淺談水利水電工程中的滑模施工

吳松泉　陸一青　徐海亮

摘要:滑模施工是水利水電工程中一項高效、低廉的混凝土施工,具有施工速度快、質量好、成本低等優點。在水利水電工程中采用滑模技術施工可以成倍地提高混凝土澆筑,對于工期緊張、緊急渡汛要求的工程具有重要的功用。

關鍵詞:水利水電工程;閘墩;滑模施工

引言。為了防止江河上游水土流失的嚴重化,在江河中下游還要治理蓄滯洪區和湖泊、洼地,必要時要退耕還林還湖,平垸行洪、移民建鎮。為了改變防洪的被動局面,必須對水土資源統一進行規劃,有舍有保,既要保證堤防能抗御一定標準的設計洪水,在超標準的大洪水下還要給洪水的出路讓出一些農田以容蓄洪水,避免災害的擴大,減少人民生命財產的損失,使人、地、水能協調相處。因此要加強水利水電工程建設。滑模施工技術是混凝土工程和鋼筋混凝土工程中機械化程度高、施工速度快、場地占用少、安全作業有保障、綜合效益顯著的一種施工方法。所以滑模技術在水利水電工程中得到了應用。

滑模不僅包含普通的模板或專用模板等工具式模板,還包括動力滑升設備和配套施工工藝等綜合技術,目前主要以液壓千斤頂為滑升動力,在成組千斤頂的同步作用下,帶動1米多高的工具式模板或滑框沿著剛成型的混凝土表面或模板表面滑動,混凝土由模板的上口分層向套槽內澆灌,每層一般不超過30cm厚,當模板內最下層的混凝土達到一定強度后,模板套槽依靠提升機具的作用,沿著已澆灌的混凝土表面滑動或是滑框沿著模板外表面滑動,向上再滑動約30cm左右,這樣如此連續循環作業,直到達到設計高度,完成整個施工。與鐵路、橋梁等工程所用的滑模技術相比,水利水電工程滑模施工具有結構復雜、精度高、澆筑量大等特點。在水利水電工程施工過程中,滑模結構還包括有門槽、弧度變化大,施工要求高的特點。

1 水利水電滑模施工控制

1.1 安裝與調試

在預先澆筑好的、且有閘墩預埋鋼筋(鋼筋高出地面高度在1.5m以內)的閘墩底版 上進行清基、混凝土表面鑿毛,至符合施工要求。用測量儀器定出各控制點,這些點用來安裝滑模是對齊模板。在閘墩混凝土保護層外側的地面上放置一些10~20cm高的木枋墊層,用于放置滑模。用門機或塔機把滑模的墩尾、中間段和墩頭分別吊裝放在木枋墊層上,使他們大致對接。再用一種俗稱“葫蘆”的起重機把各段位置調整好,并用螺栓連接起來,使滑模模板對齊各控制點。在離心式液壓千斤頂的中間安裝好空心鋼管,鋼管一頭接觸到閘墩毛面上,使千斤頂夾緊鋼管。千斤頂在每次使用之前要徹底檢修、清洗干凈。把預埋鋼筋接長,一般采用對接埋弧焊和搭接電焊,搭接焊時,單面焊焊縫長度要大于10d,雙面焊要大于5d。鋼筋接長長度不宜太長,否則方便澆筑。在檢查好一切細部結構后,打開電源,啟動電動機增壓,把整體滑模提升10~20cm高。提升完后用測量儀器檢測滑模是否有傾斜、偏移,如有不符要求,立即進行調整,使滑模模板對齊各控制點。對齊之后,在滑模底部的空隙出用組合鋼模板或木模板進行安模封堵,并焊好襯筋,防止模板在澆筑時爆模。安模后,在滑模結構各控制點掛上可變長的吊線,用于隨時進行變形觀測。

1.2 運行操作

在完成安裝與調試后便可進行澆筑。由于滑模施工的技術需求,混凝土澆筑要連續的進行,可選用門機或塔機進行澆筑。先澆筑一層到高度位于滑模模板中部的混凝土,振搗時用11公斤的變頻振動器,振搗時注意次數以免翻砂或爆模。在滿足施工要求的情況下,將滑模提升20cm左右高,拆除滑模底部下面安裝的組合鋼模板或木模板,檢查澆筑質量,并抹面平整處理。用儀器觀測閘墩是否出現傾斜或偏移,在各項參數達到技術要求后繼續澆筑。每隔1小時左右即可提升,每次提升20左右。鋼筋長度不夠時繼續加長,鋼管長度不夠時再接長。滑模上升2~3m后,在滑模底部掛上吊籃用于抹面和養護,在吊籃外面掛上安全網。夏季養護一般采用灑水養護,每隔半小時左右養護一次,天熱時不間斷地養護。在閘墩高度上升到設計高度的1/2時,暫停澆筑。這時要檢查各種設備的工作狀態,對于損壞部件要更換或維修,并在觀測閘墩的變形情況及檢查澆筑質量合格后,再繼續澆筑。在閘墩的高度上升到牛腿高度時,暫停澆筑混凝土。此時要拆除滑模墩頭部位的弧形模板,換上牛腿模板。在處理好閘墩頂部預留結構的模板與埋件后,再行澆筑到閘墩設計高程。在滿足模板要求后,拆除牛腿模板,把整個滑模結構提升出閘墩頂部置空,并處理閘墩頂面。在滑模上升的過程中,要在閘墩的檢修門槽和工作門槽的混凝土中預埋閘門軌道預埋件。軌道預埋件一般采用一塊10×20的鋼板焊上兩根“L”型的鋼筋。在滑模上升時,要人工鑿毛門槽,使其露出預埋鋼板,為以后門槽施工做好準備。可以在預埋件上焊上爬梯,便于上下滑模。采用滑模施工技術可以大大減少工期,在水利水電工程中意義非常重要。

1.3 滑模的拆除

1.3.1 把閘墩頂部的多余鋼筋割掉,把通過離心式液壓千斤頂的鋼管過高部分也割斷,以便在較小高度的提升下把滑模從鋼管之中提出來。

1.3.2 把滑模上的附屬設備拆下來,如電器控制箱、電焊機、照明設備等,減小起吊重量。

1.3.3 把滑模底部吊掛的吊籃從滑模分節出用氧焊切割開來,把連接滑模的墩頭、中間段和墩尾三段的螺栓全部拆除。

1.3.4 用門機或塔機吊住滑模的墩尾段,松開離心式液壓千斤頂,使門機或塔機吊起墩尾段滑模,緩慢提升。注意,在起吊時,如滑模門槽構件與閘墩有鉤、掛,用氧焊割斷。

1.3.5 吊出滑模后,門機或塔機旋轉起重臂至預先準備好的空場地上空緩慢放下。當滑模底部的吊籃剛接觸到地面時停止下放。圈拆除吊籃后,再把滑模移吊到場地的其余空位置。如此,再把中間段和墩尾段拆除。

2 降低滑模施工成本

滑模裝置、滑模設備及支承桿是滑模施工中的一套臨時性設施,不是結構本身的組成部分,其-次性投資費用相對較大,但理論分析與實踐證明,滑模施工在一個工程中攤銷的成本并不比其它工藝施工的費用大,相反,只要具備一定的通用性,維護良好,其綜合效益明顯,尤其是在市場化后的現在,滑模工藝更體現了它的優越性。盡管如此,滑模工藝的成本還可以在以下幾個方面進-步挖潛,以提高其競爭力:加強管理,減少人為損耗和浪費;滑模支承桿盡量采用φ48×35mm鋼管支承桿體外布置,提高支承桿回收率,減少支承桿的數量等,將支承桿的無功損耗降低到最小;因地制宜地選擇適宜的滑模工藝,或幾種施工工藝綜合利用,發揮各自工藝的最大效益。

3 水利、港口和種種護岸護坡工程

發達國家在河岸和海岸工程中,廣泛采用滑模技術生產河、海護岸混凝土工程。在水利工程的渠道和運河混凝土襯砌工程中廣泛使用滑模技術,發展潛力很大。