水利工程論文-底拱翻模施工技術(shù).doc

水利工程論文-底拱翻模施工技術(shù)摘要：三峽永久船閘地下輸水系統(tǒng)隧洞體形結(jié)構(gòu)復(fù)雜，表面質(zhì)量要求高，平洞底拱按常規(guī)方法施工，混凝土表面缺陷無(wú)法消除。底拱翻模抹面技術(shù)成功地解決了這一難題，施工后混凝土表面光滑平整，消除了水汽泡、麻面等混凝土施工中的“頑癥”，滿(mǎn)足了設(shè)計(jì)需要。關(guān)鍵詞：地下隧洞混凝土施工底拱翻模三峽工程1概況三峽永久船閘地下輸水系統(tǒng)由3條（襯后為4條）輸水隧洞和36口豎井組成，其中包括16口斜井及72個(gè)漸變段，隧洞總長(zhǎng)約5500m。隧洞結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜，洞洞交叉，洞井相貫，斷面多變，其中平洞標(biāo)準(zhǔn)段襯砌斷面為11種之多，最長(zhǎng)一段直洞長(zhǎng)度僅約為128m。標(biāo)準(zhǔn)段除有少部平洞外，其余均為坡比17或18的斜坡段，斜坡升降處均為圓弧過(guò)渡，進(jìn)出口處還設(shè)有平彎，72個(gè)漸變段共有19種不同的尺寸。1.1結(jié)構(gòu)特點(diǎn)平洞底拱除閘室段為方形、漸變段為兩條小圓變方或方變小圓、T型管及十字管為兩條45倒角外，其余標(biāo)準(zhǔn)段底拱均為寬5m，兩側(cè)為R50cm的反圓弧，南北坡襯砌厚60cm，中隔墩襯砌厚100cm。標(biāo)準(zhǔn)段底拱斷面結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。1.2施工步驟平洞混凝土施工程序分為兩步：先澆底拱，后澆邊頂拱。底拱澆高7090cm，圓弧上去2040cm，以便邊頂模板搭接。澆筑長(zhǎng)度南北坡為8m，中隔墩為12m。1.3表面平整度要求由于通航后隧洞表面要承受高達(dá)30m/s水流的沖刷，為提高混凝土表面的耐久性，澆筑后混凝土表面平整度質(zhì)量要求高。表面平整度用3m直尺檢查，類(lèi)區(qū)垂直水流方向的起伏差小于3mm，平行水流方向的起伏差小于5mm，縱坡1/50，不允許在混凝土表面出現(xiàn)蜂窩、麻面、水汽泡及直徑或深度大于5mm的氣孔洞。2初期施工及試驗(yàn)情況永久船閘地下輸水隧洞從1999年9月29日第1塊底拱結(jié)構(gòu)混凝土開(kāi)始澆筑。底拱模板結(jié)構(gòu)反弧部分R50cm及邊墻采用定型鋼模板，兩邊用桁架相連，底板3m段采用人工刮平抹面。底拱定型模板結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。由于混凝土澆筑時(shí)，反弧部分汽泡難以排出，聚積吸附在模板表面，脫模后在混凝土表面出現(xiàn)大量的水汽泡、麻面；同時(shí)中部桁架密集，人工刮平抹面困難，致使底板平整度較差，極大地影響了混凝土表面質(zhì)量。針對(duì)初期底拱澆筑中出現(xiàn)的表面質(zhì)量問(wèn)題，進(jìn)行了各種相關(guān)試驗(yàn)，包括不同的振搗時(shí)間，模板開(kāi)孔，木模板和在鋼模板加內(nèi)襯等幾種條件的試驗(yàn)。為了保證試驗(yàn)效果，還在鋼模板及木模表面鋪定吸濕性好的土工織物和生白布，但土工織物和生白布只能周轉(zhuǎn)23次，成本高，且無(wú)法徹底解決表面平整度及水汽泡。經(jīng)多次試驗(yàn)，我們認(rèn)為，只有改變常規(guī)的施工方案改善工藝措施才能消除底拱混凝土表面水汽泡，因此，我們采用新的施工方法底拱翻模抹面技術(shù)。3底拱翻模底拱翻模抹面技術(shù)投入使用后，在施工中得到了不斷完善和發(fā)展。目前，底拱翻模主要分為底拱翻模臺(tái)車(chē)和底拱小翻模兩種結(jié)構(gòu)形式。3.1底拱翻模臺(tái)車(chē)結(jié)構(gòu)底拱翻模臺(tái)車(chē)為整體結(jié)構(gòu)，主要由模板、臺(tái)車(chē)架、拖板、撐桿、行走輪、支架及軌道等組成，見(jiàn)圖3。模板包括R50cm反弧段、高40cm邊墻及50cm底板直段，面板厚6mm。模板每塊長(zhǎng)2m，模板間用螺栓連接。臺(tái)車(chē)架主要由型鋼組成，分為4m一段，底部拖板導(dǎo)軌固定于臺(tái)車(chē)架上。行走輪移動(dòng)時(shí)固定于臺(tái)車(chē)架上；澆筑時(shí)在臺(tái)車(chē)架兩端用鋼凳支撐住。手動(dòng)撐桿用于模板支撐及脫立模，當(dāng)用手動(dòng)撐桿把模板脫空后，換用12t手拉葫蘆把模板拉攏臺(tái)車(chē)架，并用掛鉤把模板固定于臺(tái)車(chē)架上。拖板長(zhǎng)約2.7m，寬50cm，上置2只1.1kW平板振搗器。刮板前后往返運(yùn)行時(shí)用1t手拉葫蘆進(jìn)行牽引。軌道采用12槽鋼。后部軌道置于底板混凝土上，前部軌道置于已綁扎的底板鋼筋上。軌道前后循環(huán)，重復(fù)使用。3.2底拱小翻模結(jié)構(gòu)底拱小翻模主要由模板、背肋、拉筋、樣架、刮軌及支架等組成，見(jiàn)圖4。模板同樣包括R50cm反弧段、高10cm邊墻及底板。模板面板厚3mm，高55mm，每塊模板長(zhǎng)1.2m，模板相互間用形卡相連。背肋緊貼模板內(nèi)肋，以便通過(guò)拉筋把模板拉緊固定。背肋分為橫、縱向，均用1.5鋼管，縱肋彎制而成，間距60cm。25圓鋼通過(guò)尼龍錐套與底板鋼筋固定，混凝土平整后把導(dǎo)軌及錐套取出，人工抹平。支架由1.5鋼管通過(guò)用碗扣連接而成。支架主要用于模板拆翻、振搗、抹面及混凝土輸送泵管架設(shè)。3.3底拱翻模技術(shù)參數(shù)及施工程序底拱翻模主要技術(shù)參數(shù)如下。序相同：扎筋立模校正澆筑平倉(cāng)振搗翻模抹面模板移裝。不同之處主要為：一是底拱臺(tái)車(chē)整體移裝，拖板導(dǎo)軌固定于臺(tái)車(chē)架上；而底拱小翻模分塊移裝，刮板導(dǎo)軌固定于底板鋼筋上；二是底拱臺(tái)車(chē)車(chē)架可作施工平臺(tái)及混凝土輸送導(dǎo)管架，而底拱小翻模需另搭設(shè)施工平臺(tái)。平洞底拱用翻模施工，只要根據(jù)混凝土初凝強(qiáng)度，掌握好翻模時(shí)間，把混凝土表面抹平、壓光，便可徹底消除混凝土表面水汽泡、麻面及錯(cuò)臺(tái)。3.4底拱翻模工藝措施（1）塌落度控，制混凝土澆筑采用泵送分層平鋪入倉(cāng)，澆筑層厚50cm，塌落度嚴(yán)格控制在1216cm之間。（2）澆筑順序，先將混凝土澆筑至底板內(nèi)層鋼筋以下，然后改由邊墻下料，當(dāng)混凝土由邊墻圓弧模板底部溢出后，再?gòu)闹虚g底板下料至底板高程，最后再把邊墻澆滿(mǎn)。（3）平倉(cāng)振搗，混凝土入倉(cāng)后，骨料有堆積的地方采用人工及時(shí)平倉(cāng)分料及振搗；振搗棒作業(yè)時(shí)要求“快插慢退”，振搗時(shí)間控制在4050s，以混凝土不再冒氣泡且表面泛漿為止。（4）底板平整，收倉(cāng)后，底板混凝土略高于設(shè)計(jì)高程，初步用拖板或刮板進(jìn)行平整處理，最后用抹鏟人工找平、壓光。（5）翻模、抹面，混凝土初凝強(qiáng)度達(dá)到0.10.3MPa時(shí)，按澆筑順序逐塊翻起模板，用泥鏟抹平、壓光殘留于反弧段混凝土表面的水汽泡、麻面及錯(cuò)臺(tái)等，消除表面缺陷。4施工應(yīng)用與拓展4.1底拱翻模臺(tái)車(chē)施工底拱翻模臺(tái)車(chē)于1999年5月18日首次用于南-平洞S4塊底拱澆筑。底拱翻模臺(tái)車(chē)整體進(jìn)行脫立模、移位；混凝土澆筑后，按混凝土澆筑順序逐塊翻轉(zhuǎn)模板，對(duì)反圓弧面等存在水汽泡、麻面的部位進(jìn)行人工抹面、壓光，較好地解決了混凝土表面缺陷。但由于臺(tái)車(chē)重量大，移位、翻轉(zhuǎn)較困難，翻模時(shí)間較長(zhǎng)，易錯(cuò)失最佳抹面時(shí)機(jī)；模板翻轉(zhuǎn)時(shí)易對(duì)相鄰塊產(chǎn)生擾動(dòng)，在混凝土表面產(chǎn)生裂紋；同時(shí)，由于臺(tái)車(chē)架空間較小，不利于進(jìn)行拖板、抹面作業(yè)。4.2底拱小翻模施工底拱小翻模于2001年7月20日首次投入北-N16平洞底拱施工。雖然模板小