底拱翻模施工技術
發布時間:2014-08-05
摘要:三(san)峽(xia)永(yong)久(jiu)船(chuan)閘(zha)地(di)下(xia)輸(shu)水(shui)係(xi)統(tong)隧(sui)洞(dong)體(ti)形(xing)結(jie)構(gou)複(fu)雜(za),表(biao)麵(mian)質(zhi)量(liang)要(yao)求(qiu)高(gao),平(ping)洞(dong)底(di)拱(gong)按(an)常(chang)規(gui)方(fang)法(fa)施(shi)工(gong),混(hun)凝(ning)土(tu)表(biao)麵(mian)缺(que)陷(xian)無(wu)法(fa)消(xiao)除(chu)。底(di)拱(gong)翻(fan)模(mo)抹(mo)麵(mian)技(ji)術(shu)成(cheng)功(gong)地(di)解(jie)決(jue)了(le)這(zhe)一(yi)難(nan)題(ti),施(shi)工(gong)後(hou)混(hun)凝(ning)土(tu)表(biao)麵(mian)光(guang)滑(hua)平(ping)整(zheng),消(xiao)除(chu)了(le)水(shui)汽(qi)泡(pao)、麻麵等混凝土施工中的“頑症”,滿足了設計需要。
關鍵詞:地下隧洞 混凝土施工 底拱翻模 三峽工程
1 概況
三峽永久船閘地下輸水係統由3條(襯後為4條)輸水隧洞和36口豎井組成,其中包括16口斜井及72個漸變段,隧洞總長約5 500m。隧洞結構設計複雜,洞洞交叉,洞井相貫,斷麵多變,其中平洞標準段襯砌斷麵為11種之多,最長一段直洞長度僅約為128 m。標準段除有少部平洞外,其餘均為坡比1∶7或1∶8的斜坡段,斜坡升降處均為圓弧過渡,進出口處還設有平彎,72個漸變段共有19種不同的尺寸。
1.1 結構特點
平洞底拱除閘室段為方形、漸變段為兩條小圓變方或方變小圓、T型管及十字管為兩條45°倒角外,其餘標準段底拱均為寬5 m,兩側為R50 cm的反圓弧,南北坡襯砌厚60 cm,中隔墩襯砌厚100 cm。標準段底拱斷麵結構見圖1。
1.2 施工步驟
平洞混凝土施工程序分為兩步:先澆底拱,後澆邊頂拱。底拱澆高70~90 cm,圓弧上去20~40 cm,以便邊頂模板搭接。澆築長度南北坡為8 m,中隔墩為12 m。
1.3 表麵平整度要求
由於通航後隧洞表麵要承受高達30 m/s水流的衝刷,為提高混凝土表麵的耐久性,澆築後混凝土表麵平整度質量要求高。表麵平整度用3 m直尺檢查,Ⅰ類區垂直水流方向的起伏差小於3 mm,平行水流方向的起伏差小於5 mm,縱坡≤1/50,不允許在混凝土表麵出現蜂窩、麻麵、水汽泡及直徑或深度大於5 mm的氣孔洞。
2 初期施工及試驗情況
永久船閘地下輸水隧洞從1999年9月29日第1塊底拱結構混凝土開始澆築。底拱模板結構反弧部分R50 cm及邊牆采用定型鋼模板,兩邊用桁架相連,底板3 m段采用人工刮平抹麵。底拱定型模板結構見圖2。
由於混凝土澆築時,反弧部分汽泡難以排出,聚積吸附在模板表麵,脫模後在混凝土表麵出現大量的水汽泡、麻麵;同時中部桁架密集,人工刮平抹麵困難,致使底板平整度較差,極大地影響了混凝土表麵質量。
zhenduichuqidigongjiaozhuzhongchuxiandebiaomianzhiliangwenti,jinxinglegezhongxiangguanshiyan,baokuobutongdezhendaoshijian,mobankaikong,mumobanhezaigangmobanjianeichendengjizhongtiaojiandeshiyan。
為了保證試驗效果,還在鋼模板及木模表麵鋪定吸濕性好的土工織物和生白布,但土工織物和生白布隻能周轉2~3ci,chengbengao,qiewufachedijiejuebiaomianpingzhengdujishuiqipao。jingduocishiyan,womenrenwei,zhiyougaibianchangguideshigongfangangaishangongyicuoshicainengxiaochudigonghunningtubiaomianshuiqipao,yinci,womencaiyongxindeshigongfangfa??底拱翻模抹麵技術。
3 底拱翻模
底拱翻模抹麵技術投入使用後,在施工中得到了不斷完善和發展。目前,底拱翻模主要分為底拱翻模台車和底拱小翻模兩種結構形式。
3.1 底拱翻模台車結構
底拱翻模台車為整體結構,主要由模板、台車架、拖板、撐杆、行走輪、支架及軌道等組成,見圖3。
模板包括R50 cm反弧段、高40 cm邊牆及50 cm底板直段,麵板厚6 mm。模板每塊長2 m,模板間用螺栓連接。
台車架主要由型鋼組成,分為4 m一段,底部拖板導軌固定於台車架上。行走輪移動時固定於台車架上;澆築時在台車架兩端用鋼凳支撐住。
手動撐杆用於模板支撐及脫立模,當用手動撐杆把模板脫空後,換用1~2 t手拉葫蘆把模板拉攏台車架,並用掛鉤把模板固定於台車架上。
拖板長約2.7 m,寬50 cm,上置2隻1.1 kW平板振搗器。刮板前後往返運行時用1 t手拉葫蘆進行牽引。
軌道采用[12槽鋼。後部軌道置於底板混凝土上,前部軌道置於已綁紮的底板鋼筋上。軌道前後循環,重複使用。
3.2 底拱小翻模結構
底拱小翻模主要由模板、背肋、拉筋、樣架、刮軌及支架等組成,見圖4。
模板同樣包括R50 cm反弧段、高10 cm邊牆及底板。模板麵板厚3 mm,高55 mm,每塊模板長1.2 m,模板相互間用∪形卡相連。
背肋緊貼模板內肋,以便通過拉筋把模板拉緊固定。背肋分為橫、縱向,均用1.5″鋼管,縱肋彎製而成,間距60 cm。
刮板用方鋼或槽鋼製成。刮板導軌用?25圓鋼通過尼龍錐套與底板鋼筋固定,混凝土平整後把導軌及錐套取出,人工抹平。
支架由1.5″鋼管通過用碗扣連接而成。支架主要用於模板拆翻、振搗、抹麵及混凝土輸送泵管架設。
3.3 底拱翻模技術參數及施工程序
底拱翻模主要技術參數如下。
序相同:紮筋→立模→校正→澆築→平倉振搗→翻模→抹麵→模板移裝。不同之處主要為:一是底拱台車整體移裝,拖板導軌固定於台車架上;而底拱小翻模分塊移裝,刮板導軌固定於底板鋼筋上;二是底拱台車車架可作施工平台及混凝土輸送導管架,而底拱小翻模需另搭設施工平台。
平洞底拱用翻模施工,隻要根據混凝土初凝強度,掌握好翻模時間,把混凝土表麵抹平、壓光,便可徹底消除混凝土表麵水汽泡、麻麵及錯台。
3.4 底拱翻模工藝措施
(1)塌落度控,製混凝土澆築采用泵送分層平鋪入倉,澆築層厚≤50 cm,塌落度嚴格控製在12~16 cm之間。
(2)澆jiao築zhu順shun序xu,先xian將jiang混hun凝ning土tu澆jiao築zhu至zhi底di板ban內nei層ceng鋼gang筋jin以yi下xia,然ran後hou改gai由you邊bian牆qiang下xia料liao,當dang混hun凝ning土tu由you邊bian牆qiang圓yuan弧hu模mo板ban底di部bu溢yi出chu後hou,再zai從cong中zhong間jian底di板ban下xia料liao至zhi底di板ban高gao程cheng,最zui後hou再zai把ba邊bian牆qiang澆jiao滿man。
(3)平倉振搗,混凝土入倉後,骨料有堆積的地方采用人工及時平倉分料及振搗;振搗棒作業時要求“快插慢退”,振搗時間控製在40~50 s,以混凝土不再冒氣泡且表麵泛漿為止。
(4)底板平整,收倉後,底板混凝土略高於設計高程,初步用拖板或刮板進行平整處理,最後用抹鏟人工找平、壓光。
(5)翻模、抹麵,混凝土初凝強度達到0.1~0.3 MPa時,按澆築順序逐塊翻起模板,用泥鏟抹平、壓光殘留於反弧段混凝土表麵的水汽泡、麻麵及錯台等,消除表麵缺陷。
4 施工應用與拓展
4.1 底拱翻模台車施工
底拱翻模台車於1999年5月18日首次用於南-平洞S4塊底拱澆築。
底拱翻模台車整體進行脫立模、移位;混凝土澆築後,按混凝土澆築順序逐塊翻轉模板,對反圓弧麵等存在水汽泡、麻麵的部位進行人工抹麵、壓光,較好地解決了混凝土表麵缺陷。但由於台車重量大,移位、翻轉較困難,翻模時間較長,易錯失最佳抹麵時機;模板翻轉時易對相鄰塊產生擾動,在混凝土表麵產生裂紋;同時,由於台車架空間較小,不利於進行拖板、抹麵作業。
4.2 底拱小翻模施工
底拱小翻模於2001年7月20日首次投入北-N16平洞底拱施工。
雖然模板小塊拚裝,需設置較多拉筋、搭架等,工序較繁雜,但模板重量輕,裝拆、轉移方便,時間短,易於把握住最佳抹麵時機;底拱刮平、抹麵施工空間大,模板翻拆時不易擾動相鄰塊,混凝土表麵無裂紋;在與邊頂拱同步施工中,利於邊頂台車的安裝、材料運輸及混凝土輸送,而且適用於彎道施工,所以底拱小翻模在平洞施工中顯示出較強的適用性。
4.3 底拱翻模的拓展
底拱小翻模結構簡單,適合於地下洞室施工,所以在後來的施工中,底拱小翻模又發展應用到平洞旁彎、升坎溢流麵、漸變段、閘室段、T型管、十字管、56.9°的斜井上、下彎段及直段部分底板等。斷麵形式多樣,有圓弧形、45°倒角及圓變方或方變圓等;模板既有鋼模,亦有木模。為底拱混凝土的優質施工奠定了堅實的基礎。
另(ling)外(wai),底(di)拱(gong)小(xiao)翻(fan)模(mo)除(chu)在(zai)三(san)峽(xia)永(yong)久(jiu)船(chuan)閘(zha)地(di)下(xia)輸(shu)水(shui)隧(sui)洞(dong)中(zhong)廣(guang)泛(fan)使(shi)用(yong)外(wai),還(hai)在(zai)三(san)峽(xia)右(you)岸(an)地(di)下(xia)電(dian)站(zhan)廠(chang)房(fang)引(yin)水(shui)隧(sui)洞(dong)中(zhong)得(de)到(dao)了(le)成(cheng)功(gong)應(ying)用(yong)。引(yin)水(shui)隧(sui)洞(dong)直(zhi)徑(jing)為(wei)13.5 m,底拱翻模結構見圖5。
用底拱翻模抹麵技術施工,混凝土表麵光滑平整,徹底消除了表麵水汽泡、麻ma麵mian等deng,滿man足zu了le設she計ji質zhi量liang要yao求qiu,還hai可ke節jie省sheng大da量liang的de缺que陷xian處chu理li費fei用yong和he時shi間jian,減jian少shao了le三san峽xia電dian站zhan通tong航hang發fa電dian後hou,隧sui洞dong混hun凝ning土tu表biao麵mian在zai高gao速su水shui流liu衝chong刷shua下xia發fa生sheng氣qi蝕shi的de可ke能neng性xing及ji維wei修xiu的de機ji率lv,具ju有you較jiao大da的de經jing濟ji效xiao益yi和he社she會hui效xiao益yi。