二級建造師:水電站閘墩滑模施工技術(shù)
1、概述
滑模施工是水利水電工程中一項高效、低廉的混凝土施工,具有施工速度快、質(zhì)量好、成本低等優(yōu)點。在水利水電工程中采用滑模技術(shù)施工可以成倍地提高混凝土澆筑,對于工期緊張、緊急渡汛要求的工程具有重要的功用。
與鐵路、橋梁等工程所用的滑模技術(shù)相比,水利水電工程滑模施工具有結(jié)構(gòu)復雜、精度高、澆筑量大等特點。在水利水電工程施工過程中,滑模結(jié)構(gòu)還包括有門槽、弧度變化大,施工要求高。
二、結(jié)構(gòu)組成
滑模是一個鋼制框架結(jié)構(gòu),一般從檢修門槽和工作門槽分開,由墩頭、中間段和墩尾三段通過高強度螺栓連接組成,總重達數(shù)十噸。每座水電站根據(jù)各自的閘墩尺寸設(shè)計滑模?;5闹黧w結(jié)構(gòu)是由工字鋼、槽鋼、角鋼三種型鋼焊接而成,輔助鋼材有鋼管、扁鋼、鋼絲,用來制作滑模頂部欄桿及其遮雨蓬、抹面吊籃和爬梯。
首先根據(jù)設(shè)計圖紙,用槽鋼和工字鋼焊接成閘墩形狀的結(jié)構(gòu)(帶門槽結(jié)構(gòu)),尺寸略比閘墩的混凝土保護層大5cm左右?;V黧w結(jié)構(gòu)高度一般在2m左右,再在滑模內(nèi)側(cè)安裝約1m高的組合鋼模板,通過螺栓和鋼片扣與滑模主體結(jié)構(gòu)相連,每快鋼模板再有螺栓連接起來。由于一般閘墩在墩頭頂部帶有牛腿結(jié)構(gòu),所以在滑模上升到牛腿高程時,滑模墩頭的弧形部分可以整體拆除,再安裝上帶有牛腿形狀的組合鋼模板繼續(xù)澆筑。
在滑模上升到滑模底部距離地面2~3m高度時,在其底部掛上由角鋼、鋼絲焊接成高約2m的抹面吊籃,便于工人抹面平整。
滑模的動力裝置一般采用離心式液壓千斤頂。千斤頂安裝在滑模頂部的鋼結(jié)構(gòu)梁上,位置在閘墩的鋼筋范圍之內(nèi),千斤頂中心有一根空心鋼管用于插在混凝土中。各個工程采用的滑模尺寸不一樣,所以千斤頂數(shù)目也不相同,但一般采用偶數(shù)個千斤頂。考慮到滑模與混凝土之間的摩擦力,千斤頂總的頂升力要大于5倍滑模自重。
離心式液壓千斤頂中間穿過一根空心鋼管,鋼管帶有內(nèi)螺紋,兩根鋼管由一個兩頭帶有外螺紋的等大空心鋼管接頭連接起來?;5呐郎褪强壳Ы镯攰A緊空心鋼管而提升上去的,每次提升約10cm,以便觀察閘墩混凝土保護層是否脫落,如果達到工程要求就連續(xù)提升,使滑模上升20~30cm.
離心式液壓千斤頂工作原理:啟動電源,由電動機增壓使所以千斤頂上活塞同時丈移一段距離,抓緊鋼管;再通過向下活塞加壓。
滑模上各控制點,如滑模的墩頭、中間段、墩尾外側(cè)都設(shè)有吊線,用于檢查滑模是否傾斜,如發(fā)生傾斜要及時調(diào)整。
在滑模結(jié)構(gòu)設(shè)計時要注意分塊位置、千斤頂安裝位置?;I显O(shè)有樓梯上下。
三、施工控制
1.安裝與調(diào)試
在預先澆筑好的、且有閘墩預埋鋼筋(鋼筋高出地面高度在1.5m以內(nèi))的閘墩底版
上進行清基、混凝土表面鑿毛,至符合施工要求。
用測量儀器定出各控制點,這些點用來安裝滑模是對齊模板。在閘墩混凝土保護層外側(cè)的地面上放置一些10~20cm高的木枋墊層,用于放置滑模。用門機或塔機把滑模的墩尾、中間段和墩頭分別吊裝放在木枋墊層上,使他們大致對接。
再用一種俗稱“葫蘆”的起重機把各段位置調(diào)整好,并用螺栓連接起來,使滑模模板對齊各控制點。在離心式液壓千斤頂?shù)闹虚g安裝好空心鋼管,鋼管一頭接觸到閘墩毛面上,使千斤頂夾緊鋼管。千斤頂在每次使用之前要徹底檢修、清洗干凈。把預埋鋼筋接長,一般采用對接埋弧焊和搭接電焊,搭接焊時,單面焊焊縫長度要大于10d,雙面焊要大于5d.鋼筋接長長度不宜太長,否則方便澆筑。
在檢查好一切細部結(jié)構(gòu)后,打開電源,啟動電動機增壓,把整體滑模提升10~20cm高。提升完后用測量儀器檢測滑模是否有傾斜、偏移,如有不符要求,立即進行調(diào)整,使滑模模板對齊各控制點。對齊之后,在滑模底部的空隙出用組合鋼模板或木模板進行安模封堵,并焊好襯筋,防止模板在澆筑時爆模。安模后,在滑模結(jié)構(gòu)各控制點掛上可變長的吊線,用于隨時進行變形觀測。
2.運行操作
在完成安裝與調(diào)試后便可進行澆筑。由于滑模施工的技術(shù)需求,混凝土澆筑要連續(xù)的進行,可選用門機或塔機進行澆筑。先澆筑一層到高度位于滑模模板中部的混凝土,振搗時用11公斤的變頻振動器,振搗時注意次數(shù)以免翻砂或爆模。在滿足施工要求的情況下,將滑模提升20cm左右高,拆除滑模底部下面安裝的組合鋼模板或木模板,檢查澆筑質(zhì)量,并抹面平整處理。用儀器觀測閘墩是否出現(xiàn)傾斜或偏移,在各項參數(shù)達到技術(shù)要求后繼續(xù)澆筑。每隔1小時左右即可提升,每次提升20左右。鋼筋長度不夠時繼續(xù)加長,鋼管長度不夠時再接長。
滑模上升2~3m后,在滑模底部掛上吊籃用于抹面和養(yǎng)護,在吊籃外面掛上安全網(wǎng)。夏季養(yǎng)護一般采用灑水養(yǎng)護,每隔半小時左右養(yǎng)護一次,天熱時不間斷地養(yǎng)護。
在閘墩高度上升到設(shè)計高度的1/2時,暫停澆筑。這時要檢查各種設(shè)備的工作狀態(tài),對于損壞部件要更換或維修,并在觀測閘墩的變形情況及檢查澆筑質(zhì)量合格后,再繼續(xù)澆筑。
在閘墩的高度上升到牛腿高度時,暫停澆筑混凝土。此時要拆除滑模墩頭部位的弧形模板,換上牛腿模板。在處理好閘墩頂部預留結(jié)構(gòu)的模板與埋件后,再行澆筑到閘墩設(shè)計高程。在滿足?附模板要求后,拆除牛腿模板,把整個滑模結(jié)構(gòu)提升出閘墩頂部置空,并處理閘墩頂面。
在滑模上升的過??,要在閘墩的檢修門槽和工作門槽的混凝土中預埋閘門軌道預埋件。軌道預埋件一般采用一塊10×20的鋼板焊上兩根“L”型的鋼筋。在滑模上升時,要人工鑿毛門槽,使其露出預埋鋼板,為以后門槽施工做好準備。可以在預埋件上焊上爬梯,便于上下滑模。
采用滑模施工技術(shù)可以大大減少工期,在水利水電工程中意義非常重要。
四、滑模的拆除
由于滑模是大型設(shè)備,所以在拆除滑模時也要十分注意。
1.把閘墩頂部的多余鋼筋割掉,把通過離心式液壓千斤頂?shù)匿摴苓^高部分也割斷,以便在較小高度的提升下把滑模從鋼管之中提出來。
2.把滑模上的附屬設(shè)備拆下來,如電器控制箱、電焊機、照明設(shè)備等,減小起吊重量。
3.把滑模底部吊掛的吊籃從滑模分節(jié)出用氧焊切割開來,把連接滑模的墩頭、中間段和墩尾三段的螺栓全部拆除。
4.用門機或塔機吊住滑模的墩尾段,松開離心式液壓千斤頂,使門機或塔機吊起墩尾段滑模,緩慢提升。注意,在起吊時,如滑模門槽構(gòu)件與閘墩有鉤、掛,用氧焊割斷。
5.吊出滑模后,門機或塔機旋轉(zhuǎn)起重臂至預先準備好的空場地上空緩慢放下。當滑模底部的吊籃剛接觸到地面時停止下放。圈拆除吊籃后,再把滑模移吊到場地的其余空位置。如此,再把中間段和墩尾段拆除。
在拆除滑模時要注意安全。
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