某水库扩建工程1#泄洪洞滑模施工方案

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某水库扩建工程1#泄洪洞滑模施工方案

湖南省涔天河水库扩建工程电站和右岸洞群

土建施工与机电安装工程

1#泄洪洞进水塔EL285.65~EL320段

YD/T 2475-2013标准下载(厂房【2015】技案016号)

中国水利水电第十一工程局有限公司

涔天河厂房洞群工程项目经理部

涔天河水库扩建工程坝址位于湘水支流潇水上游涔天河峡谷出口处,永州市江华瑶族自治县东田镇境内,下距东田镇和江华县城分别为3km和12km。本工程是以灌溉、防洪、向湘江下游长株潭河段补水为主,兼顾发电、航运等综合利用的大型水利水电工程。水库正常蓄水位为313.0m,总库容为15.1亿m3。枢纽工程由钢筋混凝土面板堆石坝、1#泄洪洞、2#泄洞、放空洞、发电引水洞、电站厂房和灌溉渠首等主要建筑物组成。

1#泄洪洞布置在放空洞左侧,轴线距右坝端约160m,采用有压短管进口形式,底板高程260.0m,设1孔10×10m检修门和1孔10×8m弧形工作闸门;洞身底宽10m、高12m,纵坡i=6.25%,全长573m;出口高程224.5m,挑流消能。

根据以往的施工经验,等截面结构构筑物的混凝土衬砌工程采用滑模施工要比传统的支模施工更能保证质量,降低成本,提高工效,减少安全隐患。采用滑模施工由于混凝土是连续浇筑的,故可以最大限度地减少甚至避免施工缝,使混凝土的整体性更好;避免了支模、拆模,搭拆脚手架等多种重复性工作,故进度更快;工效更高;材料消耗更少。因此,该泄洪洞EL:285.65至EL:320.0高程采用滑模浇筑施工。

1、设计提供的施工图纸

采用液压调平内爬式滑升模板,滑模装置为便于加工,提高复用率,有足够的强度、刚度及稳定性,整个模体设计为钢结构,模板、围圈、操作盘、提升架等构件之间均为焊接连接,整个滑模装置主要由模板、围圈、操作盘,提升架、支撑杆(俗称“爬杆”),液压系统等几部分构成。

模板是混凝土成型的模具,其质量(主要包括刚度、表面平滑度)的好坏直接影响着所浇混凝土的成型及外观质量,为了保证质量,模板均采用6mm的钢板制成,用50×50×5mm角钢作为筋肋,模板高度为1.26m,为了便于脱模,模板按一定锥度设计,上下口相差3mm。如果现场有定型钢模板的话,滑模面板也可用P3015或者P6015进行拼装,为便于回收利用,模板与桁架梁间采用螺栓连接。

围圈主要用来支撑和加固模板,使其形成一个整体,围圈采用角钢的角钢制成1m×1m矩形桁架梁,围圈与模板的连接采用50×50×5mm的角钢。

提升架是滑模与混凝土间的联系构件,主要用于支撑模板、围圈、滑模盘。并且通过安装在顶部的千斤顶支撑在爬杆上,整个滑升荷载将通过提升架传递给爬杆,爬杆由φ48×3.5mm的钢管制成,根据施工经验和常规设计,采用“F”型和“开”型提升架,“F”型提升架用18号槽钢钢组合制作而成。“开”型提升架采用18#工字钢作为立杆,并用两层共三根14#槽钢作为开型架横梁。

操作盘是滑模的主要受力构件之一,也是滑模施工的主要工作场地,各构件除满足强度要求外,还应有足够的刚度,操作盘支撑在提升架的主体竖杆件上,通过提升架与模板连接成一体,并对模板起着横向支撑作用,操作盘采用桁架结构,为确保工作盘强度、刚度,经过计算,选用∠100×10和∠80×8角钢加工成桁架,利用角钢互相连接工作盘,形成网架,盘面铺板采用50mm木板或花纹钢板,防止混凝土撒落。盘面必须保持平整、密实。

为便于施工人员随时检查脱模后的混凝土质量,及时修补混凝土局部缺陷,扒出预埋件,以及时对混凝土表面进行洒水养护,在操作盘下方约2.m处悬挂一用∠50角钢制作的辅助盘,用Φ18圆钢悬挂于桁架梁和提升架下。

支撑杆的下段埋在混凝土内,上段穿过液压千斤顶的通心孔,承受整个滑模荷载,并作为竖筋的一部分存留在混凝土内,在选择HM—100型液压千斤顶的同时,选择48×3.5mm焊管作支撑杆,经计算,其承载力及稳定性符合要求。

为使脱模的混凝土得到良好养护,在辅助盘上固定一周Φ50mm塑料管,在此管朝混凝土壁侧打若干小孔,高压水管与此管用三通接头相通,向此管供水,对混凝土进行洒水养护。

(附:模体结构设计图)

3.2、滑模荷载分析计算

钢结构:G1=51144kg

工作人员30人×75kg/人=2250kg

一般工具及材料5000kg

考虑2倍的动力系数及1.3倍的不均匀系数,施工荷载分别为

G2=(2250+5000)×2×1.3=18850kg

单位面积上的滑升摩擦阻力按照计算,同时考虑附加系数为1.5,所以整圈模板上的滑升摩擦阻力为:(按每平方200kg计算)

G3=S×200×1.5=220×200×1.5=66000kg

w=G1+G2+G3

W=51144+18850+66000=135994kg

5、混凝土对模板的侧压力

当采用插入式振捣器时,混凝土对模板的侧压力为:

P=r(h+0.05)

则:P1=2500×(0.3+0.05)=875kg/m2

同时考虑浇筑混凝土时,动荷载对模板的侧压力

P2=200kg/m2

故:P=P1+P2=875+200=1075kg/m2

6、支撑杆(爬杆)计算

P=3.142EI/K(ul)2

E:支撑杆的弹性模量E=2.1×106kg/cm2

k:安全系数,取k=2

ul:计算长度,按0.6×1.8=1.08m计

则p/2=3.142×2.1×106×11.35/[2×(0.6×1.8×100)2]=5037kg/cm2

1/2p0=10000×0.5=5000kg

p0:千斤顶允许承载能力;

因此支撑杆的数量(千斤顶的数量)

w=G1+G2+G3  

P;支撑杆允许承载能力 取5000kg

c:载荷不均衡系数取0.8

放空洞:n=135994/0.8*5000=33.9

结合以上计算,根据结构特征,为保证模体均匀整体滑升,放空洞选用千斤顶48台均可满足要求。

4.1.1模体的第一次组装

滑模模体在加工厂加工成模体构件,现场组装,构件的长度和重量以方便装运为宜。闸墩混凝土浇筑至相应高程时,加工好的模体构件运送到现场吊车吊装范围内的合适位置。

4.1.1.1模体支撑平台施工

由于滑模体是悬空组装,需要先施工支撑平台,施工平台可用脚手架搭设或者利用前期井壁锚杆进行焊接加固。支持平台的必须满足悬空起滑是的刚度要求。

4.1.1.2模体组装顺序

支撑平台施工完成后,进行模体的组装。模体组装的顺序为:桁架梁工作平台框架→提升架→部分液压千斤顶→围圈→模板→铺盘→液压系统→辅助盘。模体组装时要做好以下几点:

(1)要对全体模体组装人员进行技术交底贯彻;

(2)滑模组装要成立专门的指挥小组,指定专人负责指挥;

(3)特殊工种要经过培训并持证上岗;

(4)搭设的滑模组装平台要牢固可靠,焊缝要符合标准要求;

(5)模体组装起吊前要与吊司机制定统一的指挥信号,并保证畅通。

(6)吊运滑模构件时要有专人警戒,起吊物范围内严禁行人;

(7)吊装滑模构件的钢丝绳要绑扎牢固,且在钢丝绳与构件棱角接触部位采取措施保护钢丝绳不被割伤;

(8)大构件钢丝绳的起吊点要尽量使构件起吊平衡,防止构件倾斜;

(9)构件间的连接要牢固可靠,并符合设计要求;

(10)模体构件在仓号上方下落时要缓慢,下方不得有人,待模体下落到人可以手扶高度后,人员从侧面辅助模体就位;

(11)模体与结构设计位置的局部偏差采用导链或机械千斤顶拉顶到位;

(12)滑模组装期间其他相邻工作面工序不得进行上下交叉作业。

滑模按设计要求制作后,进行组装调试,并按下表质量标准进行检查调整。

提升架在两个方向的垂直度

滑模施工前必须做好准备工作,其中包括底板的凿毛、冲洗,滑模组装调试,测量放线工作,为滑模定位组装做好准备。

2、千斤顶进行试验编组

(1)耐压:加压120kg/cm2,5分钟不渗不漏;

(2)空载爬升:调整行程30mm;

(3)负荷爬升:记录加荷5吨,支撑杆压痕和行程大小,将行程相近的编为一组。

因施工用千斤顶,按一般要求需备用一部分,且需经常检修,还需备用如簧、上卡头、排油弹簧、滑块、密封圈、卡环、下卡头等。

滑模组装检查合格后,安装千斤顶,液压系统,插入爬杆并进行加固,然后进行试滑升3~5个行程,对提升系统、液压控制系统、盘面及模板变形情况进行全面检查,发现问题及时解决,确保施工顺利进行。

施工现场需敷设一趟3×25+1电缆,提供380伏电源,为确保滑模施工顺利进行,不发生粘模事故,应做好备用电源准备工作。

滑模施工的特点是钢筋绑扎、混凝土浇筑、滑模滑升平行作业,连续进行互相适应,模体就位后,按设计进行钢筋绑扎,为保证滑升速度,立筋采用套筒联接,分布筋根据钢筋大小采用绑扎连接或者正反丝套筒连接。搭接长度和丝扣要符合设计规范要求,根据滑模的工艺特点,滑模用爬杆(Ф48×3.5mm)需代替部分立筋,且立筋布置于混凝土保护层一侧,以保证滑升过程中钢筋的顺利绑扎。滑升施工中,爬杆在同一水平内接头不超过1/4,因此第一套爬杆要有3种以上长度(6m、3m2m),错开布置,正常滑升时,每根爬杆长3m或6m,要求平整无锈皮,当千斤顶滑升距爬杆顶端小于350mm时,应接长爬杆,接头对齐,不平处用角模机找平磨光,爬杆同环筋相连焊接加固。 5、混凝土浇筑

混凝土的水平运输及垂直入仓能力是影响滑模施工的关键,因此必须有足够的混凝土拌合和入仓能力。同时为保证滑模运行稳定性,以及施工材料和工器具的提升,现场还必须准备切实可行的备用下料方式。

根据该工地的特点以及现场设备配备情况和工期安排情况,为满足滑模施工工艺均匀布料的特殊要求,泄洪洞闸井滑模的混凝土垂直入仓可采用混凝土泵车配合混凝土拖泵来实现混凝土入仓。在滑模模体组装完成后还要在相应位置搭设混凝土泵管架子,架子的搭设必须符合脚手架相应规范要求,并且与模体之间要留有一定的安全距离,以确保滑模正常滑升,同时,随着模体滑升,在相应位置放置预埋件对脚手架进行加固处理。同时,也可以考虑利用后面山体,利用混凝土输料管垂直入仓的方式来实现,下料管底部安装缓存器来防止混凝土分离。

模体组装完成后,根据仓面情况,以及泵管架子所搭设位置,在模

体平台上搭设混凝土分料槽,从而实现混凝土的均匀平仓,溜槽架子固定在模体平台上,跟随模体一起上升。

模板初次滑升要缓慢进行,并在此过程中对提升系统、液压控制系统、盘面及模板变形情况进行全面检查,发现问题及时处理,待一切正常后方可进行正常浇筑和滑升。

施工进入正常浇筑和滑升时,应尽量保持连续施工,并设专人观察和分析混凝土表面情况,根据现场条件确定合理的滑升速度和分层浇筑高度。依据下列情况进行鉴别:滑升过程中能听到“沙沙”的声音;出模的混凝土无流淌和拉裂现象,手按有硬的感觉,并留有1mm左右的指印;能用抹子抹平。

滑升过程中有专人检查千斤顶的情况,观察爬杆上的压痕和受力状态是否正常,检查滑模中心线及操作盘的水平度。

混凝土表面修整是关系到结构外表和保护层质量的工序,当混凝土脱模后,须立即进行此项工作。滑升时混凝土脱模强度控制在0.1~0.3MPa(砼表面用手指按压可留1mm的压痕),这时砼仍处于初凝期间,一般用抹子在混凝土表面作原浆压平或修补,如表面平整亦可不做修整。为使已浇筑的混凝土具有适宜的硬化条件,减少裂缝,在辅助盘上设洒水管喷水对混凝土进行养护。

为满足滑模工艺的要求,保证滑模顺利滑升,留作二期安装的门槽埋件可采用预埋钢板或者将预留钢筋改为一级钢,后期进行回直的方法施工。边滑升边安装,待脱模后利用辅助盘将埋件凿出。待滑模施工完成后,后期进行安装的施工方法。爬梯同样采用预留埋件,后期安装的施工方法。埋件不能突出模板表面。

9、停滑措施及施工缝处理

滑模中线控制:为保证门槽中心不发生偏移,分别在门槽两端各悬挂一根或几根垂线进行中心测量控制,确保门槽的垂直,满足测量要求和金结安装要求。

滑模水平控制:一是利用千斤顶的同步器进行水平控制,二是利用水准仪测量,进行水平检查。滑模施工中出现问题及处理

11、滑模施工中出现问题的处理

滑模施工过程中常见的问题主要有:滑模操作盘倾斜、滑模盘平移、扭转、模板变形、混凝土表面缺陷、爬杆弯曲等。,其产生的根本原因在于千斤顶工作不同步,荷载不均匀,浇筑不对称,纠偏过急等。因此,在施工中首先把好质量关,加强观测检查工作,确保良好运行状态,发现问题及时解决。

2)、利用千斤顶安装的行程限位器,以及安装在爬杆上的水平调节器,有效地保证了滑模的垂直上升。同时在千斤顶与油管的连接处安装了针形阀,通过针形阀的开闭来调节因混凝土内外侧模板的摩擦阻力的不同而引起的内外模板滑升的不同步。

3)、在先期滑起的拦污栅边墩前后两面事先布置埋件,用2根18#槽钢形成轨道,使后期施工的模体沿该轨道垂直滑升,同时也可利用埋件用导链等设备施加一定外力给予纠偏。所有纠偏工作不能操之过急,以免造成混凝土表面拉裂、死弯、滑模变形、爬杆弯曲等事故发生。

11.2、爬杆弯曲处理

爬杆弯曲时,采用加焊钢筋或斜支撑,弯曲严重时切断,接入爬杆重新与下部爬杆焊接,并加焊“人”字型斜支撑。

11.3、模板变形处理

对部分变形较小的模板采用撑杆加压复原,变形严重时,将模板拆除修复。

11.4、混凝土表面缺陷处理

滑模施工时控制好脱模强度,尽量实现软脱模,这样就能利用模体下悬挂的辅助盘利用砼表面原浆进行修复,如果缺陷较大则采用局部立模,补上比原标号高一级的膨胀细骨料混凝土并用抹子抹平。

滑模结束后先进行布料系统的拆除,布料系统的拆除顺序为:竹节筒→溜槽铁皮→支撑立柱。拆除时操作人员要系好安全带,钢丝绳吊点要合适保证起吊平衡,拆除作业时下方不得有人,确保拆除施工安全。拆除的分料系统构件先吊放到合适的位置待下一机组模体组装完成后周转使用。

滑模滑升到设计高程后停止滑模施工,利用吊车对模体进行拆除,模体拆除时要结合吊车的最大起重重量对模体进行分块。拆除时要做好以下安全工作:

(1)模体的拆除顺序及分块要对全体拆除人员进行技术交底;

(2)成立专门的模体拆除指挥小组;

(3)滑模停滑后对模体先进行滑空加固,利用槽钢垫到模体的桁架梁下面,槽钢与预埋的钢筋进行焊接固定;模体上沿利用钢筋斜拉固定;

(4)凿除模体上粘接的混凝土以减轻模体重量;

(5)模体上单件设备利用吊车先行吊下,不吊除的用10#铁丝固定牢固,模体需要拆解的部位,要仔细检查,确保连接全部断开;

(6)模体要拆解的部分要结合吊车的安全起重量,且要留出足够的安全系数,确保拆除人员和吊车的安全;

(7)被拆除的部分要根据现场实际情况选好起吊点,尽量使各起吊绳受力均匀,被吊物受力平衡;

(8)起吊钢丝绳与模体接触部位要做好钢丝绳的保护措施,防止钢丝绳被割伤发生意外;

(9)模体拆除时吊车先给钢丝绳加力,经检查各绳均匀受力后,再割除受力爬杆,爬杆割除过程中要不断调整吊车受力,使爬杆在不受力状态下割除,防止最后割除爬杆时,模体有大的起落晃动;

(10)爬杆全部割断后TBT3122-2010标准下载,缓缓的提升起重设备,经检查确信没有连接后,把模体吊除,指挥人员目送;

(11)模体最后爬杆割除要留在模体需吊移的外侧进行,操作人员不得在被拆除部分的模体内;

(12)模体拆除时,非操作人员要远离施工现场,模体拆除后起吊运行范围内不得有人,经指挥把模体吊放到下一指定位置。

七、劳动组织、施工工期

根据2016年度汛目标调整情况及现场实际施工进度,1#泄洪洞进水塔滑模施工计划2016年4月24日开始,2016年6月7日完成,具体施工进度如下:

1、滑模模体制作:计划工期10天(不占直线工期),在项目物资营地加工完成;

2、滑模模体组装:计划工期10天XXX临建专项施工方案.docx,2016年4月24日至2016年5月8日;

3、浇筑施工:计划工期23天,2016年5月9日至2016年5月31日;

4、滑模拆除:计划工期7天,2016年6月1日至2016年6月7日。

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