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摘 要 :本文以安阳县双泉水库溢洪道工程为例,介绍了配重式滑膜的结构设计、施工方法、经济效益及应注意的问题.

关 键 词 :边坡混凝土 配重式滑膜 经济效益 设计与施工

双泉水库建于1958年,位于海河流域洹河支流粉红河上,是一个集防洪、灌溉、养殖等功能于一体的综合性水库,对促进区域生态环境和谐发展意义重大.水库枢纽工程主要由大坝、溢洪道、输水洞、泄洪洞四部分组成.溢洪道位于大坝左端150m处,全长650m,两岸边坡混凝土面板结构的比例为1:1,面板的宽度为10m,厚度为30cm.溢洪道剖面结构详见图1.

边坡现浇钢筋混凝土的模板体系可以采取竹胶板和配重式滑膜.但竹胶板支护体系首先需要大量模板及方木,费用会大大提高,同时采用竹胶板支护每幅面板不能一次性支护到位,影响工程施工进度.基于经济技术和合同工期的综合考虑,施工人员在进行工程施工时,选用了配重式滑膜支护施工方案,有效地降低了施工成本,提高了经济效益.

1.配重式滑膜系统的设计

1.1 荷载

表1 施工荷载标准值和设计值统计表

根据荷载拟定计算模式,滑膜面板按四边固端单向板进行计算,横梁采用双桁架结构,本次设计滑膜采用无轨道滑膜,即滑膜模体在侧模顶面上滑动,不再另设轨道,侧模板为多跨连续梁结构.

1.2 面板 混凝土面板宽度为10m,面板设置尺寸为10500mm×1230mm,厚度采用5mm厚A3钢板,垂直于坡面方向上下游侧采用2根【14b】槽钢对焊形成空心方钢主梁,面板在主梁外侧上游30mm形成300翻边.面板中部采用【10】槽钢和70×4角钢形成次梁和加劲肋,面板与桁架之间采用12点支撑螺栓连接.面板结构详见图2.

1.3 桁架 滑膜主梁采用平行弦桁架结构,共2榀,通过连接杆形成矩形,尺寸为800mm×1200mm.桁架分4段,单段长度2500mm,每段连接部位采用钢板螺栓连接.单榀桁架上下弦杆采用2根【12.6】槽钢形成空心方钢,腹杆使用φ70×4mm钢管.桁架结构详见图3.

1.4 滑膜配重 滑膜的配重选用φ25的钢筋,配重构建按施工过程中人员和设备重量进行调整.每平米3kN,配重构建放置在桁架内侧.

1.5 侧模 侧模采用300×85×7.5mm槽钢,需两根焊接而成,长度大于15m,采用φ25钢筋及配件在边坡上固定槽钢,使侧模整体稳定.

1.6 牵引系统 滑膜牵引力:T等于(Gsina+fGcosa+tS)K (kN)

式中T――滑膜牵引力,kN;G――滑膜自重加配重,(1.8+2.16)×10.5×1.23等于51.14kN;a――面板与水平面的夹角450;f――滑膜与侧模板顶面的滑动摩擦系数,钢对钢的摩擦系数一般为0.15;t――滑膜面板与新浇筑混凝土之间的黏结力,一般取1kPa;S――滑膜与新浇混凝土接触的表面积,每幅面板宽10m,滑膜宽度(滑行方向)有效值1.2m,取12m2;K――牵引力安全系数取1.5-2,本工程取0.15.

T等于(51.14×sin45°+0.15×51.14×cos45°+2×12)×1.8(kN)等于98.36kN.

经过验算,选用两台5T卷扬机,动滑轮换向.用两个倒顺开关分别控制两台卷扬机,一个总开关控制两个倒顺开关,可实现两台卷扬机的同步或异步运行,且能满足力学安全要求.在溢洪道坝坡顶部预埋构件,固定卷扬机及滑轮.牵引方向尽量与坡面方向平行.

1.7 收面架 收面架位于桁架尾部,采用钢木混合结构.下部水平横杆采用φ48×3.5mm钢管,长1500mm,间距1200mm,两端焊接钢板并焊孔.与桁架下部连接一端采用螺栓固定,悬挑一端采用φ14钢筋连接后与桁架上部斜拉,形成三角形受力结构.底部水平钢管间隔布置6根50×100mm方木.

2.配重式滑膜施工

2.1 施工准备 滑膜施工前先对各部件进行检查,调试,对各部位尺寸进行复核,做到准确无误.

2.2 滑膜组装及试滑 滑膜组装施工顺序为:测量放线→侧模安装→桁架、模板组装→牵引系统安装→收面架安装.测量员首先定出每块面板的上下口方位、标高,以确定侧模安装准确,采用钢筋、螺栓、卡扣固定.侧模经检查稳定后开始在溢洪道底部安装面膜、桁架,整体连接好后,吊车将拼装好的面膜、桁架吊入侧模上左右等距,接上钢丝绳及卷扬机形成滑膜.初步安装完后,将滑膜从底部向上进行试滑,试滑过程中对各部件全面检查,确保滑膜结构安全,待滑膜整体稳定后,浇筑砼,一定高度后,接上收面架.

2.3 施工过程

2.3.1 混凝土及人员设备、配重构建配置.溢洪道混凝土标号

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为C25抗冻F150,边坡为(1:1)控制砼塌落度为3-5cm,利用吊车运至浇筑仓内,保证了混凝土的运输质量,每班仓号配置10人(平整、振捣、抹面),再根据人员和设备配置配重构建(φ25)情况.


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2.3.2 滑膜砼浇筑过程

①浇筑次序.根据溢洪道边坡形式,采用隔仓浇筑法.即施工过程中分先浇块与后浇块,浇筑顺序为1→2→3→4,见浇注分块图.先浇块混凝土采用侧模,滑膜固定在侧模上;后浇块滑膜则直接架设在浇注好的面板上,面采用螺栓固定.

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②下料顺序.每块面板宽10m,砼对称下料,先卸滑膜中部,然后向左,右两侧推进,连续下料,保证砼整体质量,并控制下料速度,严禁冲击模板.

③砼振捣.施工人员选用φ50型插入式振捣器进行振捣,有效地保证了其施工效率和质量.在振捣时,要避免接触滑膜面板,同时还要控制好振捣的速度以及振动棒各插点间的间距,一般情况下插点间距不得超过振动棒有效作用半径的1.5倍.此外,在振捣时施工人员要注意棒体插入深度,不可超出棒长的2/3-3/4,以免损坏机件. ④滑升.滑膜滑升的速度一般控制在1.1-1.2m/h,滑升过程中,开始慢慢滑升,观察出模砼的凝固情况,砼表面湿润,手指按压砼有硬感,不粘手,表明滑升合适,则进行正式滑升,滑升后的砼不会产生变形.脱模后的砼下坍或手指按压很深,砼粘手,则表明滑升时间不合适,应停止滑升,过一段时间再进行.

滑出的砼及时进行抹压面和缺陷修补,保证砼表面光滑,防止出现裂缝.


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3.滑膜施工的经济效益

3.1 采用普通模板施工,整个溢洪道支护面积为20000m2,每套模板按三次周转,大概需要7000m2模板,常规1.22×2.44等于2.98m2的模板按市场价100元计算,所需费用大约23万元(且不含方木费用);而采用配重式滑膜施工,滑膜所需的钢材按现在的市场价5000元/吨,加工两套滑膜下来,所需费用大约4万元.仅此模板一项节约费用近20万元.

3.2 能够连续浇筑混凝土,减少了常规模板施工时各层面之间的重复工作量,大大节约了劳动力的投入.

3.3 根据现场施工表明,采用木模支护每天每次只能支护1-1.5m;而采用滑膜,在1:1的边坡上混凝土浇筑速度控制在1.1-1.2m/h,每天大约浇注10m,加快了工程施工进度.

4.滑膜施工应注意的问题

4.1 滑膜安装好后,应同时安装“安全卡”,以防止因钢丝绳突然断脱或其它原因下滑,确保施工安全.

4.2 为保证施工安全,提高施工质量,施工人员必须严格控制混凝土坍落度和模体的向上滑行速度,使坍落度保持在3cm,而模体向上滑行速度在1.1-1.2m/h,脱模强度在0.2-0.4MPa之间较为适宜.

4.3 浇注混凝土时,不得在仓内加水.一旦发现混凝土的和易性较差,应及时加强振捣,以保证工程质量.

4.4 必须保证混凝土入仓的均衡性,在确保对称的前提下进行浇注.同时,在向上滑行时两台卷扬机必须协调一致,配合得当.

参考文献:

[1]瞿树林.锚喷混凝土边坡防护施工质量控制[J].科技经济市场,2006(10).

[2]水利水电工程施工手册(第3卷)[M].中国电力出版社,2005.

[3]袁伟力.高陡边坡防护加固处理技术与应用[J].土工基础, 2009(04).

参考文献:

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