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水电站闸墩滑模施工技术

1、概述

  滑模施工是水利水电工程中一项高效、低廉的混凝土施工,具有施工速度快、质量好、成本低等优点。在水利水电工程中采用滑模技术施工可以成倍地提高混凝土浇筑,对于工期紧张、紧急渡汛要求的工程具有重要的功用。

  与铁路、桥梁等工程所用的滑模技术相比,水利水电工程滑模施工具有结构复杂、精度高、浇筑量大等特点。在水利水电工程施工过程中,滑模结构还包括有门槽、弧度变化大,施工要求高。

  二、结构组成

  滑模是一个钢制框架结构,一般从检修门槽和工作门槽分开,由墩头、中间段和墩尾三段通过高强度螺栓连接组成,总重达数十吨。每座水电站根据各自的闸墩尺寸设计滑模。滑模的主体结构是由工字钢、槽钢、角钢三种型钢焊接而成,辅助钢材有钢管、扁钢、钢丝,用来制作滑模顶部栏杆及其遮雨蓬、抹面吊篮和爬梯。

  首先根据设计图纸,用槽钢和工字钢焊接成闸墩形状的结构(带门槽结构),尺寸略比闸墩的混凝土保护层大5cm左右。滑模主体结构高度一般在2m左右,再在滑模内侧安装约1m高的组合钢模板,通过螺栓和钢片扣与滑模主体结构相连,每快钢模板再有螺栓连接起来。由于一般闸墩在墩头顶部带有牛腿结构,所以在滑模上升到牛腿高程时,滑模墩头的弧形部分可以整体拆除,再安装上带有牛腿形状的组合钢模板继续浇筑。

  在滑模上升到滑模底部距离地面2~3m高度时,在其底部挂上由角钢、钢丝焊接成高约2m的抹面吊篮,便于工人抹面平整。

  滑模的动力装置一般采用离心式液压千斤顶。千斤顶安装在滑模顶部的钢结构梁上,位置在闸墩的钢筋范围之内,千斤顶中心有一根空心钢管用于插在混凝土中。各个工程采用的滑模尺寸不一样,所以千斤顶数目也不相同,但一般采用偶数个千斤顶。考虑到滑模与混凝土之间的摩擦力,千斤顶总的顶升力要大于5倍滑模自重。

  离心式液压千斤顶中间穿过一根空心钢管,钢管带有内螺纹,两根钢管由一个两头带有外螺纹的等大空心钢管接头连接起来。滑模的爬升就是靠千斤顶夹紧空心钢管而提升上去的,每次提升约10cm,以便观察闸墩混凝土保护层是否脱落,如果达到工程要求就连续提升,使滑模上升20~30cm.

  离心式液压千斤顶工作原理:启动电源,由电动机增压使所以千斤顶上活塞同时丈移一段距离,抓紧钢管;再通过向下活塞加压。

  滑模上各控制点,如滑模的墩头、中间段、墩尾外侧都设有吊线,用于检查滑模是否倾斜,如发生倾斜要及时调整。

  在滑模结构设计时要注意分块位置、千斤顶安装位置。滑模上设有楼梯上下。

  三、施工控制

  1.安装与调试

  在预先浇筑好的、且有闸墩预埋钢筋(钢筋高出地面高度在1.5m以内)的闸墩底版

  上进行清基、混凝土表面凿毛,至符合施工要求。

  用测量仪器定出各控制点,这些点用来安装滑模是对齐模板。在闸墩混凝土保护层外侧的地面上放置一些10~20cm高的木枋垫层,用于放置滑模。用门机或塔机把滑模的墩尾、中间段和墩头分别吊装放在木枋垫层上,使他们大致对接。

  再用一种俗称“葫芦”的起重机把各段位置调整好,并用螺栓连接起来,使滑模模板对齐各控制点。在离心式液压千斤顶的中间安装好空心钢管,钢管一头接触到闸墩毛面上,使千斤顶夹紧钢管。千斤顶在每次使用之前要彻底检修、清洗干净。把预埋钢筋接长,一般采用对接埋弧焊和搭接电焊,搭接焊时,单面焊焊缝长度要大于10d,双面焊要大于5d.钢筋接长长度不宜太长,否则方便浇筑。

  在检查好一切细部结构后,打开电源,启动电动机增压,把整体滑模提升10~20cm高。提升完后用测量仪器检测滑模是否有倾斜、偏移,如有不符要求,立即进行调整,使滑模模板对齐各控制点。对齐之后,在滑模底部的空隙出用组合钢模板或木模板进行安模封堵,并焊好衬筋,防止模板在浇筑时爆模。安模后,在滑模结构各控制点挂上可变长的吊线,用于随时进行变形观测。

  2.运行操作

  在完成安装与调试后便可进行浇筑。由于滑模施工的技术需求,混凝土浇筑要连续的进行,可选用门机或塔机进行浇筑。先浇筑一层到高度位于滑模模板中部的混凝土,振捣时用11公斤的变频振动器,振捣时注意次数以免翻砂或爆模。在满足施工要求的情况下,将滑模提升20cm左右高,拆除滑模底部下面安装的组合钢模板或木模板,检查浇筑质量,并抹面平整处理。用仪器观测闸墩是否出现倾斜或偏移,在各项参数达到技术要求后继续浇筑。每隔1小时左右即可提升,每次提升20左右。钢筋长度不够时继续加长,钢管长度不够时再接长。

  滑模上升2~3m后,在滑模底部挂上吊篮用于抹面和养护,在吊篮外面挂上安全网。夏季养护一般采用洒水养护,每隔半小时左右养护一次,天热时不间断地养护。

  在闸墩高度上升到设计高度的1/2时,暂停浇筑。这时要检查各种设备的工作状态,对于损坏部件要更换或维修,并在观测闸墩的变形情况及检查浇筑质量合格后,再继续浇筑。

  在闸墩的高度上升到牛腿高度时,暂停浇筑混凝土。此时要拆除滑模墩头部位的弧形模板,换上牛腿模板。在处理好闸墩顶部预留结构的模板与埋件后,再行浇筑到闸墩设计高程。在满足?附模板要求后,拆除牛腿模板,把整个滑模结构提升出闸墩顶部置空,并处理闸墩顶面。

  在滑模上升的过稉?,要在闸墩的检修门槽和工作门槽的混凝土中预埋闸门轨道预埋件。轨道预埋件一般采用一块10×20的钢板焊上两根“L”型的钢筋。在滑模上升时,要人工凿毛门槽,使其露出预埋钢板,为以后门槽施工做好准备。可以在预埋件上焊上爬梯,便于上下滑模。

  采用滑模施工技术可以大大减少工期,在水利水电工程中意义非常重要。

  四、滑模的拆除

  由于滑模是大型设备,所以在拆除滑模时也要十分注意。

  1.把闸墩顶部的多余钢筋割掉,把通过离心式液压千斤顶的钢管过高部分也割断,以便在较小高度的提升下把滑模从钢管之中提出来。

  2.把滑模上的附属设备拆下来,如电器控制箱、电焊机、照明设备等,减小起吊重量。

  3.把滑模底部吊挂的吊篮从滑模分节出用氧焊切割开来,把连接滑模的墩头、中间段和墩尾三段的螺栓全部拆除。

  4.用门机或塔机吊住滑模的墩尾段,松开离心式液压千斤顶,使门机或塔机吊起墩尾段滑模,缓慢提升。注意,在起吊时,如滑模门槽构件与闸墩有钩、挂,用氧焊割断。

  5.吊出滑模后,门机或塔机旋转起重臂至预先准备好的空场地上空缓慢放下。当滑模底部的吊篮刚接触到地面时停止下放。圈拆除吊篮后,再把滑模移吊到场地的其余空位置。如此,再把中间段和墩尾段拆除。

  在拆除滑模时要注意安全。

 

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