碾壓混凝土大壩豎井快速施工技術(shù)研究

1、碾壓混凝土大壩豎井快速施工技術(shù)研究【摘要】馬來西亞沐若水電站大壩為RCC碾壓混凝土結(jié)構(gòu),施工工期相當(dāng)緊張,自河流截流到大壩具備下閘條件的工期僅21個(gè)月工期,大壩月均上升達(dá)7.5m。大壩左右岸均布置有1個(gè)樓梯間,經(jīng)與設(shè)計(jì)溝通,將樓梯間陽牛腿改為預(yù)制鋼筋混凝土梁作為二期安裝,因此樓梯間垂直豎井可以采用滑動(dòng)模板進(jìn)行施工。此舉既可以減小倉面?zhèn)鋫}的難度,也可以利于大壩的連續(xù)快速上升。本文以沐若RCC大壩樓梯間滑模的設(shè)計(jì)和施工為例,闡述熱帶多雨氣候下碾壓混凝土大壩豎井快速施工技術(shù)?！娟P(guān)鍵詞】沐若水電站碾壓混凝土豎井液壓滑模設(shè)計(jì)施工【Abstract】The main dam structure of Mu

2、rum Hydro-electric Project in Malaysia is of roller compacted concrete (RCC. Considering the tight construction limit - only 21 months from river closure to gate closure, the monthly lifting will be 7.5 meter on average. There are 2 staircases in the left and right bank of Dam, after communication w

3、ith design engineer, we change the prominent corbel of staircase to preformed reinforcement-concrete beam, which will be installed at the second stage, so hydraulic sliding can be used for the construction of shaft well in the staircases. The above measure can not only make the preparation work more

4、 easily, but also make the dam concrete construction fast and continuously. This article expounds the fast construction technique of RCC dam at tropical rainy climate region by the example of the design and construction of hydraulic sliding of staircases at RCC Dam of Murum Hydro-electric Project.【K

5、ey Words】Murum Hydroelectric Project Roller Compacted Concrete Well casing Hydraulic Sliding Design Construction1.工程概述馬來西亞沐若水電站地處熱帶多雨氣候區(qū)域,降雨呈微弱性季節(jié)性,最大月平均降雨381mm,最小月平均降雨215mm,平均氣溫26.5。其檔水建筑物采用壩軸線為弧線布置的碾壓混凝土重力壩,壩頂高程為546.0m,最大壩高146.0m。整個(gè)大壩軸線長(zhǎng)430.23m,分成21個(gè)壩段,左岸非溢流壩段分8個(gè)壩段(1#8#,右岸非溢流壩段分10個(gè)壩段(12#21#壩段壩段,河床

6、溢流壩段分3個(gè)壩段(9#11#壩段。壩身無閘控表孔泄洪,采用壩身臺(tái)階式溢洪道接挑流消能。大壩左岸4#壩段和右岸18#壩段內(nèi)各布置有1個(gè)4.5×2.4m的矩形斷面的樓梯間,其中4#壩段內(nèi)樓梯間底高程為447m,總高102m,從底部至頂部共設(shè)置有55個(gè)陽牛腿用以支撐預(yù)制樓梯板(相鄰高差為3.6m;18#壩段內(nèi)樓梯間底高程為499.6m,總高49.8m,從底部至頂部共設(shè)置有26個(gè)陽牛腿;樓梯間周邊為50cm厚的變態(tài)混凝土。2.施工特點(diǎn)樓梯間為豎直井狀結(jié)構(gòu),短邊方向設(shè)置有支撐預(yù)制樓梯板的陽牛腿,長(zhǎng)邊方向?yàn)樨Q直外露面。設(shè)計(jì)出可以多次周轉(zhuǎn)使用且利于滿足碾壓混凝土連續(xù)上升的井筒模板是快速施工主要考

7、慮的問題。其主要施工特點(diǎn)如下:(1若采用現(xiàn)澆陽牛腿,必然使內(nèi)部要搭設(shè)滿堂腳手架(馬來西亞安全要求,樓梯間每澆筑完1530m即需進(jìn)行內(nèi)部腳手架拆除,安裝預(yù)制樓梯板,這樣將很大程度的增加施工難度,影響整體施工進(jìn)度。(2碾壓混凝土澆筑分層一般為69m,若一次性將模板、鋼筋安裝完成,則倉面?zhèn)鋫}時(shí)間將大大增加,模板制作量較大,且很難保證樓梯間的施工質(zhì)量,導(dǎo)致后期預(yù)制樓梯板無法順利安裝。(3樓梯間內(nèi)部空間狹小,無法布置連續(xù)翻轉(zhuǎn)上升的模板。(4沐若現(xiàn)場(chǎng)為多雨地帶,倉面澆筑過程中很容易出現(xiàn)因暴雨停倉或?qū)娱g間歇時(shí)間超長(zhǎng)的情況,滑動(dòng)模板面板與混凝土面間的滑動(dòng)系數(shù)會(huì)因?yàn)榛炷翝仓r(shí)間的長(zhǎng)短在很大范圍內(nèi)變動(dòng),因此需考

8、慮混凝土初凝之后模板如何滑動(dòng)的問題。3.大壩豎井快速施工技術(shù)3.1優(yōu)化設(shè)計(jì)采用滑模施工的工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),應(yīng)考慮滑模施工工藝的特點(diǎn),宜設(shè)計(jì)成等截面或漸變截面,避免有礙模板滑動(dòng)的局部突出結(jié)構(gòu)或連接構(gòu)件,無法避免的突出結(jié)構(gòu)或連接構(gòu)件可作為二期施工處理。根據(jù)沐若樓梯間施工特點(diǎn),為利于模板等備倉施工,將樓梯間陽牛腿優(yōu)化為預(yù)制鋼筋混凝土梁作為二期安裝,可避免現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行牛腿模板的拼裝,且利于大型模板的布置,因此經(jīng)與設(shè)計(jì)溝通,同意對(duì)此進(jìn)行優(yōu)化。樓梯間典型剖面及優(yōu)化如圖1、圖2所示: 圖1 樓梯間原設(shè)計(jì)剖面圖 圖2 樓梯間陽牛腿設(shè)計(jì)優(yōu)化圖3.2滑模設(shè)計(jì)根據(jù)水電水利工程模板施工規(guī)范(DL/T 51102000之要求:

9、滑模施工時(shí),其滑動(dòng)速度必須與混凝土的早期強(qiáng)度增長(zhǎng)速度相適應(yīng)。要求混凝土在脫模時(shí)不坍落,不拉裂。模板沿豎直方向滑升時(shí),混凝土的脫模強(qiáng)度應(yīng)控制在0.2MPa0.4MPa?？紤]到大壩碾壓混凝土上升澆筑速度平均為約30cm/46h,滑升速度偏慢,模板與新澆混凝土面之間阻力較大,且倉面澆筑過程中很容易出現(xiàn)因暴雨停倉或?qū)娱g間歇時(shí)間超長(zhǎng)的情況,為避免混凝土澆筑過程澆筑速度過慢造成滑?；瑒?dòng)困難,大壩樓梯間滑模設(shè)計(jì)為:面板與滑模支架為獨(dú)立體系,兩者之間不固定但可以滑動(dòng);依靠混凝土側(cè)壓力使面板緊貼滑模支架,通過10組GYD-60液壓千斤頂帶動(dòng)支架上升;面板采用組合鋼模板或特制的組合鋼面板,采用人工翻身的方式上升。

10、模板主要平面及結(jié)構(gòu)圖見下圖3、圖4: 圖3 滑模平面布置圖 圖4 滑模短邊方向結(jié)構(gòu)布置圖主要計(jì)算取值及計(jì)算如下:樓梯間周邊混凝土50cm 范圍為變態(tài)混凝土,綜合考慮混凝土的初凝時(shí)間、塌落度、混凝土澆筑速度等綜合因素,取混凝土對(duì)模板的側(cè)壓力為15KN/m 2模板結(jié)構(gòu)的計(jì)算按荷載的傳導(dǎo)進(jìn)行,按混凝土側(cè)壓力面板T 型滑道圍楞提升架的順序逐層計(jì)算個(gè)構(gòu)件承受的軸力、彎矩和剪力大小,選擇合理的受力體系及各截面型式,達(dá)到模板強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性均能滿足要求的目的?；＾D(zhuǎn)置選用GYD-60滾珠式液壓千斤頂,支撐桿采用48×3.5mm 鋼管,均勻分布在樓梯間豎井的周邊。本滑模提升裝置的設(shè)計(jì)荷載有為如下幾類:(1滑模裝置自重;(2施工荷載:a 操作平臺(tái)上機(jī)具設(shè)備的實(shí)際重量;b 操作平臺(tái)上施工人員及堆放材料的重量;(3提升架T 型滑道與鋼面板的摩擦力,按側(cè)壓力與摩擦系數(shù)之積計(jì)算,摩擦系數(shù)為鐵與鐵的靜摩擦系數(shù)0.74。施工時(shí)考慮在滑道上涂抹潤滑油,降低此系數(shù);(4施工時(shí)