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摘要:滑模技术是当前水利工程施工中一项特殊的施工工艺,在水利水电工程领域的应用主要集中在水库大坝的坡面施工以及防洪度汛的施工中。水利水电工程滑模施工因具有施工机械化水平高的特点,施工中任何一个环节失误,都会影响到整个工程的施工质量,甚至可能延长工期。因此,在水利水电工程施工中,需要进一步对滑模技术进行研究,以不断取得新的技术突破。
关键词:水利水电;工程施工;滑模技术
1滑模技术的分析
一般滑模的模板主要包括普通模板和专业模板两种类型,甚至有些滑模施工模板还对滑行伸臂机械和动力设备进行配套。通过调查,目前,液压千斤顶在我国滑模动力设备中发挥着主要的动力源作用,其工作原理是在千斤顶的作用形成,对1m以上高度的滑框进行带动,沿刚浇筑成型的模板表面实施滑动。同时,通过模板的上口务必使混凝土逐层浇灌套槽,使每层的厚度控制在30cm以下。若模板内最下层的混凝土与一定强度要求满足之后,通过提升机具,沿已浇灌的混凝土表面进行滑动,再向上有30cm的滑动,根据该工序开展连续循环施工,直至与设计高度的要求满足之后,即对整个施工完成。
水利水电工程滑模施工与铁路、桥梁及道路等工程总的滑模技术不同,水利施工中的滑模技术存在准确的尺寸、高精度、复杂结构以及浇筑量大等特点,因此造成滑模技术的运用及推广有一定的难度。其次,在水利水电工程施工中,应将滑模结构做成较小弧度变化、有门槽的效果。所以,滑模施工技术的运用不仅能够使水利水电工程施工成本降低,而且还能将混凝土施工的质量得到进一步提升。
2.滑模技术存在的不足
水利电力工程中应用滑膜工艺,其工艺技术要求也是相当高的,正因为其能够快速施工,所以对施工中钢筋埋件的安装、混凝土浇灌以及模板滑升等工序间的衔接,必须顺畅有序,结果将直接决定施工质量,一旦失误必将导致质量事故,有时还会出现非常严重的后果。因而,为了充分发挥出滑膜的技术优势,建设出优质的工程项目,就需要对施工过程加强管理,选用高素质的施工人员。
3.滑模技术在水利水电工程施工技术
滑膜施工主要注意以下几个环节:要控制原材料质量、浇筑、渠道土模整形、混凝土拌合以及U型渠顶部边沿的结构处理的工序质量。
3.1原材料质量及混凝土拌合
要调整好原材料的配合比例,拌合过程中严格控制砂石料的比例,以防骨料过多导致的和易性变差。同时,要保证所用原材料的质量,计量选用质量优良的原材料。做好混凝土的配比设计工作。混凝土的入模塌落度对混凝土的初凝时间及工作度等有相对的影响。
3.2混凝土浇筑
要均匀浇筑混凝土,包括浇筑高度及速度。在浇入模板前,要注意分区分层等厚度浇筑振捣,应均匀地卸在受料平台上,然后再转移至模板内,不要污染钢筋。
3.3土模整形
土模是渠道的基础,又兼有浇筑混凝土模板的效用,因而渠道填筑土方的密度很重要,如果密度偏小则在滑膜衬砌成型中混凝土易变得疏松坑洼。在渠底部施工清基时,如遇到填方段或水坑时,可以先进行表层腐殖质的清理,接着以土料分层回填夯实至设计高程,也可以上部用土夯实,下部用砂回填。待基础处理完成,两侧按照设计宽度分层填土,人工夯实,形成土模。值得注意的是,所用土料的含水量应当符合实际需求。而地上渠,由于全部均为回填方,其夯实断面则要相应加大,使得U型渠两侧有足够的保护。
3.4滑模的提升和移动
滑膜施工中,初次滑动时的滑动间距不宜过大,这样容易产生脱模等安全事故,造成不良影响。初次滑动时,应该通过慢速滑动来确定移动时间和速度,再进行快速的作业。混凝土浇筑时,浇筑的高度应该在20~30cm之间,同时两次浇筑的间隔时间不能大于1.5h;振捣时,同时也要注意混凝土的振捣,振捣器不得触及预埋件、钢筋及模板,确保浇筑的质量。要对钢筋的制作安装进行合理的安排,实现滑模的连续性施工。当滑模在移动时出现位置偏差的时候要及时地进行调整,避免安全事故的发生,保证施工的质量。
3.5滑模的拆除
为了能够在较小高度的提升下将滑模从钢管上提取出来,可以把闸墩顶端的多余钢筋割除,把通过液压千斤顶钢管过高部分隔断,然后把滑模上的电焊机、照明设备、电气控制箱等附属设备取下,把滑模底部的吊篮用切割机从滑模分节处割开,最后将滑模的墩头、中部、以及墩尾的螺栓拆除;用门机或者塔机吊住墩尾,松开液压千斤顶,用塔机或者门机换门提升墩尾滑模,将墩尾滑模吊到准备好的空余场地,然后对滑模墩尾和中部进行拆除。在对滑模进行拆除时,要注意拆除的有序性和合理性,要对滑模进行科学合理的拆除,避免安全事故的发生。
4.实例工程分析
4.1工程概况
某工程为一座闸坝低水头河床式水电站,灯泡贯流式机组,装机容量63MW,以发电为主。电站主体工厂由泄洪闸、中非溢流坝段、冲砂闸和厂房坝段组成。其中泄洪闸和冲砂闸分别有6个和两个中墩的尺寸相同,为了加快施工,施工方采用了滑模施工技术。
在已浇筑完毕的冲砂闸两个中墩,都采用滑模施工。中墩设计断面尺寸:27.5m×3m(最大尺寸),闸墩高26.5m,闸墩间距12m,混凝土设计标号C20,每个闸墩混凝土量约1900方,设有检修门槽和工作门槽。工程所采用的滑模分为墩头、中间和墩尾三段,各段尺寸:墩头长10.617m,重14.5t;中间段长8.972m重约11.5t,墩尾段长11.024m,重13.1t。动力装置串40个离心式液压千斤顶,单个最大起重力70kN,总起重力2800kN。
4.2模板设计
根据该工程特点,滑模结构拟采用面模长11m,宽3.0m的整体模板。顺坡向用三组工字钢固定面模,面模与工字钢间用滚轮支撑,以减少摩擦。工字钢的固定每隔一定的间距用拉条锚固在建基面上,侧模采用建筑钢模板。
(1)面模。长11m,宽3.0m,12槽钢作围檩,L7.5角钢作肋板,85钢板作面板,制作成4小块用螺栓连接拼装而成,总重量20kN。为保证面模刚度,在其背后加三榀16桁架。吊环用φ32钢筋制作,焊接于面模两端。对面模与侧模接触的上、下口倒角,以防止在升降过程中带动侧模。面模两端与侧模搭接长度各50cm。
(2)侧模。采用建筑钢模板、钢管及U型卡等进行立模。
5.3应用效果评价
(1)采用滑模施工能够连续进行混凝土浇筑,减少了常规模板施工时各层面之间的重复工作量,大大节约了周转材料和劳动力投入,有效降低了施工成本。
(2)提高了施工质量,滑模施工的连续性,减少了施工缝面,解决了常规模板施工易出现的错台、挂帘、混凝土表面气泡等质量问题。对出模的混凝土及时收光,保证了混凝土表面平整、光滑。
(3)加快了施工进度,根据现场施工表明,气温在20%以上时,混凝土浇筑速度分别可以达到0.7m/h,对施工工期起到绝对的保证,且施工质量与检验结果对比,超出组合钢模预期施工效果。
5.结语
滑模施工技术是一门在水利水电施工中比较特殊也极为重要的技术,同时在滑模施工过程中存在着一定技术难度,因此对混凝土的连续性施工有很高的要求。滑模施工具有多工种协同工作及强制性连续作业等特点,同时其机械化程度也较高,因此任何一个步骤的失误皆会对整个工程带来影响。所以,科学严谨的施工流程及方法是水利水电中滑膜施工品质保证的关键。
参考文献:
[1]杨永军.滑模衬砌U型混凝土渠道的优势和改进完善的探讨.内蒙古科技与经济[J],2002(4):66-69
[2]杨会斌.U型渠道滑模施工中存在问题的探讨[J].中国新技术新产品,2009(10):73