紫坪鋪大壩混凝土面板滑模施工

葉 建 洪

(中國水利水電第十二工程局,浙江 杭州 310004)

1 前 言

紫坪鋪混凝土面板堆石壩的面板設計混凝土量6.28萬 m3,面積 11.66萬 m2,共分 49塊,塊寬 16m和 8m二種,最大斜長 258.55m,面板厚度由頂部30cm直線變至與河床段趾板相接處的 83cm。面板混凝土設計強度 C25,抗?jié)B標號 W 12,抗凍標號F100。面板分三期施工:一期面板分縫處高程為796.00m,最大高差 66.52m,最大斜長 114.41m,厚度從與河床段趾板相接處的 83cm直線變至分縫處的 59.3cm,設計混凝土量為 2.37萬 m3,面積為3.68萬 m2,共分 26塊,其中 16m寬的 25塊,8m寬的 1塊;二期面板分縫處高程為 845.00m,最大高差49.00m,最大斜長 84.3m,厚度從 59.3cm直線變至分縫處的 42.0cm,設計混凝土量為 2.37萬 m3,面積為 4.30萬 m2,共分 41塊,其中 16m寬的 29塊,8m寬的 12塊;三期面板頂與防浪墻相接,最大高差34.8m,最大斜長 59.84m,厚度從 42cm直線變至30.0cm,設計混凝土量為 1.54萬 m3,面積為 3.68萬 m2,共分 49塊,其中 16m寬的 29塊,8m寬的 18塊,左右兩岸各一塊連接塊。

根據施工總進度計劃要求,一、二期面板混凝土澆筑均要求在兩個月內完成,以滿足度汛及下閘蓄水需要。因此施工工期緊、強度大。

2 混凝土拌和系統(tǒng)布置及拌和、運輸設備配置

采取在壩體上游臨時斷面頂面(810m高程)布置小型拌和站拌制混凝土,與拌和站配套的骨料倉、袋裝水泥庫、粉煤灰?guī)斓染贾迷诎韬驼緝蓚?骨料采用裝載機向拌和站配料機喂料,電子稱計量;采用袋裝水泥,人工拆包。采用這種小型、分散、靈活的拌和系統(tǒng)布置形式,其優(yōu)點主要是混凝土到倉面運輸距離短、運輸機械簡單、倉面與拌和站聯(lián)系方便,便于混凝土拌和物的質量控制;同時避免因較長距離運輸造成的混凝土拌和物中的粗骨料下沉分離、坍落度損失及砂漿流失等缺陷。

壩頂共布置小型拌和站 3座,內設 4臺 0.75m3拌和機。還布置了 1座備用拌和站,內設 1臺0.75m3拌和機,在拌和站檢修和出現(xiàn)故障時啟用。

拌和站數量和拌和機容量的確定,按以下方法得出:(1)一、二期面板混凝土施工總工期為二個月,每月有效工作天數按 25天計算,每天有效工作時間 20h計算,則平均混凝土澆筑強度為 23.7m3/h。(2)拌和機拌制混凝土時間每 5min一次(因為在混凝土中摻加了聚丙烯纖維,所以拌和時間最少要 4min,另外再加上上料和出料時間)。拌制一次量為 0.55m3計(每拌一次用 150kg水泥,為三包袋裝水泥,同時 0.55m3約為運輸混凝土的機動翻斗車裝料斗一斗),這樣便于出料和運輸。(3)4臺拌和機每小時拌制混凝土為 26.4m3/h,大于 23.7m3/h,滿足拌和強度要求。

混凝土運輸采用機動翻斗車進行,配置 FC15型翻斗車 10臺,其中 2臺備用。因為混凝土拌和站布置在一期臨時斷面的壩面,所以混凝土運輸距離很近,用翻斗車運輸轉彎、回頭靈活方便,與溜槽配合卸料快,工作效率高。

3 滑模模板及機具配置

面板條帶寬分為 16m、8m兩種?；Ｄ０逶O計長度為 8.8m、寬度 1.2m,可用作 8m寬面板滑模,將兩塊 8.8m模板拼接后,可用作 16m寬面板滑模。模板主梁選用 I56a工字鋼,比通常的 12m、6m寬面板滑模模板主梁大得多,以加強模板的剛度。從使用情況看,效果很好。滑模兩節(jié)拼裝后重 7136kg(不包括后部的抹面工作平臺),每米重量 430kg。滑模牽引動力為 10t卷揚機,每套滑模配置 2臺,每臺卷揚機配 5m3混凝土預制塊壓重。

一期面板厚度較大,厚 82.5～59.2cm。側模板設計時,改變了通常全部用方木疊加作為側模的方法,而是采用鋼木組合結構,上部變坡部分和下部止水銅片位置用方木,中部用自制輕型鋼模板,鋼模長度 2.0m,高度分 30cm和 50cm兩種,以供組合。采用這種結構模板,減小了立模工作量,加快了立模速度,提高了面板側邊的平整度。

為便于壩斜坡面上的施工材料運輸,如鋼筋、側模板等,設計自制了運輸臺車。臺車為鋼結構,長9m、寬 1.0m,裝 4只橡膠輪胎。每臺車配 1臺 5t卷揚機作為牽引動力,并配 3m3混凝土預制塊壓重。

4 勞動力配置

面板滑模施工勞動力安排(一、二期面板):根據施工進度要求,組織了兩個滑模隊同時進行施工。每個隊兩套滑模,一套滑模用于正常施工,另一套用于下一塊面板提前做好滑模就位準備工作,以保證連續(xù)不間斷的滑模施工。每個滑模隊配置 120人左右,進行 24h兩班制作業(yè)。每個隊主要工種人員配置:混凝土工 10人、木工 14人、鋼筋工 40人、泥工10人、機動翻斗車駕駛員 8人、溜槽進料口扒料 8人、倉面移動溜槽 4人、養(yǎng)護 2人、拌和站 16人、技術質檢及管理等人員 10人。

5 面板滑模施工工藝

面板采用無軌滑模施工,施工順序為跳塊進行,先澆筑單數塊,后澆筑雙數塊。面板施工程序為:砂漿坡面修整、做垂直縫砂漿條帶、面板鋼筋綁扎、垂直縫止水銅片加工及安裝、立側模板、滑模就位及溜槽布置、混凝土澆筑及養(yǎng)護。

5.1 砂漿坡面修整

對砂漿坡面布設 3m×3m方格網測量,以設計線為準,對于偏離設計線 +5cm和 -8cm的部位,進行修整。修整方法,將高出設計線的部位打掉,重新用砂漿抹平;對于偏低的部位,用砂漿找平到位。

5.2 垂直縫砂漿墊層鋪設

施工時測量放出面板垂直縫位置,將砂漿墊層范圍內的碾壓砂漿鑿除,按設計要求的寬度和厚度鋪設砂漿墊層。砂漿可以通過溜槽或卷揚機牽引小車運送到工作面,人工進行砂漿墊層鋪設抹面。

砂漿墊層施工的關鍵是控制好砂漿面誤差。因為砂漿墊層是側模板的基準面,所以精度要求較高。其與設計線的允許誤差為 ±5mm,表面平整度允許誤差為 5mm,施工時采用設置標桿的方法進行控制。標桿設置是在垂直縫上每隔適當距離打入短鋼筋,外露 10～20cm,然后測量出每根鋼筋頂部高程,計算出每根標桿位置砂漿墊層面的設計高程,并標注在標桿上。砂漿鋪設時,以標注在標桿上的設計高程為準,采用拉線方法控制砂漿面的高程。

5.3 面板鋼筋綁扎

首先,在砂漿坡面上設置架立豎向筋。豎向筋選用 φ22mm螺紋鋼,間、排距為 1.5m×2.0m。先用電鉆將砂漿墊層打穿,然后將鋼筋打入,打入深度一般 50cm左右,要求穩(wěn)定牢固。第二,綁扎橫向水平架立筋。橫向水平架立筋間距 2.0m,與豎向架立筋焊住。為了節(jié)約鋼材,橫向水平架立筋的規(guī)格尺寸與面板橫向鋼筋相同,間距為橫向筋間距的模數,以代替面板橫向鋼筋。第三,綁扎面板縱向鋼筋。第四,綁扎面板橫向鋼筋。第五,綁扎面板垂直縫、周邊縫邊緣加強鋼筋。

為了減少在斜坡工作面上的鋼筋搭接的焊接工作量,先將鋼筋在壩頂鋼筋加工車間焊接成形或焊接加長,再用鋼筋運輸臺車沿相鄰塊斜面將其運輸到相應的高程,由人工橫向傳遞到鋼筋綁扎工作面上進行綁扎、焊接。

5.4 垂直縫止水銅片加工與安裝

以往止水銅片加工機壓制出來的止水銅片鼻子都是朝上的,這次經改裝后使其壓制出來的銅片鼻子朝下,施工證明鼻子朝下有利于鼻腔內的橡膠棒和聚乙烯泡沫板的安裝,同時成型比較好。垂直縫止水銅片加工在現(xiàn)場進行,將止水銅片加工機安放在壩頂靠上游斜面前沿的垂直縫旁邊,壓制成型的止水銅片沿斜坡面放下,按面板長度可一次連續(xù)壓制完成,不需焊接。止水銅片壓制完成后,擺放在垂直縫砂漿墊層的旁邊,待砂漿墊層上塑料墊板鋪上后,人工將止水銅片翻轉,并安放就位,然后在澆筑面板一側的止水銅片翼緣內粘貼復合 GB條,另一側的復合 GB條可待后澆塊做澆筑準備時再粘貼,以防損壞。

5.5 立側模板、滑模就位及溜槽布置

側模立模從下往上進行,模板用臺車運到相應位置,人工立模。模板與止水銅片接觸位置采用方木,方木一側加工成缺口狀與止水銅片鼻子相貼。側模為輕型鋼模板與木模組合形式,采用橫向拉條固定,一端與面板鋼筋焊接,一端與側模連接,與側模連接的一端加工成螺栓形式,以便固定、調節(jié)模板。設置測量控制點控制立模,立模完成后要進行測量校模,使其達到設計及施工規(guī)范要求的精度。

在壩頂將兩塊 8.8m長模板拼接完成(用于16m寬面板),用汽車吊將其吊到側模上,再與已經安裝在壩頂靠上游壩面前沿的兩臺 10t卷揚機的鋼絲繩連接,最后用卷揚機將滑?；胖恋撞?待混凝土入倉滑模施工。

溜槽布置在面板鋼筋面上,一般布置 2條溜槽,16m寬面板可布置 3條溜槽,以便混凝土入倉到位,減少平倉工作量。溜槽用 2m(長)×1m(寬)×2mm(厚)鋼板制作,等腰梯形斷面,底寬 40cm,腰長 30cm,每節(jié) 2m長,節(jié)與節(jié)之間用圓鋼搭扣連接。

5.6 混凝土澆筑及養(yǎng)護

混凝土用機動翻斗車運輸,卸入溜槽上部的料斗,再經溜槽到達倉面。在混凝土開始下料前,須先拌制適量的砂漿入倉,以補充倉面及溜槽消耗的砂漿,保證混凝土振搗的密實性。混凝土下料時設專人在倉面左右移動溜槽,并接長溜槽至滑模,使混凝土拌和物沿面板寬度范圍內較均勻地將料下到滑模前沿,以減少平倉工作量。如果溜槽出料口離滑模距離較遠,下料范圍就較大,由于滑模速度是一定的,這樣上部的混凝土得不到及時的振搗覆蓋,容易初凝而造成質量事故,特別是在氣溫較高的晴天更是如此,因此要控制下料的范圍。具體的下料范圍要根據氣溫天氣情況及混凝土初凝時間而定,一般下料范圍控制在 1.5m以內較好。混凝土振搗采用φ70、φ50型插入式振搗器,振搗器沿滑模前沿從中間向旁邊依次振搗;側模邊鋼筋較密,采用 φ50型振搗器振搗,振搗時振搗器不得貼在側模板、鋼筋上振搗,不得碰到止水銅片,同時要認真、仔細,直至混凝土泛漿密實為止。滑模前沿的混凝土振搗完成后,要及時將滑模上移,移動距離一般控制在 30cm左右,滑模上移時,設專人指揮,以防止出現(xiàn)安全事故。在滑模上移過程中,模板往往容易抬起,為了防止該情況的產生,振搗時振搗器不得插入滑模底部振搗,同時滑模移動要及時、均衡。另外可以在滑模平臺上設置壓重,壓重可以用油箱裝水的辦法,并在油箱下部安裝閥門,不要時將水放掉,以便移動?；炷脸瞿：?由泥工及時抹面,并在混凝土收水后初凝前將表面壓光。

出模后的混凝土要及時進行養(yǎng)護?；炷帘砻婺妗汗夂笥盟芰媳∧じ采w,以使混凝土表面保溫、保濕,混凝土終凝后,移去塑料薄膜,用草簾覆蓋,并灑水養(yǎng)護。灑水養(yǎng)護采用在面板頂部安裝長水管,并沿水管長度方向鉆上許多小孔,水從小孔中噴出到面板上,并從上往下流遍整塊面板,進行常流水養(yǎng)護。養(yǎng)護由專人負責,并檢查草簾覆蓋及灑水情況,對于草簾被移走的位置應及時補充草簾覆蓋,對于水流不到的位置,及時進行補灑水。特別要重視前期 1個月的養(yǎng)護工作,總的養(yǎng)護時間不少于 3個月,最好養(yǎng)護到水庫蓄水為止。

6 結束語

經認真組織,合理配置施工資源,按期完成了面板滑模施工。一期面板于 2004年 3月 25日～5月27日施工完成,歷時 64天;二期面板于 2004年 10月 16日～12月 6日施工完成,歷時 52天。三期面板于 2005年 10月 9日～12月 11日施工完成,歷時63天。面板施工完成后,經統(tǒng)計一期面板每套滑模平均滑升速度為 1.12m/h(因一期面板厚度較大),平均混凝土澆筑量為 12.73m3/h;二期面板每套滑模平均滑升速度為 1.7m/h,平均混凝土澆筑量為13.76m3/h;三期面板每套滑模平均滑升速度為1.6m/h,平均混凝土澆筑量為 10.35m3/h。