自制简易无轨滑模混凝土快速施工技术应用

朱海亚,杨金平,郑新愿,梁国明

(中国水利水电第五工程局有限公司,成都 610066)

近年来,随着我国引水调水工程建设的不断进步和发展,各种新型施工技术不断应用于引水调水工程建设中。作为一种重要的混凝土施工工艺,自制无轨滑模技术具有施工工艺简单、施工成本低、施工效率高和质量控制较好等优势,在引水调水工程河渠面板混凝土施工领域中得到了广泛使用[1]。本文通过自制简易无轨滑模施工技术在引江济淮工程岩土混合河渠边坡面板混凝土中的应用,取得了较好经济效益和社会效益,工程质量得到较好控制,下面详细阐述岩土混合边坡河渠自制滑模混凝土施工方法和工艺。

1 工程概况

引江济淮工程由长江下游上段引水,向淮河中游地区补水,是一项以城乡供水和发展江淮航运为主,结合灌溉补水和改善巢湖及淮河水生态环境等综合利用的大型跨流域调水工程,是集供水、航运、生态等效益的一项水资源综合利用工程。工程建成后,可有效解决沿淮、淮北地区及输水沿线工业和城乡生活供水不足问题,补充农业灌溉用水,有利于完善内河航道布局,优化区域综合交通运输体系,实现长江与巢湖的水量交换,促进淮北地区地下水压保持平稳、回升和退还被挤占的生态环境用水,具有显著的供水、航运、生态等综合效益,对促进淮北地区经济社会发展和整体水资源调配、水环境改善和水生态文明建设具有重要意义。

江淮沟通段是引江济淮工程的重要组成部分,该段内由泵站枢纽工程和大型河渠工程组成。河渠由四级边坡组成,各级河渠边坡坡顶设置4m宽马道,河渠边坡坡比1∶3,单级边坡高度6 m,单级边坡坡面长度达18.97 m。其中河渠边坡为膨胀土、崩解岩混合河渠边坡,存在吸水膨胀、崩解,失水收缩的特性。

2 工艺原理

充分利用边坡面板混凝土侧模作为运行轨道,采用2台1 t卷扬机同步运行提升,实现自制简易无轨滑模的均匀滑动上升。同时,在自制简易滑模的基础上配套设计滑升平衡控制水准尺、可调升降控制杆和锁定功能等辅助系统,实现有效控制河渠边坡面板混凝土的厚度和平整度。河渠边坡面板混凝土浇筑施工完毕后,机械化跟随简易滑模收面压光一次成型,总体达到施工方便、快速、优质的整体效果。

3 自制简易无轨滑模设计与制作

3.1 自制简易滑轨模模体设计与制作

自制简易无轨滑模主要针对各类河渠边坡面板混凝土的分块情况单独设计。以引江济淮工程蜀山泵站河渠边坡为例,无轨滑模模体设计宽度85 cm,长度9.2 m。滑模模体提升主要依靠卷扬提升系统(布置2台1 t卷扬机),分别在模体上部距离侧边100 cm和下部距离侧边110 cm位置各设置2个吊环,以作为卷扬提升系统和收面压光平台的固定点。同时,为确保施工质量和滑模运行通畅,分别在滑模模体上设置两个可调升降轮,当滑模模体提升到位后,通过可调升降轮调节。其中上下吊环分别承担的功能与制作如下:

(1)上部设置的两个吊环:分别与布置的2台1 t卷扬提升系统相连接,主要用于滑模模体提升运行。

图1 滑模模体结构示意

(3)为确保无轨滑模系统工作过程中均匀滑升,转移便捷,在自制简易滑模的基础上配套设计滑升平衡控制水准尺、可调升降控制杆与锁定功能等辅助系统,有效控制岩土混合河渠边坡面板混凝土厚度和平整度,详见图2。

图2 平衡控制水准尺、可调升降控制杆与锁定功能系统示意

(4)吊环与卷扬提升系统、振动收面滚轴之间,均采用φ10 mm钢丝绳相连接。

3.2 侧模设计与制作

侧模采用150 mm×100 mm×5 mm矩形方钢制作而成,单块侧模长度4m。为保证上下两块侧模对中对齐,拟定在方钢内侧端部焊接一根φ48 mm导向钢管,钢管伸出方钢端部15 cm。侧模安装时,采用M12螺栓将相邻两块侧模板连接。连接方式详见图3。

图3 侧模连接示意

3.3 提升系统布置

自制无轨滑模提升系统采用两台1 t卷扬机作为提升系统,两台卷扬机均布置在每级马道临边侧[2],距侧模1.0m位置。卷扬机固定采取“锚筋(插筋φ22钢筋,入岩50 cm)+配重(采用袋装土料)”的方式固定。系统布置详见图4。

图4 提升系统布置示意

4 施工流程及操作要点

4.1 基础面处理

岩土混合河渠边坡保护层开挖完毕后立即开展坡面清理,清除坡面上的松动岩土、浮渣或其他杂物,同时将坡脚处的岩渣等堆积物也清理干净。

基面验收通过后摊铺10 cm厚瓜子片垫层。铺设时考虑松铺系数,一般不应小于1.2。铺料厚度采用“设置插筋标注高程控制点,挂线”的方式控制。摊铺完毕采用人工配合小型机械碾压密实。分段铺筑时应使接缝层次清楚,不得发生层间错位,缺段、混杂现象。

4.2 测量放样

坡脚、坡顶线测量控制:首先,根据设计施工图纸计算进水渠中心线距离边坡坡脚水平距离。然后,以进水渠中心线为基准测放坡脚线和高程(若遇圆弧段采取加密测量的方式),并每间隔20m设置一个固定桩。高程点为开挖基岩面与埂开挖面的交点位置高程。河渠边坡面板分缝线依据设置固定桩推算测量。最后,以边坡面板混凝土分缝线结构边线和标高作为定位线,以控制边板通缝线型及面板浇筑高程。

2.2 LncRNA-8439 在 2 种肿瘤悬浮球中呈一致的上调表达 采用实时荧光定量 PCR 检测上述9 个 lncRNA 在人肝癌细胞系 Huh7 和 Hep3B 及其相应的肿瘤悬浮球中的表达量。结果（图2）显示 9 个与肿瘤干细胞多能因子相关的 lncRNA中，仅有 lncRNA-8439 在 2 种肿瘤细胞悬浮球中呈一致上调表达，与对应的贴壁细胞系表达量相比差异均有统计学意义（P 均＜0.01），故选择lncRNA-8439 作进一步研究。

4.3 侧模安装

按照设计施工图纸要求,面板混凝土通缝位置铺设80 cm宽土工布。土工布铺设时,要求土工布中轴线与控制线重合且必须与坡面密贴,不留空隙。松紧保持适度,不应有张拉受力、折叠、打褶等情况。

土工布铺设完毕,顺坡河渠边坡断面,在面板混凝土分缝位置安装侧模。侧模安装自上而下进行,各段侧模按照设计连接方式将其首尾对中对齐承插连接在一起。侧模安装完毕并初步调整,确保其顶面与坡面挂线重合。再将侧模加固三角架采用钢钎固定于坡面[3](岩石坡面采用冲击钻引孔,入岩30 cm)。安装时尽量使模板与三脚架垂直,最后模板和固定三角架之间采用加木楔微调,以使其满足设计要求。侧模加固方式具体如下:

单块侧模采取在侧模外侧利用φ22 mm钢筋焊接三角架的方式固定,单块侧模设置两个三角架支撑。每个三角架底部设置一个φ22 mm固定孔以便于穿钢钎固定模板,三角架加工完毕后作标识编号。侧模加固结构方式详见图5。

图5 侧模加固示意

4.4 滑模就位及校正

滑模安装就位:滑模加固制作完毕,采用10 t平板汽车运至施工作业面,利用25 t汽车吊将其吊运至滑模滑升起点位置[4]。滑模安装时必须确保模体两端悬出侧模的宽度保持一致,并将卷扬提升系统钢丝绳与滑模上部吊环相连。

滑模模体校正:吊装就位后立即对侧模及滑模模体测量校正,将滑模上水准尺水准气泡调校至中点,确保滑模两侧高度一致。滑模安装就位后仔细检查侧模是否变形走位,若存在则立即微调,确保侧模顶面标高与面板设计标高一致,并使滑模面板与侧模紧密贴合。

4.5 混凝土浇筑

(1)混凝土拌制及运输:混凝土拌制利用已自建的两台HZS90强制搅拌站集中搅拌,利用8 m3混凝土运输车运至河渠面板混凝土上料点。

(2)混凝土入仓:混凝土入仓采用溜槽入仓的方式[5]。为实现混凝土浇筑仓面布料均匀,在每一个混凝土浇筑仓面设置两道溜槽。溜槽采取3 mm铁皮预卷而成,顺河渠边坡断面自上而下布置,布料过程中为防止出现溜槽脱节现象,两节溜槽之间采取16#铁丝固定牢靠。溜槽下端6.0m范围内设置自由端,便于人工左右摆动布料,使其布料更加均匀。为防止骨料分离,溜槽中部设置减缓挡板以减缓混凝土下滑速度。混凝土浇筑过程中,为防止混凝土飞溅,在溜槽上部采用防雨布覆盖防护。

(3)混凝土平仓及振捣

河渠面板混凝土浇筑过程中,要求均匀布料并及时振捣密实。振捣采用3台φ50 mm插入式振捣棒振捣。对于边角部分采取边振捣边辅以人工布料填塞的方法,确保混凝土浇筑密实;振捣时,振捣人员站在滑模操作平台上沿河渠边坡断面方向平行于坡面向下振捣,过程中严禁振捣棒触碰模板,以防漂模、跑模等现象发生。振捣过程中注意:振捣间距小于35 cm,深入下层混凝土5 cm;振捣以混凝土表面不再明显下沉,不出现气泡并泛浆时视为振捣密实;一般情况下每一处振捣时间控制在15～20 s。

4.6 滑模滑升

滑模滑升前,严格检查并排除妨碍模板滑升的障碍物。模体提升采用2台1 t卷扬提升系统牵引提升,每次提升不得超过30 cm,滑模平均提升速度按照1.5～2.5 m/h控制[6]。提升操作时,滑升速度控制在混凝土脱模后不产生鼓包、混凝土表面无拉裂现象(即混凝土假凝时提升)范围之内。滑模提升时严禁卸料和振捣混凝土,滑模模体提升过程中做到平稳、均衡上升。施工过程注意滑模的滑升速度与浇筑强度、脱模时间相关要求适应。滑模提升详见图6。

图6 滑模施工示意

4.7 收面及养护

(1)收面压光:收面压光与滑模施工同步进行,在滑模滑升至一定高度后在其后安装振动收面滚轴。施工过程中,根据滑模滑升过后混凝土形态决定是否需要开振动器。当滑模滑升过后,若混凝土表面有浆,则直接开动滚轴收面压光,无需开动振动器。当混凝土滑升过后,若混凝土表面出现假凝或有被拉裂现象时,则需开动振动器振捣,直到表面泛浆为止,每次振捣时间不超过30 s。局部未收面压光到位的部位采取人工补收的方式处理。

(2)养护:混凝土浇筑完毕初凝后,采取人工洒水的方式养护,养护期不小于14 d。养护期间覆盖一层棉布,确保已浇筑成型的面板混凝土表面处于湿润状态。

5 自制无轨滑模施工成效分析

目前引江济淮工程蜀山泵站河渠边坡面板混凝土已完成合同工程量的79 %,根据应用情况,分别从质量、固定成本及施工效率等方面分析:

(1)从固定成本方面分析:根据市场了解,采用传统大型桁架式边坡衬砌机,其采购固定成本约70～90万元/台套,采用自制简易无轨滑模采购加工固定成本约2.2万元/台套,施工过程中自制简易无轨滑模可多套投入,目前引江济淮工程蜀山泵站河渠边坡单个作业面投入2套,合计4.4万元,相比较成本比采用传统大型桁架式边坡衬砌机低。

(2)从施工效率方面分析:针对类似河渠工程边坡采用传统大型桁架式边坡衬砌机正常情况下每天施工4块面板混凝土,但采用自制简易无轨滑模单套正常情况下每天施工4块面板混凝土,目前项目投入2套滑模,正常情况下每天施工8块混凝土面板。从施工效率上来讲,采用自制简易无轨滑模比采用传统大型桁架式边坡衬砌机效率高。

(3)从施工质量方面分析:通过施工现场实体测量,引江济淮工程蜀山泵站河渠边坡面板混凝土平整度基本每2.0m控制在8 mm以内。满足《混凝土结构施工质量验收规范》。截止到目前止面板混凝土质量验收评定全部合格,一次验收通过率100 %,其中优良率达到96.2 %。

(4)从设备转移方面分析:针对类似转移次数较多的河渠边坡,由于传统大型桁架式边坡衬砌机体积大、重量大、零配件多,需拆除后方可转移至其他施工部位,重新组装方可施工。但采用自制简易无轨滑模由于体积小,重量轻,组成部分较少,因此不需拆除便可快速转移至其他施工部位立即开展施工。

6 结语

引江济淮蜀山泵站工程特有的岩土混合河渠边坡地质条件,通过自制简易无轨滑模混凝土快速施工技术的成功应用,有效避免了由于岩土混合边坡承载力的不同而导致模体不均匀沉降带来的衬砌厚度和平整度不满足质量要求问题,同时,具备转移快捷、施工简单的特点。从施工效率和施工成本上来讲,提高了河渠边坡面板混凝土施工效率,缩短了施工工期,有效降低了项目施工和管理成本,可为类似大型河渠边坡面板混凝土施工提供借鉴经验,值得推广应用。