料机最大输送量为80m?/h(实际浇筑能力),远远高于常用的入仓手段,保证混凝土输送不间断,确保流水作业,适用于工期特别紧、强度特别大的混凝土仓位。
6.2 布料范围大
LBJ-600-42布料机最大回转半径42m,最小回转半径为18.5m,可回转角度360度,可上仰角度30度,下俯角度10度,上下游各布置一台布料机可完全覆盖单个闸室底板的浇筑工作。混凝土用罐车从拌和站运输至现场,直接放料至布料机进料口,由布料机输送带至下料点,布料均匀,不用人工二次倒运。
6.3机动性强
闸室方向长632m,沿线浇筑战线长。采用履带式布料机入仓,可随时随地到达指定地点,与消力池等临近仓位形成穿插作业,降低施工交叉干扰。在实际施工中,布料机可以根据浇筑顺序的不同移动至不同的机位,完成混凝土的浇筑作业,无需搭设支架、轨道或者基础加固,方便简单,大大缩短了工期,为后续闸墩施工留下了充足的时间。
6.4 适用性强
履带式布料机对现场施工要求低,施工前准备工作简单,操作灵活快捷,能够及时投入混凝土浇筑;适用于各种塌落度混凝土,特别是对低塌落度、干燥流动性不高的混凝土同样适用,有利于节约水泥和混凝土温控,在大体积混凝土浇筑中是最好的入仓手段。配合串筒可贴近仓面铺料,很好解决了混凝土骨料离析的问题,有利于混凝土质量。
7 结论
双布料机在大体积混凝土浇筑过程中发挥出的优势是无与伦比的,它在六安市城南淠河水利枢纽工程闸室底板浇筑中大大发挥了它的优势:浇筑强度高,浇筑范围广,浇筑机动性强,缩短了底板浇筑的时间,节约了工期,提升了混凝土浇筑质量,为圆满实现度汛要求奠定了坚实的基础,可在同类型工程中借鉴采用。
参考文献;
[1]孙永全,李永山.悬臂双向皮带布料机混凝土入仓的设计与应用[J].四川水力发电,2021,40(02):43-46+66.
[2]郭仕万,肖欣,赵和平.混凝土施工中的裂缝控制[J].山西水利科技,2000(04):20-21.
[3]王雪艳,王士革.大体积混凝土施工与温度控制技术[J].建筑安全,2017,32(02):30-32.
关键词:雙布料机;大体积混凝土浇筑
1 工程概况
六安市城南淠河水利枢纽位于淠河中游商景高速桥下游约1200m处,垂直水流方向布置36孔节制闸、分流岛和连接堤。节制闸单孔净宽15m,两孔一联,共18联。闸室采用钢筋混凝土开敞式结构,单块闸室底板顺水流方向长34m,宽35.1m,厚2.4m,底板上下游布置两道齿槽,深度1m,混凝土标号C25W4F100,方量达3000m3。闸室底板上游和铺盖相接,下游与消力池相连,底板混凝土之间布置一个2cm施工缝,缝内采用聚乙烯低发泡填缝板填充,2cm宽止水铜片和遇水膨胀橡胶止水条止水,外侧用聚酰胺脂材料嵌缝。闸室结构混凝土下设为C15混凝体垫层、50cm水泥土。
2 混凝土入仓设备的选择
大体积混凝土的入仓设备有:门塔机、履带式起重机、混凝土泵、长臂反铲、皮带式运输设备等,入仓设备的原则,应当从以下几个方面考量。
一是工期的角度来看。本项目需要在一个枯水期内完成闸室水下部门混凝土施工,混凝土施工期为2020年12月至2021年5月,期间还包括春节及寒潮、降雨等不可抗力因素影响,混凝土有效施工时段仅为4个月,在此期间需要浇筑的总方量达18万m3,月浇筑强度达5万m3。根据总进度计划安排,闸底板上下游侧的铺盖及消力池,必须与闸底板穿插施工、同步实施,才能满足5月闸室底板。因此,没有条件设置门机轨道,选用门机为入仓设备不可行。
二是从现场实际场地来看。18块闸室底板轴线总长达632m,施工场地狭长,塔机覆盖面积小,若是采用塔机入仓,将产生多次安拆费用及消耗大量时间,因此采用塔机入仓不可行。
三是从混凝土自身结构来看。闸室单块底板结构尺寸34m×35.1m×2.4m,单仓方量3000m3,属于标准大体积混凝土,常规的起重机带吊罐式入仓方式强度低,容易造成冷凝。长臂反铲覆盖范围有限。因此,长臂反铲及履带式起重器械无法满足要求。
四是从混凝土施工配合比来看。大体积混凝土因自身发热量大,需要选择低塌落度的混凝土,因此,泵送入仓从根本上不可行。
综上所述,只有选择一种不受场地限制能便捷行走、覆盖范围足够广、入仓强度足够大、能够使用于低塌落度的入仓设备,才能满足闸室底板混凝土施工要求。综合考虑后,从方便施工角度来看,按照方便快捷的基本原则,决定选用履带式布料机入仓。布料机具有行走方便、覆盖范围广、入仓强度大、能够适用于各种塌落度的优点。
3 布料机的参数指标
经过比选,闸室底板混凝土入仓设备为,该设备理论入仓能力为100~150m3/h,施工时实际输送能力80m3/h左右,最大布料半径为42m,其主要结构件见下图2,主要性能参数见下表1。
4 入仓强度分析
4.1 施工工期安排
闸室底板为本工程的关键线路。根据施工组织设计,闸室底板施工时段为2020年12月中旬至2021年3月初。闸室共有36孔,两孔为一联,分为18联。该部位的施工顺序按照从左岸到右岸的顺序,采取跳仓法进行施工,考虑到春节及其它不可抗力因素影响,需要4~6工作面同时备仓,单仓备仓时间13天,混凝土浇灰时间浇筑控制在2天以内。
4.2 入仓强度计算
节制闸结构尺寸为34×35.1×2.4m。为确保不发生混凝土初凝冷缝问题,现场采用台阶法浇筑,台阶长35.1m,宽3m,厚0.5m,单个台阶方量53m3,浇筑顺序按照①-⑩的顺序,详细形式如下图所示。
4.3 入仓设备配置
4.3.1 垂直运输设备配置
本工程混凝土初凝时间为2h,采用台阶法浇筑,必须确保浇筑上一层时,下一层混凝土不发生初凝,即浇筑第⑨块时,必须确保第⑤块发生初凝,则混凝土浇筑入仓强度必须保证53m3/2h×(9-5)=106m3/h。因此,需要配置2台LBJ600-42型履带式布料机。
4.3.2 水平运输设备配置
本工程拌和系统设在左岸临建场地,设置了2台HSZ120,1台HSZ180拌和系统,实际生产能力为210m?/h。可满足闸室底板浇筑强度要求。
水平运输采用8m?罐车,罐车数量为:
式中:Qm——泵车每小时泵送量;
V——罐车额定容量;
L ——罐车的运输往返距离,实际为2km;
S ——罐车行驶速度,按20km/h计;
T ——所有罐车运输混凝土的间歇时间;
故。即单开1个底板时,需要配置6辆8m?罐车。
5 施工方法
本项目底板浇筑施工方法为:布料机就位→混凝土浇筑前验收→混凝土拌制、运输、入仓→混凝土平仓振捣→混凝土收光→混凝土保温养护。
5.1 布料机就位
根据现场场地情况,布料机应当上下游或左右岸对向布置。但从受力情况来看,上下游分别布置1台布料机,按下游至上游方向施工,即使施工过程中出现冷缝,也是垂直于闸墩。如果按左右岸布置,一旦出现浇筑不及时会产生平行于闸墩的冷缝,非常不利于受力。因此,在混凝土验仓前,必须将2台布料机分别布置于上下游侧。布料机就位后,在上料皮带端头设置受料斗,受料斗采用钢板和型钢焊制而成,外形尺寸1m×1m×0.8m,可以有效避免罐车卸混凝土时造成混凝土洒落,具有集中上料的功能,影响上料强度。 5.2 混凝土拌制、运输、入仓
混凝土在左岸拌和系统拌制,拌制混凝土时,应当严格按照试验室开具的料单配合比进行拌制,并保证拌制时间60S以上。混凝土拌制完成后,采用8m3罐车装料,经钢筋加工厂后侧道路,上游围堰下基坑道路至工作面,平均运距2km。罐车到达现场,将料直接卸至受料斗内,通过自卸车的上料皮带机、回转料斗至布料皮带机。卸料时不应过快,防止混凝土洒落。由于下料口距离最底部仓面高度达2.5m,在布料皮带机的端头,设置1个直径30cm串筒,以此防止骨料离析。
5.3 混凝土平仓振捣
混凝土浇筑必须按照3.2章节台阶法相关顺序进行。混凝土到达仓位后,人工铺料。采用8台?100振捣棒进行振捣,靠近模板处用2台?50振捣棒,振捣时需布点均匀,快插慢拔,经一次振捣密实后,在其初凝时间的1/2~2/3的时区内,再进行一次振捣。
5.4 混凝土抹光
闸室底板实行三道收光技术:第一道收光初步刮平。采用用3m长刮尺进行初步刮平,反复进行2~3次。第二道收光圆盘机整平提浆。采用圆盘抹光机进行整平、提浆,圆盘抹光机按照上游至下游的顺序,初凝后终凝前进行。在第1遍抹完后,间隔1~2h后要進行第2遍抹光。第三道收光精平抹面。用3m长靠尺靠在混凝土面上,检查平整度,对凸起较多的部位予以刮除,并随时对局部凹陷的部位用细料填补,进行整体修补整平。
5.5 混凝土保温养护
混凝土施工时段在冬季,采用塑料保鲜膜+3mm厚EPE保温膜的保温方式。混凝土不间断洒水养护,养护时间不得低于14天。
6 施工中大体积混凝土使用布料机浇筑的优势
6.1 混凝土输送能力强,可满足高强度浇筑需要
六安市城南淠河水利枢纽工程混凝土浇筑量约18万m?,闸室底板单仓方量达3000m?,月浇筑高峰达到5万m?,工期要求紧,浇筑强度高。采用履带式布料机最大输送量为80m?/h(实际浇筑能力),远远高于常用的入仓手段,保证混凝土输送不间断,确保流水作业,适用于工期特别紧、强度特别大的混凝土仓位。
6.2 布料范围大
LBJ-600-42布料机最大回转半径42m,最小回转半径为18.5m,可回转角度360度,可上仰角度30度,下俯角度10度,上下游各布置一台布料机可完全覆盖单个闸室底板的浇筑工作。混凝土用罐车从拌和站运输至现场,直接放料至布料机进料口,由布料机输送带至下料点,布料均匀,不用人工二次倒运。
6.3机动性强
闸室方向长632m,沿线浇筑战线长。采用履带式布料机入仓,可随时随地到达指定地点,与消力池等临近仓位形成穿插作业,降低施工交叉干扰。在实际施工中,布料机可以根据浇筑顺序的不同移动至不同的机位,完成混凝土的浇筑作业,无需搭设支架、轨道或者基础加固,方便简单,大大缩短了工期,为后续闸墩施工留下了充足的时间。
6.4 适用性强
履带式布料机对现场施工要求低,施工前准备工作简单,操作灵活快捷,能够及时投入混凝土浇筑;适用于各种塌落度混凝土,特别是对低塌落度、干燥流动性不高的混凝土同样适用,有利于节约水泥和混凝土温控,在大体积混凝土浇筑中是最好的入仓手段。配合串筒可贴近仓面铺料,很好解决了混凝土骨料离析的问题,有利于混凝土质量。
7 结论
双布料机在大体积混凝土浇筑过程中发挥出的优势是无与伦比的,它在六安市城南淠河水利枢纽工程闸室底板浇筑中大大发挥了它的优势:浇筑强度高,浇筑范围广,浇筑机动性强,缩短了底板浇筑的时间,节约了工期,提升了混凝土浇筑质量,为圆满实现度汛要求奠定了坚实的基础,可在同类型工程中借鉴采用。
参考文献;
[1]孙永全,李永山.悬臂双向皮带布料机混凝土入仓的设计与应用[J].四川水力发电,2021,40(02):43-46+66.
[2]郭仕万,肖欣,赵和平.混凝土施工中的裂缝控制[J].山西水利科技,2000(04):20-21.
[3]王雪艳,王士革.大体积混凝土施工与温度控制技术[J].建筑安全,2017,32(02):30-32.