摘 要:针对船闸闸室衬砌墙的直立高边坡、薄壁衬砌钢筋混凝土、仓内结构复杂、工序交叉作业干扰大、工期紧且带“观瞻性”、质量要求高、施工安全隐患多等特点,在成功总结靠船墩滑模施工经验的基础上,大胆构思、科学设计、合理利用现场的地形和环境条件,成功研制并实施了“单侧分离式”液压滑模技术,工程实践证明,这种工艺具有速度快、安全性能好、混凝土密实且形体精度高等优点,同时填补了国内滑模技术的一项空白。
关键词:薄壁衬砌;船闸闸室;混凝土施工;滑模技术;永久船闸;三峡水利枢纽
1 工程概况
船闸闸室由闸墙和底板组成,在两者之间设永久结构缝。闸室钢筋混凝土薄壁墙设置在开挖的岩壁上,用以构成平整的闸室墙面、隔水和布置浮式系船柱等设备、设施。结构缝面的止水、墙后排水管网和结构锚杆支护系统构成船闸结构可靠运行的“3大生命线”。每个闸室的钢筋混凝土薄壁衬砌闸墙沿轴线方向分成42段,段间设永久性结构缝,闸墙垂直分缝间距一般为12 m,分流口处为24 m。竖直方向设有2~3道水平结构缝。闸墙设置了安全可靠的墙后排水系统,排水管网在竖直方向为30 cm直径的半圆形预制件,间距4 m;水平方向为广水软管,间距7.5 m,用以降低墙后的渗透压力。岩石面上布置有Φ40 mm的高强锚杆,间距2~1.35 m,长度8~12 m,外露1.5~2.1 m,锚杆将薄衬砌和支持岩体连成整体,联合受力。垂直和水平缝处均设二道铜止水并设止水检查槽。闸墙设内、外双层钢筋,迎水面钢筋保护层为10 cm;浮式系船柱设置在单号块内,每闸室共22个;另外每个闸室设有爬梯槽10个(断面60 cm×60 cm)。
2 方案选择
2.1 工程特点
(1)质量要求高。要求闸墙衬砌混凝土必须“内实外光”,设计允许垂直度误差为0.1%。
(2)施工安全条件差。衬砌墙后为高度约60 m的垂直高边坡,多工种立体交叉作业,干扰大,施工安全问题比较突出。
(3)工期紧、投入大,闸室边墙混凝土施工工期仅24个月。
(4)施工难度大、工序繁杂、交叉作业。仓面狭窄,且布置有高强锚杆,混凝土浇筑前要进行岩面打毛清洗、钢筋绑扎、设置墙后排水管网、分缝模板和止水、止水检查槽、浮式系船柱、爬梯槽等作业。
(5)直立墙体薄,仓面成长条形,混凝土入仓十分困难。
2.2 方案比选
模板形式主要考虑了多卡模板和滑模两大方案。
(1)按照常规工法采用多卡模板是比较正常的,但从解决入仓手段方面考虑,不易找到最理想的解决办法。对在卧罐上设转角可调简易溜槽、在多卡模板上设临时溜槽、My-box、胎带机、外搭设脚手架设溜槽配合门机吊卧罐作业等各种手段进行分析,混凝土入仓作业均存在一定的弊端,且不安全,又很难保证工期。
(2)滑模工艺施工技术在水电行业已有几十年的历史,型式也是多种多样,但薄壁衬砌墙单侧滑模还没有先例和经验供直接参考。针对闸室的特点,对滑模方案考虑了两侧对称同时滑升、单侧整体式滑升和单侧分离式滑升方案。对称滑升的缺点是,因闸室底板上的门机不能全线通行而难以保证覆盖长距离全部浇筑仓位,且准备工作量大,一旦一侧有问题将造成两侧全部停仓。单侧整体滑升的弊端是混凝土下料时的冲击力易造成模体变形移位。经过比较,认为采用单侧分离式液压滑模的工艺更为有利,需要解决的难点问题是控制模体侧向变形,即能承受混凝土向外的侧压力保证无向外变形,也不许内倾。从施工特点、现场条件、充分保证衬砌墙施工质量和满足进度等方面综合考虑,决定研制并采用单侧分离式滑模施工。
2.3 单侧分离式滑模施工特点
采用“单侧分离式”液压滑模施工,结构分缝间块号的各种工序的准备工作可一次性完成,模体通过液压提升系统不断向上提升,混凝土浇筑工作可连续进行,还可根据需要,多块号同时准备,采用交叉流水作业施工,以提高施工效率。混凝土可通过下料平台系统的多个下料斗接溜槽入仓。
3.1 总体方案设计
单侧滑模施工方案的混凝土垂直运输是利用闸室底板上的门机吊卧罐经下料斗、分溜槽直接入仓,考虑到施工工期紧,需准备多套滑模机具。
3.2 结构设计
滑模模体系统与下料平台系统采用隔离布置。其中滑模模体系统由模体、内外两排支撑导轨、液压控制柜、千斤顶及下吊脚手架抹面平台组成。支撑导轨系利用岩面的高强锚杆和下部混凝土表面预埋的套筒螺栓联合拉紧固定;模体由面板、围檩和各种连接件构成。下料平台系统由上平台、下平台和交通梯组成,均用普通钢管脚手架搭设而成,并在四周设栏杆挂设安全网;上平台布置有集料斗,下平台存放分溜槽、液压操作系统、油泵管路、小型设备材料,并可作为工作人员工作休息的场所。
4 工序配合
4.1 各工序施工要点
(1)搭设临时脚手架。挂安全网且和墙体锚筋固定。
(2)岩石面处理。包括危石及松动岩石清撬,高压冲洗和光面岩石人工凿毛。
(3)排水管网安装。①垂直排水管采用预制混凝土管,要求垂直度达到1/1 000,在岩石缺陷部位,采用钢筋网、铁丝网外加土工布或用砌砖的办法补缺;②水平排水管采用20 cm直径
马来西亚广水软式透水管,外加2层土工布;③排水管网设专人维护,用通水的办法随时检查畅通情况。
(4)分缝模板及止水。要求模板误差在-5 mm以内,用定型钢模板和散拼木板拼装,用定型钢支架采用内外拉撑的办法固定;止水安设后要采取措施防止它在浇筑时发生变形。
(5)钢筋安装。墙后钢筋一次性安装到顶,接头采用手工电弧焊接;表层钢筋则随着模体滑升连接,接头采用钢筋镦粗直螺纹连接工艺。
(6)锚杆施工。用套筒冷挤压连接工艺接长,安装锚垫板,
清除水锈和水泥浆。
(7)冷却水管安装。在高温季节施工的闸室薄壁衬砌墙中需埋设冷却水管,采用外径为32 mm,壁厚3.3 mm的白色塑料管,靠背水面固定于墙背钢筋网上。
(8)渗水处理。对施工过程中发现的岩石面渗水点,采取打深50cm孔径Φ50 mm的排水孔,并设引管将渗水引到排水管网内。
(9)浮式系船柱安装。安装精度要求控制在总高度的1/2 000以内,且绝对误差小于25 mm。浮式系船柱部位的滑模与整个模体为一个整体,同步滑升。
(10)抹面压光。混凝土脱模后及时原浆压光,反复5~6道,直至混凝土表面光滑平整。
(11)流水养护。在模体底部的吊脚手架平台上设置养护水管(钻小孔,随同模体滑升),常流水养护的时间超过混凝土龄期。[本文共有 2 页，当前是第 1 页] <<上一页 下一页>>
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