新型简易滑模与固结硬化垫层在陡边坡砼面板上的成功探索

2015-07-22 177 0

   一、工程概况
 
  竹坝水库位于厦门市同安区东北面,竹坝华侨农场竹坝村,是一座灌溉、防洪、备用饮用水和工业用水的中型水库。水库1959年2月兴建,1976年12月续建,1984年6月竣工。由于历史原因,水库自投入运行以来,因主坝迎水坡及外坡反滤层出现多次塌陷,左右副坝与山体衔接部渗漏,固2011年3月对该水库采取除险加固措施。其中对长892.5m的主坝坝体土层部分采用高压旋喷连续墙,岩层部分采用帷幕灌浆,背水坡土方加高培厚并设置浆砌网格。迎水坡41.0m以上设置16cm厚C30钢筋砼防冲面板(总面积17188m2),底高程41.0m,顶高程48.4m.高差7.4m,斜长16.55m,坡比1:2。
 
  二、施工难点及主要解决措施
 
  (一)施工难点
 
  1.面积大,工期紧,防汛任务重。采用传统方法翻板施工,需大量的模板材料和劳动力,施工速度慢无法保证裸露的坝体安全度汛、施工费用大,平整度、砼强度等技术指标难以满足设计要求。
 
  2.面板下原设计为20cm厚砂石反滤层,立模和锚筋难以满足质量要求,容易松动导致模板变形,安装在架立筋上的Φ8钢筋网片容易塌陷至面板16cm以外,失去温度筋的作用,影响钢筋砼面板施工质量;
 
  3.坡面陡,大量人工践踏砂石垫层,在软基上施工,难以保证砂石反滤层厚度的均匀,导致影响钢筋砼面板的质量且无法保证施工安全。
 
  (二)解决措施
 
  1.采用垫层固结。裸露的大坝迎水坡时刻受到暴雨冲刷的威胁,存在安全隐患,且20cm厚砂石反滤层在1:2的坡上容易失稳,特别是三个阻滑槽上口部80cm范围的砂石反滤层受重力作用几乎全部溜进阻滑槽,导致厚度严重不足,削落反滤层的功效。经过优化,将20cm厚砂石反滤层改为15cm厚,再覆盖5cm厚的C15砼固结硬化垫层,在砼面板浇筑之前将所有坡面进行垫层固结,结合放空库容措施,使裸露的大坝安全度汛,杜绝隐患。(详见图1防冲面板剖面示意图)
 
  (1)施工顺序:按设计坡比整平大坝迎水坡面→铺设土工布→浆砌阻滑槽两侧砖墙→铺设15cm厚砂碎石反滤层→铺设5cmC15砼硬化层。
 
  (2)注意事项:利用溜槽下料,人工平整C15砼时,应及时校正砂碎石反滤层的平整度,并每隔60cm预埋1个马镫,马镫高度应位于砼面板下5cm的位置上,以保证钢筋网片在面板中的位置。
 
  (3)效果:a.固结坡面,防止暴雨冲刷,结合放空库容措施令裸露的坝体安全度汛:b减少钢筋砼面板浆液下渗到砂石反滤层,保证了钢筋砼面板的质量;c.硬化仓面基础,有效解决钢筋网片严重塌落的问题,使其发挥防止钢筋砼温度裂缝的作用;d.提高砂碎石反滤层的整体性和稳定性,为采用滑模工艺提供必要条件。
 
  2.采用简易滑模工艺。
 
  (1)施工方案。面板分缝分块。按设计要求面板沿水平方向分5m一块,沿竖直方向分5.4m一块。面板之间呈凹凸折线型搭接,并设置沥青木板伸缩缝。为适合滑模施工要求,面板采用自底到顶一次施工完成,跳仓浇筑。施工至竖直方向伸缩缝位置应及时埋设沥青木板伸缩缝。最后自坡面钻孔设置导盲管至砂碎石反滤层。
 
  (2)注意事项。一是模具制作。①顶模:为抵抗新浇砼的浮托力,必须确保顶模的重量。经过反复实验,采用5根宽20cm,高7cm,厚5mm的槽钢焊接成长5.4m宽1m的顶模,顶模上面加焊两根宽20cm长5.4m的槽钢,作为配重,顶模共重约1.6T;为保证砼表面的平整度,在焊接成型的顶模下面覆盖一块厚2mm长5.4m宽1m的不锈钢片。成型的顶模每隔110cm焊接Φ20螺纹钢,利于模板的吊装。顶模两侧焊接直径20cm的空心钢管,用于电动葫芦的铁链牵引(详见图2顶模示意图)。②侧模:高16cm,由顶宽5cm厚4mm的槽钢与正方形钢管焊接而成。③牵引系统:由两个3T电动葫芦、两条Φ7铁链、两个3.2T弯钩及两块牵引槽钢组成。牵引槽钢采用宽20cm,高7cm,厚5mm的槽钢,长2m,每间隔30cm焊接一根Φ20螺纹钢,用挖机挖斗打入土层1m,外露1m。二是模具安装在面板竖直伸缩缝处安装侧模,为防止漏浆,底部用砼找平。顶模置于侧模之上,两侧用Φ7铁链与上部的电动葫芦相连。电动葫芦安装于坝顶的牵引槽钢,两葫芦必须确保处于同一水平线上,且提升时必须确保简易滑模两边平衡。(详见图3滑模安装提升示意图)三是混凝土浇筑。施工过程中对混凝土的要求比较高,特别是混凝土的塌落度。混凝土塌落度在施工场地的塌落度应控制在5cm左右,过大,浇筑上部时会引起下部的拱起;过小,则振捣难度加大,混凝土内部密实质量难以控制。由于本工程采用的是商品混凝土,本项目距离最近的商砼供应站为4km左右,考虑到施工时间在6~9月份的高温季节,且料罐车在运输过程中混凝土会发生分离、泌水、塌落度损失,经过反复实验,最终采用混凝土出厂塌落度为8cm左右。根据每次浇捣的时间段,再做微调节。浇筑时,直接从料罐车下料自溜槽,送至工作面,人工平仓振捣,浇满一仓后,将滑模提升20cm,再浇筑,依此递推直到浇筑完成。滑模每提升一次,必须作一次表面抹光,以保证砼外观质量。四是混凝土保养。由于表面积较大,为此采用滴管加麻袋铺盖的方法进行养护。在混凝土陡坡上部铺设水管,水管处留有出水口,混凝土表面采用麻袋铺盖,确保混凝土的养护质量。
 
  (3)效果。一是质量好。经抽样检查,混凝土厚度在16cm以上(设计厚度16cm);温度钢筋网位于面板下4—6cm,均满足设计要求。混凝土芯样外观光滑,无任何不密实情况;抽样C30混凝土强度最低为40.8mpa,最高43.4mpa满足设计要求;混凝土护坡的外观质量得到了进一步的保证,混凝土陡坡的平整度一般控制在1cm以内。二是进度快。原先采用的普通钢模翻板作业,一块面板(5*5.4*3m)自立侧模开始,10个工人需要12个小时,且工人劳动强度大;采用简易滑模作业,自立侧模开始,6个工人需要8个小时。三是耗材少。单套模板施工一天完成一块陡坡砼,可循环使用,且无装模工等劳动力消耗。考虑到本项目战线长,作业面大,准备了两套模具,两个班组于不同仓面同时施工。
 
  三、新型简易滑模适应条件与应用前景
 
  新型电动葫芦的简易滑模施工工艺适用于坡度在1∶1与1∶3之间,跨度在10m以内、单块混凝土方量较小的混凝土陡坡施工。根据以往的施工经验,若陡坡面坡比比1∶3更缓,可采用浇筑普通面层混凝土的方法,施工工艺比较简单,用工量相对较少,质量也能得到保证。若陡坡面坡比比1∶1更陡,一般应采取立模浇筑的工艺实施,才能确保混凝土坡面的质量。新型简易电动葫芦滑模简单实用,操作简便,原材料和场地要求不高,一般本地均可采购得到原材料,占用场地极小,施工中能够确保混凝土陡坡面板的质量,有广泛的推广价值。
 
  参考文献:
 
  1.毛风林.我国滑动模板施工技术的新进展.建筑技术,1997(28)
 
  2.王怀军.水布娅面板混凝土的设计与施工.中国西部科技,2011(36)
 
  3.普梅.安宁市五一水库除险加固竖井滑模设计与施工.水利建设与管理,2011(4)

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