大斷面高閘墩混凝土澆筑成型設(shè)備應用

賀華雄

(中國水利水電第四工程局有限公司，西寧，810007)

1 工程概況

嘉陵江梯級渠化利澤航運樞紐工程位于重慶市合川區(qū)大石街道利澤碼頭嘉陵江干流上游約3.5km處，開發(fā)任務以航運為主、航電結(jié)合、以電促航，工程等別Ⅱ等，工程規(guī)模大(2)型。利澤航運樞紐工程船閘布置在左岸，電站廠房布置在右岸，中間布置泄洪沖沙閘。泄洪沖沙閘孔數(shù)為14孔，本工程施工6.5孔，共7個閘墩，閘孔單孔凈寬14m，閘墩斷面分兩種類型，一種是27.5m×5m(長×寬)，斷面面積137.5m2，高度35m；一種是27.5m×2.8m(長×寬)，斷面面積77m2，高度35m。泄洪閘建設(shè)在基巖面上，采用平底寬頂堰型，堰頂基本與原主河床齊平，閘底板上、下游設(shè)齒槽，以增加閘底板沿建基面的抗滑穩(wěn)定性。閘室采用底板中間設(shè)縫，每孔閘設(shè)一條結(jié)構(gòu)縫。閘室內(nèi)設(shè)有上游檢修門槽、下游檢修門槽和工作閘門槽各一道。工作閘門為露頂式平板鋼閘門，由固定式卷揚機啟閉；上游檢修門和下游檢修門為露頂式平面滑動鋼閘門，各設(shè)2扇，上游檢修門由設(shè)在壩頂?shù)碾p向門機配自動抓梁操作，門機軌距8.5m，下游檢修門由電葫蘆操作。

2 閘墩成型設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計

閘墩混凝土成型設(shè)備由提升架、支撐鋼管、上操作平臺、模板桁架及模板、下操作平臺五部分組成。2.8m寬成型設(shè)備總重25t；5m寬成型設(shè)備結(jié)構(gòu)總重28t，與2.8m寬成型設(shè)備結(jié)構(gòu)相同，僅在中間加一塊寬2.2m的桁架模板連接成整體即可。成型設(shè)備結(jié)構(gòu)見圖1、圖2。

圖1 2.8m寬閘墩成型設(shè)備結(jié)構(gòu)

圖2 5m寬閘墩成型設(shè)備結(jié)構(gòu)

2.1 成型設(shè)備面板

成型設(shè)備面板采用鋼模板，考慮面板的施工、制造和運輸問題，每個閘墩頭的圓弧模板分兩半，每半為圓弧+5cm直邊，通過Ml6×45mm螺栓連接。閘墩側(cè)面板采用平面模板，模板之間通過M16×45mm螺栓連接，定位銷定位。為便于模板安裝和拆卸，所有模板邊框連接孔均為17×25mm的長圓孔。成型設(shè)備面板模板高度均為1.25m，可澆筑4層混凝土。

2.2 操作平臺

成型設(shè)備的操作平臺即工作平臺，是綁扎鋼筋、澆筑混凝土、提升模板、安裝預埋件等工作的場所，也是鋼筋、混凝土、預埋件等材料和千斤頂、振搗器等小型備用機具的暫時存放場所，液壓千斤頂控制站放在操作平臺的中間部位。下操作平臺連接于提升架下，主要用于檢查混凝土的質(zhì)量、模板的檢修、傾斜度調(diào)整和拆卸、混凝土表面修飾和澆水養(yǎng)護等工作。下操作平臺外側(cè)設(shè)置安全防護欄桿，并掛設(shè)安全網(wǎng)。

2.3 液壓提升系統(tǒng)

液壓提升系統(tǒng)主要由支撐桿、液壓千斤頂、液壓控制站和油路組成。

3 成型設(shè)備工作原理

成型設(shè)備主要以固定在提升架上的液壓千斤頂為爬升動力，采用在已澆筑的混凝土中埋設(shè)的固定鋼管為軌道，帶動1.25m高的模板沿已澆筑的閘墩混凝土表面滑動。閘墩鋼筋制安通過上工作平臺超前閘墩混凝土澆筑進行，混凝土由模板的上口分層向內(nèi)澆筑，每層混凝土澆筑控制在30cm以內(nèi)。當模板內(nèi)最下層的混凝土達到一定強度后，成型設(shè)備開始爬升，每次爬升高度控制在30cm左右。成型設(shè)備爬升后，利用下操作平臺進行質(zhì)量檢查、消缺、養(yǎng)護等作業(yè)。以此連續(xù)循環(huán)作業(yè)，直到閘墩設(shè)計高度，完成整個閘墩施工。

4 閘墩混凝土配合比設(shè)計

閘墩混凝土采用汽車泵入倉澆筑，閘墩混凝土的配合比設(shè)計關(guān)系到成型設(shè)備應用的成敗。其中坍落度、初凝時間的控制尤為重要，通過多次現(xiàn)場試驗，確定最優(yōu)配合比見表1、表2。

表1 閘墩混凝土配合比主要指標

表2 閘墩混凝土配合比參數(shù)

5 成型設(shè)備應用工藝

成型設(shè)備在閘墩旁場地組裝完成后一次吊裝就位，測量校正、爬升桿固定后開始澆筑混凝土，逐層提升，具體應用工藝流程見圖3。

圖3 成型設(shè)備應用工藝流程

5.1 成型設(shè)備投運前準備工作

成型設(shè)備施工有著多工種協(xié)同工作和強制性連續(xù)作業(yè)的特點，任何一環(huán)脫節(jié)都會影響整體應用效果。因此，周密地做好施工準備是成型設(shè)備有效、高效應用的關(guān)鍵。

(1)閘墩檢修門槽及工作門槽模板安裝到位，并將上升至閘頂?shù)乃虚T槽模板加工完成。

(2)檢修門槽及工作門槽一期金結(jié)埋件安裝到位﹐上升連接埋件運至現(xiàn)場。

(3)所有滑升支撐桿調(diào)為豎直，千斤頂調(diào)到同一高程，鋼桁架連接加固完成，上下操作平臺木板鋪設(shè)完成。

(4)對成型設(shè)備面板校核，安裝完成的面板單面傾斜度為面板高度的0.15%。

(5)主副油管、各種密封圈、各種螺栓、斤千頂配件等易損件準備齊全。

5.2 成型設(shè)備初滑

先20cm分層澆筑70cm高的混凝土，3h～4h后將成型設(shè)備提升10cm，檢查脫模混凝土質(zhì)量。如果在斷續(xù)上升澆筑時混凝土外鼓則應延長脫模時間，如果混凝土脫模困難則應縮短脫模時間，具體脫模時間結(jié)合現(xiàn)場氣候、混凝土等條件確定。脫模后進行抹面，確保外觀質(zhì)量。并用儀器觀測閘墩是否出現(xiàn)傾斜或偏移，在各項參數(shù)達到技術(shù)要求后繼續(xù)澆筑，進入正常滑升階段。

5.3 成型設(shè)備連續(xù)應用

(1)正?；^程中，混凝土澆平模板口后開始提升，兩次提升的時間間隔原則上不應超過1h，每次提升20cm左右，如果達不到脫模時間則應采取少提多次的辦法。

(2)成型設(shè)備上升2m～3m后，在成型設(shè)備底部掛上操作平臺架，用于抹面和養(yǎng)護，在平臺架外面掛上安全網(wǎng)。

(3)提升過程中，應使所有的千斤頂充分地進油、排油。提升過程中，如出現(xiàn)油壓增至正?；ぷ鲏毫Φ?.2倍以上還不能使全部千斤頂升起時，停止提升操作，立即檢查原因，及時進行處理。

(4)在正?；^程中，操作平臺保持水平。每滑升20cm～40cm，對各千斤頂進行一次調(diào)平，各千斤頂?shù)南鄬烁卟畈坏么笥?0mm，相鄰兩個提升架上千斤頂升差不得大于20mm。

(5)在成型設(shè)備上升到設(shè)計高度的1/2時，暫停澆筑，檢查各種設(shè)備的工作狀態(tài)，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(zhì)量合格后，再繼續(xù)澆筑。

(6)在滑升過程中，應檢查和記錄結(jié)構(gòu)垂直度、水平度及結(jié)構(gòu)截面尺寸等偏差數(shù)值，如有偏差，即行糾偏。

(7)在滑升過程中，應隨時檢查操作平臺結(jié)構(gòu)、支撐桿的工作狀態(tài)及混凝土的凝結(jié)狀態(tài)，如發(fā)現(xiàn)異常，應及時分析原因，并采取有效的處理措施。

(8)當成型設(shè)備滑升至距頂部標高lm左右時，進入完成滑升階段，此時應放慢滑升速度，并進行準確的抄平和校正工作，保證頂部標高及位置的正確。

5.4 成型設(shè)備拆除

(1)高于液壓千斤頂?shù)匿摴芮懈睿员愠尚驮O(shè)備從固定鋼管上提升分離。

(2)拆除成型設(shè)備上的附屬設(shè)備，如電器控制箱、電焊機、照明設(shè)備等，減小起吊重量。

(3)拆除成型設(shè)備提升架下部的平臺，拆除模板之間的連接螺栓和定位銷等連接件，然后拆除提升架之間的腳手架連接鋼管。

(4)利用提升架上的模板位置調(diào)節(jié)器將模板調(diào)離墻面10cm，然后用汽車吊輔助，將模板與提升架分離。

(5)拆除液壓站和各液壓千斤頂，完成拆除。

6 成型設(shè)備應用出現(xiàn)的問題及處理

成型設(shè)備應用的過程中主要會出現(xiàn)成型設(shè)備傾斜、扭轉(zhuǎn)、面板變形、混凝土表面缺陷、爬桿彎曲等問題，其產(chǎn)生的根本原因在于千斤頂工作不同步，荷載不均勻，混凝土澆筑不對稱，糾偏不平衡等[1]。在施工過程中首先要把好質(zhì)量關(guān)，加強觀測檢查工作，確保良好運行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。

(1)利用千斤頂高差自身糾偏或施加一定的外力給予糾偏。所有糾偏不能操之過急，以免造成混凝土表面拉裂，死彎，模體變形，爬桿彎曲等事故發(fā)生。

(2)爬桿彎曲時，采用加焊鋼筋或斜支撐，彎曲嚴重時，切斷爬桿，重新接長后再與下部爬桿焊接，并加焊“人”字型斜支撐。

(3)模板變形時，對部分變形較小的模板，采用撐桿加壓復原，變形嚴重時，將模板拆除修復。

(4)混凝土表觀缺陷處理，采用局部立模，補上比原標號高一級的膨脹細骨料混凝土并用抹子抹平。

(5)成型設(shè)備施工需連續(xù)進行，因結(jié)構(gòu)需要或意外原因?；瑫r，應采取?；胧?，混凝土停止?jié)仓?，每?5min，滑升1～2個行程，直至混凝土與模板不再粘結(jié)。由于?；斐傻氖┕たp，進行鑿毛處理。在復工前混凝土表面殘渣除掉，用高壓水槍沖洗干凈，混凝土施工縫先鋪一層10cm厚的水泥砂漿，然后再澆筑原配比混凝土，達到施工規(guī)范要求。

7 結(jié)語

利澤航運樞紐項目采用成型設(shè)備施工大斷面、高閘墩混凝土，改變了傳統(tǒng)采用翻模的施工方法。采用機械化施工，提高安全保障，融合現(xiàn)代施工需求，全面應用新技術(shù)，提高閘墩施工質(zhì)量，優(yōu)化施工工序，優(yōu)化工期，提高工效，降低施工成本，可在同類工程推廣應用。