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洋河水库溢洪道溢流堰滑模施工技术

2022-08-23罗宇呈孙英趁

河北水利 2022年7期
关键词:溢洪道溢流桁架

罗宇呈 孙英趁

溢洪道溢流堰表面为曲面设计,且堰顶与上下游堰面高差较大,从而造成曲面坡度陡,施工难度大,混凝土不易振捣密实,易产生结构裂缝,造成堰体内部形成渗流,施工质量无法得到保证。采用溢流面滑模技术,解决混凝土无法振捣密实,堰面蜂窝、麻面等质量缺陷的问题,以保证混凝土施工质量。洋河水库溢洪道始建于上世纪六七十年代,此次除险加固工程包含对原溢洪道的拆除重建,于2020 年2 月开工。溢洪道溢流面采用滑模技术,其目的为解决驼峰溢流面因较大的曲面高差造成混凝土施工时出现各类质量问题,以保证施工的实体质量。溢洪道工程于2021 年7 月7 日完 成通水验 收,7 月13日突降暴雨,应上级指示进行过水行洪,行洪以后进行下闸蓄水,行洪、蓄水全过程运行良好,无质量问题。

1.工程概况

洋河水库位于河北省秦皇岛市抚宁区,坝址位于洋河干流上,总库容3.86 亿m3,为大(2)型水利枢纽工程。本工程正常溢洪道为2 级建筑物,新建溢洪道闸室为5 孔,单孔净宽12.5m,溢流堰面为驼峰堰,驼峰堰顶圆弧半径为12m,中圆弧半径为5m,下圆弧分两段,第一段半径为12m,第二段为43.25m。溢流堰采用C40W6F200 抗冲耐磨混凝土,掺入1.2kg/m3聚丙烯纤维,其最小厚度为80cm。溢流堰剖面图见图1。

2.滑模设计

2.1 钢梁轨道设计

钢梁轨道主要由轨道、轨道加劲板、轨道定位板及支撑杆组成。轨道采用[16 槽钢按溢流堰面曲线弧度制作而成,通过轨道定位板连接支撑杆,支撑杆设计为φ25 圆钢管,与预先打入基面混凝土内的钢筋锚杆焊接牢固。在槽钢外侧设置加劲板将槽钢与轨道定位板连接固定,增强整体刚度。

槽钢顶部平面作为滑模行走导轨,凹槽作为反向导轨,防止滑模上浮,本工程充分利用工程材料特点,采用一条轨道完成两种作用,节省了轨道钢材用量,降低了施工难度。

2.2 行走装置设计

行走装置主要由滚轮及行走箱体组成。滚轮分为行走轮及反向轮,2 种轮均预设能上下微调的空间。通过轮轴连接行走箱体,滑模左右侧各设1 个行走箱体,每个箱体连接行走轮1 个,反向轮2 个,行走轮及反向轮结构见图2。滚轮就位于钢梁轨道内,行走箱体另一侧与滑动模板连接。钢梁轨道及行走装置如图3。

2.3 滑动模板设计

滑动模板采用桁架梁,下部为1500mm×6030mm×4mm整块钢板作为滑模面板,前端设90mm×100mm×10mm加劲板,并设300mm×5800mm×3mm工作踏板锁定在桁架梁上。滑模面板四边采用方钢焊接固定,背面采用角钢防止面板出现挠度变形。桁架梁结构如图4。

图1 溢流堰剖面图

3.滑模安装

3.1 轨道安装

将轨道下部每隔1.5m 焊接1 块15cm×15cm×2mm 钢板,钢板4 角用于安拆轨道。

轨道支撑采用直径48 钢管,钢管预埋到堰体混凝土中,钢管顶部焊接1片15cm×15cm 钢板,4 角各打一个螺栓孔,与轨道上钢板4 角螺栓孔重合。安装时,将轨道上的钢板放置在钢管顶部的钢板上,测量人员采用全站仪或水准仪、经纬仪控制轨道曲线,发现不合格时,通过加垫钢板和切削钢管的方式调节轨道高程,平面位置通过钢管顶部钢板的焊接点调节即可。位置调节完成后采用螺栓将轨道固定。

3.2 滑模安装

轨道安装完成后,采用吊车将滑模桁架就位到轨道上,就位过程中,桁架不得碰撞轨道,应缓慢将固定轮和反向轮推入轨道的槽钢内,遇到卡阻时,需缓慢调节,不得生拉硬拽,防止轨道发生偏移。

滑模安装到位后,进行2 次施工模拟,即将滑模滑移至终点,然后回到起点,再滑移到终点,再回到起点,检查中间是否有卡阻现象,其次在模拟过程中,测量滑模面板的位置是否正确。如有卡阻现象,采用角磨机打磨轨道或微调轨道位置;如发现滑模面板与最终溢流面有偏差时,先分析问题点,再调节滑模两侧行动轮或轨道即可。

3.3 牵引装置安装

滑模行动的动力通过堰顶牵引装置提供,牵引装置采用10t 手动葫芦,由于滑模不能运动过快,所以采用手动葫芦作为牵引装置。

手动葫芦安装到堰顶位置,堰顶预先埋设3 根直径48 的脚手架钢管,成三脚架形式,将手动葫芦固定到钢管上,手动葫芦与滑模之间采用钢丝绳连接。

4.混凝土施工

4.1 施工准备

一是先将堰体混凝土施工缝进行人工凿毛,并将残渣清理干净,凿毛标准:凿除乳皮,微露粗砂。二是溢流面混凝土浇筑前,对原混凝土表面洒水湿润,但不得存有积水。三是将预埋插筋进行调直,并清除表面浮锈,同时绑扎面层钢筋。四是安装沉降缝处的止水带。五是完成侧模安装。六是将滑模滑移至起点位置,并保证最少2 次试滑。七是检查牵引装置及钢丝绳,确保牵引系统安全稳定。

图3 钢梁轨道及行走装置结构图

图4 桁架梁结构图

4.2 混凝土浇筑

一是采用混凝土泵车泵送混凝土入仓。混凝土浇筑时均匀布料,分层上升,每层布料厚度不超30cm,采用振捣棒振捣密实。二是施工过程中,严格控制混凝土塌落度、和易性等指标,塌落度不宜取标准值的下限,以小塌落度为宜;同时注意滑模有无上浮现象,若有上浮现象,采用石块等重物压到滑模的桁架上,防止上浮。三是混凝土浇筑至滑模3/4 的位置时,将滑模缓慢拉动上升,同时关注完成的混凝土表面,是否出现塌落,挤出、拱起的现象,如出现该现象,则说明混凝土尚未初凝,应延长浇筑时间,待混凝土初凝后滑动。四是滑模向上滑动时,设专人指挥,保证滑模2 侧同步滑动,若有偏移时,必须及时调整,严禁生拉硬拽。五是浇筑过程中,必须保证混凝土振捣密实,振捣棒不得碰撞滑模和导轨。滑模滑动以后检查成型的混凝土表面,出现蜂窝、麻面等缺陷时,采用人工及时修复。修复人员可站在滑模后部的操作平台进行作业。六是滑模升至堰顶时,待滑模内混凝土全部初凝后,将滑模拆除,未浇筑的顶部,由于坡度小,采用人工缓慢振实即可。

5.滑模拆除及处理

滑模施工完成后,采用吊车吊至下一浇筑仓面的轨道上,循环使用至最后完工。

滑膜拆除施工,将滑膜设备采用吊车直接从轨道顶部吊离,然后将轨道与钢管支架上预留铁板的连接螺丝打开,最后将轨道采用吊车与钢管支架吊离并按轨道安装方法安装到下一仓混凝土施工仓面。钢管支架采用角磨机人工割除,并采用同标号混凝土将钢管孔填补密实。

6.取得效果分析

通过采用滑膜技术进行驼峰堰施工,溢洪道堰体未出现混凝土振捣不实、未发现因较大曲面造成混凝土塌落形成的裂缝,混凝土表面未出现不平顺现象等;堰体混凝土达到养护龄期以后,对实体进行了检测,外观质量良好,强度合格,无空洞、蜂窝、麻面等缺陷,无深度及贯穿性裂缝。根据相关规范要求质量评定优良。因此滑膜技术在洋河水库驼峰溢流堰应用后,能够解决曲面混凝土浇筑时出现的一些质量问题,可以有效保证施工实体质量。

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