紫坪铺大坝面板滑模施工

叶建洪

(中国水利水电第十二工程局,杭州,310004)

1 工程概况

紫坪铺大坝面板浇筑采用滑模施工,其面板设计混凝土量 6.28万 m3,面积 11.66万 m2,共分49块,块宽 16m和 8m二种,最大斜长 258.55m,面板厚度由顶部 30cm直线变至与河床段趾板相接处的 83cm。面板混凝土设计强度 C25,抗渗标号 W12,抗冻标号 F100。面板分三期施工。一期面板分缝处高程为 796.00m,最大高差 66.52m,最大斜长 114.41m,厚度从与河床段趾板相接处83cm直线变至分缝处的 59.3cm,设计混凝土量为 2.37万 m3,面积为 3.68万 m2,共分 26块。其中,16m宽 25块,8m宽 1块。二期面板分缝处高程为 845.00m,最大高差 49.00m,最大斜长84.3m,厚度从 59.3cm直线变至分缝处的42.0cm,设计混凝土量为 2.37万 m3,面积为 4.30万 m2,共分 41块。其中,16m宽 29块,8m宽 12块。三期面板顶与防浪墙相接,最大高差 34.8m,最大斜长 59.84m,厚度从 42cm直线变至30.0cm,设计混凝土量为 1.54万 m3,面积为 3.68万 m2,共分 49块。其中,16m宽 29块,8m宽 18块,左右两岸各一块连接块。

根据施工总进度计划,一、二期面板混凝土浇筑均要求两个月时间完成,以满足度汛及下闸蓄水需要。施工工期紧、强度大。

2 混凝土拌和系统布置及拌和、运输设备配置

在坝体上游临时断面顶面(810m高程)布置小型拌和站拌制混凝土,拌和站两侧布置与拌和站配套的骨料仓、袋装水泥库、粉煤灰库等。骨料采用装载机向拌和站配料机喂料,电子称计量;水泥采用袋装,人工手拆包。这种小型、分散、灵活的拌和系统布置形式,主要优点是:混凝土到仓面运输距离短,运输机械简单,仓面与拌和站联系方便,便于混凝土拌和物的质量控制。同时,避免较长距离运输造成的混凝土拌和物中的粗骨料下沉分离、坍落度损失及砂浆流失等缺陷。

坝顶共布置小型拌和站 3座,内设四台0.75m3拌和机。另外,还布置了一座备用拌和站,内设一台 0.75m3拌和机,以便在以上拌和站检修和出现故障时启用。

拌和站数量和拌和机容量,按以下方法确定:①一、二期面板混凝土施工总工期为二个月,每月有效工作天数按 25d计算,每天有效工作时间20h计,则平均混凝土浇筑强度为 23.7m3/h;②拌和机拌制混凝土时间 5min/次(在混凝土中掺加了聚丙烯纤维,拌和时间最少要 4min,再加上上料和出料时间)。拌制一次采用 0.55m3计(每拌一次用 150kg水泥,为三包袋装水泥,同时0.55m3约为运输混凝土的机动翻斗车装料斗一斗),这样便于出料和运输;③四台拌和机每小时拌制混凝土为:4台 ×0.55m3/台 ×1h/5min=26.4m3/h,大于 22.8m3/h,满足拌和强度要求。

混凝土运输配置 FC15型翻斗车 10台,其中二台备用。由于混凝土运输距离很近,用翻斗车运输转弯、回头灵活方便,与溜槽配合卸料快,工作效率高。

3 滑模模板及机具配置

面板条带宽分为 16m、8m两种。滑模模板设计长度为 8.8m,宽度 1.2m,可用于 8m宽面板滑模,将两块 8.8m模板拼接后,可用于 16m宽面板滑模。模板主梁选用 I56a工字钢,比通常的 12m、6m宽面板滑模模板主梁要大得多,以加强模板的刚度,从使用情况看,效果很好。滑模两节拼装后重量 7136kg(不包括后部的抹面工作平台),每 m重量 430kg。滑模牵引动力每套滑模配置二台10t卷扬机,每台卷扬机配 5m3混凝土预制块压重。

一期面板厚度较大,为 82.5cm～59.2cm,侧模板设计时,改变了通常全部用方木叠加作为侧模的方法,而是采用钢木组合结构,上部变坡部分和下部止水铜片位置用方木,中部用自制轻型钢模板。钢模长度 2.0m,高度分 30cm和 50cm两种,以供组合。采用这种结构模板,减小了立模工作量,加快了立模速度,提高了面板侧边的平整度。

为了便于坝斜坡面上的施工材料运输(如钢筋、侧模板等),设计自制了运输台车。台车采用钢结构,长 9m,宽 1.0m,安装 4只橡胶轮胎,牵引动力每台台车配一台 5t卷扬机,并配 3m3混凝土预制块压重。

4 劳动力配置

面板滑模施工劳动力安排(一、二面板),根据施工进度要求,组织了两个滑模队同时进行施工。每个队两套滑模,一套滑模用于正常施工,另一套用于下一块面板施工的滑模就位准备工作,以保证滑模施工的连续性。每个滑模队配置 120人左右,24小时两班制作业。每个队主要工种人员配置:混凝土工 10人、木工 14人、钢筋工 40人、泥工 10人、机动翻斗车驾驶员 8人、溜槽进料口扒料 8人、仓面移动溜槽 4人、养护 2人、拌和站 16人、技术质检及管理等人员 10人。

5 面板滑模施工工艺

面板采用无轨滑模施工,施工顺序为跳块进行,先浇筑单数块,后浇筑双数块。面板施工程序为:砂浆坡面修整、做垂直缝砂浆条带、面板钢筋绑扎、垂直缝止水铜片加工及安装、立侧模板、滑模就位及溜槽布置、混凝土浇筑及养护。

5.1 砂浆坡面修整

对砂浆坡面布设 3m×3m方格网测量,以设计线为准,对于偏离设计线 +5cm和 -8cm的部位进行修整。修整方法:将高出设计线的部位打掉,重新砂浆抹平;对于偏低的部位,用砂浆找平到位。

5.2 垂直缝砂浆垫层铺设

施工时,测量放出面板垂直缝位置,将砂浆垫层范围内的碾压砂浆凿除,按设计要求的宽度和厚度铺设砂浆垫层。砂浆可以通过溜槽或卷扬机牵引小车运送到工作面,人工进行砂浆垫层铺设抹面。

砂浆垫层施工,关键是控制好砂浆面误差。砂浆垫层是侧模板的基准面,精度要求较高,与设计线的允许误差为 ±5mm,表面平整度允许误差为 5mm。施工时采用设置标杆的方法进行控制,标杆设置是在垂直缝上每隔适当距离打入短钢筋,外露 10cm～20cm,然后测量出每根钢筋顶部高程,计算出每根标杆位置砂浆垫层面的设计高程,并标注在标杆上。砂浆铺设时,以标注在标杆上的设计高程为准,采用拉线方法控制砂浆面的高程。

5.3 面板钢筋绑扎

首先,在砂浆坡面上设置架立竖向筋。竖向筋选用 22mm螺纹钢,间排距为 1.5m×2.0m,先用电钻将砂浆垫层打穿,然后将钢筋打入,打入深度一般 50cm左右,要求稳定牢固;第二,绑扎横向水平架立筋。横向水平架立筋间距 2.0m,同竖向架立筋焊接。为了节约钢材,横向水平架立筋的规格尺寸采用与面板横向钢筋相同,间距为横向筋间距的模数,以代替面板横向钢筋;第三,绑扎面板纵向钢筋;第四,绑扎面板横向钢筋;第五,绑扎面板垂直缝、周边缝边缘加强钢筋。

为了减少在斜坡工作面上的钢筋搭接工作量,先将钢筋在坝顶钢筋加工车间焊接成形或焊接加长,再用钢筋运输台车沿相邻块斜面将其运输到相应的高程,由人工横向传递到钢筋绑扎工作面上进行绑扎、焊接。

5.4 垂直缝止水铜片加工与安装

止水铜片加工机以往压制出来的止水铜片鼻子都是朝上的,这次经改装使其压制出来的铜片鼻子朝下。施工证明,鼻子朝下的有利于安装鼻腔内的橡胶棒和聚乙烯泡沫板,同时成型比较好。垂直缝止水铜片加工在现场进行,将止水铜片加工机安放在坝顶靠上游斜面前沿的垂直缝旁边,压制出来成型的止水铜片沿斜坡面放下,按面板长度可一次连续压制完成,不需焊接。止水铜片压制完成后,摆放在垂直缝砂浆垫层的旁边,待砂浆垫层上塑料垫板铺上后,人工将止水铜片翻转,并安放就位,然后在浇筑面板一侧的止水铜片翼缘内粘贴复合GB条,另一侧的复合GB条可待后浇块做浇筑准备时再粘贴,以防止损坏。

5.5 立侧模板、滑模就位及溜槽布置

侧模立模从下往上进行,模板用台车运到相应位置,人工立模。模板与止水铜片接触位置采用方木,以便将方木一侧加工成缺口状与止水铜片鼻子相贴。侧模采用轻型钢模板与木模组合形式,固定采用横向拉条,一端与面板钢筋焊接,一端与侧模连接。与侧模连接的一端加工成螺栓形式,以便固定、调节模板用。立模时设置测量控制点进行控制,立模完成后要进行测量校模,使其达到设计及施工规范要求的精度。

在坝顶将两块 8.8m长模板拼接完成(用于16m宽面板),用汽车吊将其吊到侧模上,再与已经安装在坝顶靠上游坝面前沿的两台 10t卷扬机的钢丝绳连接,最后用卷扬机将滑模滑放至底部,待混凝土入仓滑模施工。

溜槽布置在面板钢筋面上,一般布置两条溜槽,16m宽面板可布置三条溜槽,以便混凝土入仓到位,减少平仓工作量。溜槽用 2m(长)×1m(宽)×2mm厚钢板制作,等腰梯形断面,底宽40cm,腰长 30cm,每节 2m长,节与节之间用圆钢搭扣连接。

5.6 混凝土浇筑及养护

混凝土用机动翻斗车运输,卸入溜槽上部的料斗,再经溜槽到达仓面。在混凝土开始下料前,须先拌制适量的砂浆入仓,以补充仓面及溜槽消耗的砂浆,保证混凝土振捣的密实性。混凝土下料时设专人在仓面左右移动溜槽,并接长溜槽使其靠近滑模,使混凝土拌和物沿面板宽度范围内较均匀的将料下到滑模前沿,以减少平仓工作量。如果溜槽出料口离滑模距离较远,下料范围就较大,由于滑模速度是一定的,这样上部的混凝土得不到及时的振捣覆盖,将容易初凝而造成质量事故,特别是气温较高的晴天更是如此,因此要控制下料的范围。具体的下料范围,要根据气温天气情况及混凝土初凝时间而定,一般控制在 1.5m以内较好。混凝土振捣采用 φ70mm、φ50mm型插入式振捣器,振捣器沿滑模前沿从中间向旁边依次振捣,侧模边钢筋较密,采用 φ50mm型振捣器振捣,振捣时振捣器不得贴在侧模板、钢筋上振捣,不得碰到止水铜片,同时要认真、仔细,直至混凝土泛浆密实为止。滑模前沿的混凝土振捣完成后,要及时将滑模上移,移动距离一般控制在30cm左右,滑模上移时,设专人指挥,以防止不安全事故。在滑模上移过程中,为了防止模板抬起,振捣时振捣器不得插入滑模底部振捣,同时滑模移动要及时、均衡,另外可以在滑模平台上设置压重。压重采用油箱装水的办法,在油箱下部安装阀门,不要时将水放掉,以便移动。混凝土出模后,由泥工及时抹面,在混凝土初凝前将表面压光。

出模后的混凝土要及时养护。混凝土表面抹面、压光后用塑料薄膜覆盖,以使混凝土表面保温、保湿。混凝土终凝后,移去塑料薄膜,用草帘覆盖,并洒水养护。洒水养护采用在面板顶部安装通水长管,并沿水管长度方向钻上许多小孔,水从小孔中喷到面板上,并从上往下流遍整块面板,这样进行常流水养护。同时派专人负责养护,检查草帘覆盖及洒水情况,对于草帘移走的位置及时补充草帘覆盖,对于水流不到的位置及时补洒水。特别要重视前期 1个月的养护工作,总的养护时间不少于 3个月,最好养护到水库蓄水为止。

6 结语

经认真组织,合理配置施工资源,我们按期完成了紫坪铺大坝的面板滑模施工。一期面板于2004年3月25日～5月27日施工完成,历时 64天;二期面板于 2004年10月16日～12月6日施工完成,历时 52天;三期面板于 2005年10月9日～12月11日施工完成,历时 63天。面板施工完成后,经统计一期面板每套滑模平均滑升速度为 1.12m/h(因一期面板厚度较大),平均混凝土浇筑量为 12.73m3/h;二期面板每套滑模平均滑升速度为 1.7m/h,平均混凝土浇筑量为13.76m3/h;三期面板每套滑模平均滑升速度为1.6m/h,平均混凝土浇筑量为 10.35m3/h。