三峽右岸地下電站進(jìn)水口引水隧洞底拱翻模施工技術(shù)的探討

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1、概述     1．1工程概況     三峽右岸地下電站進(jìn)水口預(yù)建段工程包括進(jìn)水口和引水隧洞。引水隧洞預(yù)建段為六條長(zhǎng)94.58m，襯砌后的直徑E13.5m的圓形隧洞。隧洞襯砌厚度分別為1.0、1.5、2.0m。由于洞徑大，采用底拱和邊頂拱兩次襯砌的方法施工，先行襯砌底部100—范圍的底拱部分，然后襯砌邊頂260—范圍內(nèi)的邊頂拱部分。     1．2采用翻模的原因     1.2.1砼表面氣泡     砼表面氣泡是國(guó)內(nèi)外工程施工中廣泛存在的砼缺陷,在三峽工程中如何消除砼表面氣泡，特別是隧洞襯砌的表面氣泡，是工程難題之一。如采用常規(guī)模板襯砌，氣體不易排出，勢(shì)必造成砼表面缺陷，專家組多次對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行分析研究，經(jīng)綜合比較，最終決定采用翻模施工。     1.2.2翻模的主要優(yōu)點(diǎn)     翻模施工與鋼模臺(tái)車施工分析比較見(jiàn)表1。翻模施工是一項(xiàng)比較成熟的施工方法。采用翻模可消除砼表面氣泡,縮短工期，還具有拆裝方便，成本低廉的特點(diǎn)，故采用翻模是經(jīng)濟(jì)可行的施工方案。     2、施工方法和工藝     2．1翻模材料     右岸地下電站引水隧洞底拱砼襯砌施工模板采用定型翻模，鋼面板厚度為3mm，單塊尺寸120cm(弧長(zhǎng))*100cm(寬度)，翻模工藝圖見(jiàn)附圖一。     3． 2工藝流程 工藝流程圖

 

     

 

   

 

     

 

 

 

     

 

    方案分析比較表                                                     表1 方案 指標(biāo) 方案一：定型小翻模 方案二：底拱鋼模臺(tái)車 技術(shù)性 1、   能有效地消除砼表面的氣泡，提高砼表面質(zhì)量； 2、   由于翻轉(zhuǎn)模體移動(dòng)方便，運(yùn)用靈活，對(duì)工期沒(méi)有影響； 3、   較費(fèi)工、費(fèi)時(shí)。 1、   技術(shù)先進(jìn)，應(yīng)用較多； 2、   省工省力，運(yùn)行可靠； 3、   對(duì)消除砼表面汽泡沒(méi)有把握； 4、   由于體積龐大，同一條引水隧洞不能同時(shí)使用邊頂鋼模臺(tái)車，不能進(jìn)行交叉作業(yè)，工期將延誤72天； 5、   由于右岸引水隧洞預(yù)建段洞身短、洞數(shù)多，每套鋼模臺(tái)車需安拆三次，底拱鋼模臺(tái)車拼裝較困難，安拆將占直線工期，對(duì)工期影響程度較大。 工期 單洞總工期42天 1、   設(shè)計(jì)、制作10天； 2、   安裝1天； 3、   底拱澆筑30天； 4、   底拱定型小翻模拆除1天。 單洞總工期127天 1、   設(shè)計(jì)、制作45天； 2、   安裝5天； 3、   底拱澆筑72天； 4、   底拱鋼模臺(tái)車拆除5天。 經(jīng)濟(jì)性 六條洞底拱翻模費(fèi)用總額：11.84萬(wàn)元 1、   2*48塊/套*60kg/塊*0.65萬(wàn)元/t=3.744萬(wàn)元； 2、   人工費(fèi)增加：6*12*30工日*37.36元/工日＝8.070萬(wàn)元。 六條洞底拱鋼模臺(tái)車費(fèi)用總額：59.2萬(wàn)元 1、   2*30t/套*0.65萬(wàn)元/t=39萬(wàn)元； 2、   液壓系統(tǒng)：2*8萬(wàn)元/套＝16萬(wàn)元 3、   安拆費(fèi)：3*60*0.03萬(wàn)元/t=4.6萬(wàn)元； 4、   軌道標(biāo)準(zhǔn)件：2*5萬(wàn)元/套＝10萬(wàn)元； 5、   安拆費(fèi)：3*2*120*0.03萬(wàn)元/t=21.6萬(wàn)元； 6、   板材費(fèi)：9*1676.48元/m³I10000=1.5萬(wàn)元.
     2．3模板安裝及固定     待上述常規(guī)工序完成，底板鋼筋綁扎結(jié)束并且驗(yàn)收合格后,根據(jù)定型翻模安裝位置測(cè)量放出過(guò)流面結(jié)構(gòu)線,掛線將一端帶有尼龍錐套(靠過(guò)流面?zhèn)?的螺栓焊接固定在支撐鋼筋網(wǎng)上,然后微調(diào)尼龍錐套旋,使之頂面高程與過(guò)流面高程齊平。支撐定型翻模的尼龍錐套沿水流方向布置9排,垂直水流方向每側(cè)布置4排,支撐鋼筋選Φ25,直接撐在巖面上。尼龍錐套固定、調(diào)整結(jié)束后，將模板放在調(diào)節(jié)好的尼龍錐套上，校正模板位置并用拉筋固定模板。拉筋位置的尼龍錐套不考慮作為支撐使用，拉筋宜在模板就位后再進(jìn)行安裝，為保證拉筋上緊，預(yù)裝時(shí)尼龍錐套宜離模板1～2cm，緊螺栓完成后，如有空隙則進(jìn)行堵塞，以利拆模后拆除尼龍錐套。為增加拼裝定型模板的整體剛度，后面用槽鋼制作的背擔(dān)固定模板，背擔(dān)由三段組成。     2．4刮軌安裝     底拱襯砌中間無(wú)定型翻模部位采用刮軌收面控制體形。刮軌采用角鋼或圓鋼彎制而成（如加工條件允許應(yīng)優(yōu)先選用角鋼），用Φ25的插筋支承加固在基巖面上。 刮軌用角鋼或Φ20圓鋼彎曲。刮軌垂直水流方向布置，刮軌頂面高程與過(guò)流面高程齊平，然后用鋼筋支撐焊接固定在底座板插筋上。     2．5吊腳平臺(tái)搭設(shè)     吊腳平臺(tái)搭設(shè)時(shí),至少利用底板預(yù)埋的2根灌漿管做吊腳平臺(tái)站管支撐點(diǎn),灌漿管預(yù)埋時(shí)均與結(jié)構(gòu)鋼筋焊接牢固。吊腳平臺(tái)搭設(shè)時(shí)用鋼筋插入底板布置的灌漿管中，并在鋼筋上面插入1.5寸鋼管作為支撐吊腳平臺(tái)的站管;然后再在兩邊墻上搭設(shè)八字形鋼管,通過(guò)連接鋼管八字形鋼管與站管連接成一個(gè)整體。連接鋼管中的橫向順?biāo)鞣较蜾摴荛g距應(yīng)小于1.5m。吊腳平臺(tái)的上層滿鋪竹跳板作為砼入倉(cāng)導(dǎo)管布置的平臺(tái)，下層為抹面平臺(tái)，竹跳板根據(jù)需要進(jìn)行鋪設(shè)。詳見(jiàn)附圖二。     2．6砼澆筑     底拱砼澆筑是從一端至另外一端進(jìn)行通倉(cāng)分層下料，澆至模板下口處時(shí)進(jìn)行充分振搗，再?gòu)淖笥覂蛇厜鶆蛳铝线M(jìn)行邊墻砼澆筑，逐層鋪料直至分縫高程，且控制砼來(lái)料強(qiáng)度不低于15m³/h,上升速度控制在0.8m/h,這樣可以使定型翻模的底部與頂部砼凝固時(shí)間一致。砼澆筑過(guò)程中為防止大量砼從底座部中間空的部位冒出，用三分板緊貼最下面一塊定型翻模進(jìn)行封堵；待砼澆筑結(jié)束后及時(shí)取出三分板。砼澆筑至分縫高程時(shí)，用刮尺緊貼刮軌對(duì)底部中間無(wú)定型翻模部位的砼找平，局部不平處用抹子搟漿找平，然后取出刮軌，最后用抹鏟進(jìn)行壓光，以滿足平整度要求（順?biāo)鞣较虿淮笥?mm/m,橫向檢測(cè)不大于5mm/m）。     2．7翻模及抹面     定型翻模施工最為關(guān)鍵的是掌握翻模時(shí)間。翻模時(shí)間過(guò)早會(huì)影響砼質(zhì)量，過(guò)晚則形成缺陷，達(dá)不到翻模目的。砼澆筑過(guò)程中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室提供的實(shí)測(cè)資料隨時(shí)觀測(cè)與掌握砼的凝固情況，及時(shí)定型翻模抹面。翻模采用手動(dòng)葫蘆掛于抹面平臺(tái)上，下端用Φ12鋼筋彎成的掛鉤于模板背肋上臨時(shí)焊接的吊耳或預(yù)留孔上將模板提起，也可用人工翻模；翻模后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行抹面作業(yè)，并用直尺和弧形靠尺檢查平整度和曲率。翻模順序?yàn)橄葷蚕确脑瓌t，通常是在初凝前3～5小時(shí)先拆除最早收面處的一塊翻模，當(dāng)砼塑性很小時(shí)即可翻模，即由底部向兩邊側(cè)。設(shè)專人進(jìn)行找平、抹面，抹面一般不超三次，避免砼表面的過(guò)多擾動(dòng)，造成表面砼松散。拆模后對(duì)模板及時(shí)清洗，損壞的及時(shí)修理。拆出的模板堆放整齊，做到文明施工。     2．8質(zhì)量保證措施     2.8.1保證澆筑后過(guò)流面體形結(jié)構(gòu)尺寸；     2.8.1.1支撐模板的尼龍錐套不能直接與主筋焊接，而是用鋼筋直接撐在巖石面上。支撐鋼筋之間根據(jù)需要設(shè)置縱向連接鋼筋，增加支撐鋼筋的剛度。     2.8.1.2中間設(shè)置的刮軌宜選用剛度大的角鋼彎制，垂直水流方向布置。刮軌間距控制1.0m~1.5m之間。抹面時(shí)先用直尺（鋁合金方鋼，垂直度滿足過(guò)流面要求）沿垂直水流布置的刮軌刮平，然后用定制的弧形刮尺沿水流方向檢查過(guò)流面體形尺寸。     2.8.2保證澆筑過(guò)程中砼的質(zhì)量     2.8.2.1振搗工必須入倉(cāng)振搗，直至人員不能入倉(cāng)振搗時(shí)，采用縱向堵頭模板上預(yù)留的窗口振搗。進(jìn)人口位置一般設(shè)于側(cè)向堵頭上，對(duì)于結(jié)構(gòu)襯砌厚度為2.0m的可設(shè)于縱向堵頭模板上。     2.8.2.2邊墻砼澆筑振搗時(shí)，為防止大量砼涌入底拱，可緊貼定型翻模下口加一塊臨時(shí)擋板，待砼澆筑結(jié)束后取出該臨時(shí)擋板。     2.8.3砼表面的保護(hù)和養(yǎng)護(hù)     2.8.3.1抹面結(jié)束后，及時(shí)用麻布或是EPE保溫被覆蓋砼表面進(jìn)行保護(hù)。     2.8.3.2終凝后，保持砼面濕潤(rùn)，及時(shí)灑水養(yǎng)護(hù)28天。     3、工期及資源投入     3．1單塊循環(huán)時(shí)間     單塊循環(huán)時(shí)間見(jiàn)表2。                    單塊底拱澆筑循環(huán)時(shí)間表        表2 施工工序 耗用時(shí)間 單位 工程量 時(shí)  段  (天) 備   注 1 2 3 4 5 6 7   清底 12 M² 168                 扎筋 36 T 8                 立模 36 M² 110               含抹面平臺(tái)搭設(shè) 止水 12 M 14                 驗(yàn)收 12 項(xiàng) 1                 澆筑 24 M² 120                 合計(jì) 120                         3．2人工投入     人員投入情況如表3。                      人員投入情況表              表3 工種 人數(shù) 班長(zhǎng) 砼工 鋼筋、模板 抹面 一檢 二檢 電工 備注 單班人數(shù) 1 8 4 8 1 1 1 共用5天，365個(gè)工日 三班人數(shù) 3 24 12 24 3 3 3     3．3設(shè)備投入     設(shè)備投入情況見(jiàn)表4。                  設(shè)備投入情況                    表4 序號(hào) 設(shè)備名稱 規(guī)格 單位 數(shù)量 使用時(shí)間(h) 備注 1 砼運(yùn)輸車 EVA 輛 2 24   2 砼輸送泵 三一HB60D 臺(tái) 1 24   3 電焊機(jī) 交流 臺(tái) 2 36   4 振動(dòng)器 軟軸插入式 臺(tái) 8 24       3．4材料耗用     主要材料耗用情況見(jiàn)表5。                      主要材料耗用表                           表5 序號(hào) 材料名稱 單位 耗量 周轉(zhuǎn)次數(shù) 備       注 1 翻模 T 4.83 15 僅為翻模工藝 2 腳手架鋼管 T 3.7 10 增加材料耗量 3 尼龍絲套 個(gè) 90 3   4 支撐筋 kg 1400 0  
    4、翻模施工優(yōu)、缺點(diǎn)及工藝改進(jìn)探討     4．1優(yōu)點(diǎn)     翻模施工可有郊消除砼表面氣泡、拆裝方便、縮短工期、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。     4．2缺點(diǎn)     三峽右岸引水隧洞預(yù)建段底拱翻模經(jīng)一年多的施工實(shí)踐，存在以下問(wèn)題：     4.2.1底拱翻模施工大都采用人工進(jìn)行，用工較多，砼表面質(zhì)量與施工人員熟練程度有關(guān)；     4.2.2砼體形控制較難，需使用大量的支撐和拉筋材料，材料耗量大；     4.2.3機(jī)械化程度低，工藝較落后，對(duì)長(zhǎng)隧洞工效不高，且周轉(zhuǎn)次數(shù)較少。     4．3隧洞底拱的翻模結(jié)構(gòu)的改進(jìn)    從分析比較表中可看出，當(dāng)隧洞較短時(shí)，翻模具有工期短較經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢(shì)，但對(duì)于長(zhǎng)隧洞來(lái)說(shuō)，由于周轉(zhuǎn)次數(shù)的增加。經(jīng)濟(jì)上就不占優(yōu)勢(shì)，且人工、支撐材料耗用較多。但由于翻模能有效地消除砼表面缺陷，對(duì)提高質(zhì)量是有利的，所以有必要在長(zhǎng)隧洞底拱砼襯砌中采用翻模，但從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和進(jìn)度方面考慮，應(yīng)對(duì)翻模結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，具體方案可從以下方面進(jìn)行改進(jìn)：     4.3.1使用底拱鋼模臺(tái)車進(jìn)行改造，將面板設(shè)計(jì)可翻轉(zhuǎn)模板或者是將底拱鋼模臺(tái)車加高，通過(guò)液壓千斤頂提升分段模板，留夠抹面空間；