陳欣榮,王 強(qiáng),吳鑫鑫,王軍強(qiáng)
(1.磐安縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局,浙江 磐安 322300;2.浙江廣川工程咨詢有限公司,浙江 杭州 310020;3.水利部農(nóng)村電氣化研究所,浙江,杭州 310012)
市嶺下水庫工程位于浙江省磐安縣尚湖鎮(zhèn)市嶺下村上游,距尚湖鎮(zhèn)約3.5 km,工程主要任務(wù)以供水為主,結(jié)合灌溉、防洪等綜合利用,為?。?)型水庫。工程等別為IV等,主要建筑物攔河壩為4級,臨時性建筑物為5級;正常蓄水位為572.0 m,相 應(yīng) 庫 容316.4萬m3,校 核 洪 水 位574.31 m,相應(yīng)總庫容376.0萬m3。
工程樞紐建筑物主要由攔河壩、溢洪道、導(dǎo)流放水隧洞等組成。
攔河壩為混凝土面板堆石壩,面板采用C25W8F100鋼筋混凝土,板厚40 cm;壩頂高程為575.0 m,壩基趾板底部高程為530.0 m,最大壩高為45.0 m。壩頂寬度為6.3 m,長度為128 m,上游壩坡為1∶1.3,下游壩坡為1∶1.3。
C25W8F100面板混凝土工程量約2 152 m3,面板厚度40 cm;設(shè)計共分為15塊,其中在大壩左側(cè)6 m寬6塊,中間12 m寬5塊,右側(cè)6 m寬4塊,最長塊面板長度68.99 m,最短塊面板長度3.47 m;擠壓邊墻表面噴涂一層乳化瀝青。
水泥采用C42.5及以上普通硅酸鹽水泥?;炷良?xì)骨料應(yīng)質(zhì)地堅硬、清潔、級配良好。天然砂的細(xì)度模數(shù)在2.2~3.0范圍內(nèi),含泥量≤3%。碎石選用質(zhì)地新鮮、堅硬的塊石軋制,含泥量≤1%,超徑<5%,遜徑<10%,表觀密度≥25 kN/m3;摻用0.8~1.2 kg/m3聚丙烯腈纖維防裂、引氣劑、高效減水劑,含氣量控制在4~6%;其他外加劑和摻合料通過試驗確定。
(1)混凝土面板裂縫是通病,有句行話叫“十板九裂”。
(2)混凝土面板施工周期較長,長達(dá)5~6個月,溫控及保溫措施實施難度大。
(3)涉及工種較多,管理難度大。施工涉及木工、鋼筋工、電焊工、吊裝工、振搗工等。
(4)混凝土面板為高處臨空面施工,安全管理壓力較大。
2.2.1 壩面處理
首先對擠壓邊墻固護(hù)壩面平整度測量檢查,布置方格網(wǎng)進(jìn)行測量與放樣,外邊線與設(shè)計邊線偏差必須符合設(shè)計要求;表面噴涂一層乳化瀝青。
2.2.2 止水銅片制安施工
止水銅片采用卷材,在作業(yè)面附近施工平臺上采用止水銅片成型機(jī)連續(xù)壓制整體成型,鼻子空腔內(nèi)按設(shè)計要求填塞橡膠棒和泡沫板。為防止泥漿或砂漿進(jìn)入止水銅片鼻腔內(nèi),止水銅片端部和底部采用塑料粘膠帶進(jìn)行密封;止水銅片的焊接采用對接加覆板的焊接工藝。經(jīng)監(jiān)理工程師檢驗合格后,人工運至施工部位。
無軌滑模就位前,將止水銅片外露側(cè)嵌設(shè)在側(cè)模中,使止水銅片中線與縫面重合;偏差滿足設(shè)計要求,專人負(fù)責(zé)維護(hù)、調(diào)整。
2.2.3 側(cè)模和底部止水制安
底部止水:面板分縫根據(jù)設(shè)計要求的樁號,由測量放樣定出面板分縫位置及高程,對縫底面按設(shè)計要求處理,保證面板垂直縫底部平整和整條垂直縫的順直,滿足設(shè)計要求的面板尺寸。
側(cè)模安裝步驟:縫底面按設(shè)計要求處理后,涂刷熱瀝青,鋪設(shè)500×6型PVC墊片,與下層熱瀝青粘緊貼平,再把W1型止水銅片緊貼在上面。在底部W1型止水銅片安裝、校正后,進(jìn)行側(cè)模安裝。側(cè)模又是滑模的軌道,必須有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。側(cè)模采用方木兩根疊起來,用螞蟥釘聯(lián)接牢固,側(cè)模頂面光滑,以減少滑?;瑒訒r的摩擦阻力;外側(cè)采用支架加固,內(nèi)側(cè)用鋼筋支撐牢。
2.2.4 面板鋼筋制安
側(cè)模安裝前,面板鋼筋在現(xiàn)場制作,然后開始進(jìn)行鋼筋網(wǎng)的安裝。按設(shè)計要求尺寸綁扎鋼筋,采用現(xiàn)場搭接焊方法,鋼筋接頭滿足規(guī)范要求,同一斷面接頭數(shù)量不超過1/3。鋼筋由鋼筋臺車將鋼筋送至坡面(鋼筋臺車用卷揚(yáng)機(jī)牽引),然后用人工自下往上安裝。
2.2.5 滑模板牽引機(jī)具
滑模板采用箱型式板鋼結(jié)構(gòu),在模板上側(cè)設(shè)有工作平臺,模板尾部設(shè)有抹面平臺,規(guī)格為195 m×80 m×1 320 cm,自重約為5.5 t,加上滑模上人及其他荷載,即G=5 500/102+7.5=61.4 kN。
(1)滑模力的計算
G×cosα=61.4×cos 37.568°=48.67 kN≥P=4×12=48 kN。
式中,P為新混凝土對斜坡面上滑模的浮托力,當(dāng)模板傾角小于45°時,取3~5 kN/m2。
浮托力為1.95×12×3.5×sin 37.568°×102=5.09 t,自重為5.5 t的滑模板達(dá)到要求,必要時可以在滑模板上再加上配重。
滑模牽引力的大小與滑模自重,刮板與新澆混凝土的粘結(jié)力有關(guān),計算如下:
T=[τA+Gsinα+fGcosα]×K=[2×12+61.4×sin 37.568°+0.5×61.4×cos 37.568°]×1.5=128.65 kN。
式中,T為滑模牽引力(kN);G為滑模自重加配重(kN);τ為刮板與新澆混凝土之間的粘結(jié)力,取2 kN/m2;f為鋼模體與混凝土的磨擦系數(shù),取0.5;α為坡面與水平面夾角,取37.568°;A為滑板與新澆混凝土接觸的表面積12 m2;K為安全系數(shù),取1.5。
(2)卷揚(yáng)機(jī)底座固定壓重計算
滑模牽引設(shè)備選用2臺5 t的卷揚(yáng)機(jī),每臺卷揚(yáng)機(jī)附加1套滑動輪和2股直徑為19.5 mm、長150 m的鋼絲繩來牽引滑模。2臺卷揚(yáng)機(jī)及其配套設(shè)施產(chǎn)生的牽引力為:T′=5×10×2×2=200 kN>T,能滿足牽引的要求。卷揚(yáng)機(jī)之間的寬度根據(jù)面板寬度而定。卷揚(yáng)機(jī)底座為鋼結(jié)構(gòu)并采用地錨方式進(jìn)行固定,用配重混凝土預(yù)制塊壓于其上,配重為1.0 m×0.9 m×1.8 m的混凝土預(yù)制塊(單塊重3.86 t及37.8 kN)。根據(jù)計算,每臺卷揚(yáng)機(jī)壓重塊為4塊(Q1=151.2 kN),每套滑模8塊。
卷揚(yáng)機(jī)僅受水平拉力作用,為防止繞A點傾覆,需滿足:Q1≥K(Sh-Ga)/b。
卷揚(yáng)機(jī)僅受水平拉力作用,為防止水平滑動,需滿足:Q1μ1+Gμ2≥S。
式中:Q1為卷揚(yáng)機(jī)后壓重力;K為安全系數(shù),取K=1.5;S為鋼絲繩的水平拉力,取S=128.65 kN;G為卷揚(yáng)機(jī)自重力,取G=8 kN;μ1為重物與土的摩擦系數(shù),取μ1=0.5;μ2為卷揚(yáng)機(jī)與土的摩擦系數(shù),取μ2=0.5;h為A點與水平拉力作用線的距離,取h=0.45 m;a為A點到卷揚(yáng)機(jī)重心線的距離,取a=1.5 m;b為A點到壓重物重心線的距離,取b=2.5 m。
由抗傾覆需要的壓重力計算得:Q1=1.5×(128.65×cos 37.568°×0.45-8×1.5)/2.5=20.33 kN。
由水平滑動需要的壓重力計算得:Q1=(128.65×cos37.568°-8×0.5)/0.5=195.9 kN。
卷揚(yáng)機(jī)拉動滑模受滑模牽引力的反向作用力,大小與牽引力相等,方向相反。對該力進(jìn)行正交分解,得出壓重塊總質(zhì)量:即每臺卷揚(yáng)機(jī)壓重塊質(zhì)量必須大于97.95 kN(單臺卷揚(yáng)機(jī)Q1=151.2 kN,大于97.95 kN),預(yù)制混凝土塊才能滿足壓重要求。
2.2.6 溜槽布置
滑動模板到位以后,即可放“U”型溜槽,溜槽采用1.5 mm厚鐵板,2 m一節(jié),用環(huán)套方式。溜槽放在澆筑塊的鋼筋網(wǎng)上,上口用鐵絲綁扎,中間每5 m用10號鉛絲把溜槽與鋼筋網(wǎng)綁扎,12 m寬面板布置2條溜槽。
2.2.7 混凝土拌和
混凝土由右壩頭拌和站供給,拌和機(jī)采用JZM750型混凝土攪拌機(jī)1臺;另在上壩公路外側(cè)配備攪拌機(jī)1臺PCD800型拌和機(jī)JS750備用。混凝土的配料、拌和嚴(yán)格按水工混凝土施工規(guī)程執(zhí)行,特別是外加劑的計量要準(zhǔn)確,配制符合試驗配合比要求,每班由專人負(fù)責(zé)。由于摻用多種外加劑,混凝土拌和時間按強(qiáng)制式不小于90 s、自落式不小于180 s控制。
2.2.8 混凝土運輸
出機(jī)混凝土由農(nóng)用運輸車3輛經(jīng)上壩公路運至壩頂,卸入集料箱,由集料箱倒入“U”型溜槽入倉(人工輔助),人工平倉。
2.2.9 混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)
嚴(yán)格掌握分層澆筑程序,每層澆筑厚度為25~30 cm,特別注意開倉塊底部容易產(chǎn)生混凝土分離,石子成堆,施工時必須加以防范和處理。
(1)倉面振搗器采用直徑不大于70 mm的插入式振搗器,振搗器不宜平行于壩坡插入澆筑層,而應(yīng)沿滑模前緣垂直;不能插入滑模內(nèi),以免滑模受混凝土流態(tài)浮托力抬升。
(2)插入深度達(dá)到下層混凝土的底部5 cm,振搗間距為作用頭子的1.25倍。止水銅片附近要仔細(xì)振搗,保證止水銅片周圍混凝土密實。
(3)振搗時間為25 s左右,目視混凝土不顯著下沉,不出現(xiàn)氣泡,并開始泛漿為準(zhǔn)。
(4)模板滑升前,須清除模板前沿超填的混凝土,以減輕滑升阻力;滑升時兩端提升應(yīng)平穩(wěn)、均勻、同步。
(5)每澆完1層混凝土,滑升1次,1次滑升高約為30 cm,不得超過1層混凝土的澆筑高度。對脫模后的混凝土表面,及時進(jìn)行人工修整、壓平和抹面;對漏振缺漿處,及時用混凝土原漿嵌補(bǔ),并進(jìn)行二次壓面,一次抹光。
(6)混凝土入倉坍落度控制5~7 cm,控制混凝土施工質(zhì)量,保證混凝土振搗密實;滑升速度控制在2 m/h為宜,最大滑升速度不大于3 m/h,并把安全繩隨著滑模板升高,隨時做好安全裝置。
(7)及時了解天氣預(yù)報,避免雨天施工。澆筑過程中遇有意外大雨、暴雨,應(yīng)立即停止?jié)仓?,并用塑料布遮蓋混凝土表面,必須排除倉面積水?;炷廖闯跄那闆r下,加鋪同標(biāo)號混凝土濃漿后繼續(xù)澆筑,否則按施工縫處理。
(8)混凝土滑模并經(jīng)過抹平、抹光達(dá)到初凝后,先鋪設(shè)1層薄膜再用鋪養(yǎng)護(hù)毯全面覆蓋,并及時對混凝土面灑水養(yǎng)護(hù),以達(dá)到保溫、保濕(有利于防止裂縫的產(chǎn)生),養(yǎng)護(hù)直到蓄水為止。養(yǎng)護(hù)用水是在壩頂前沿布置主水管,在每一個面板塊上設(shè)1個供水開關(guān),沿壩軸線水平放置1根2″水管;在管壁上每15~20 cm鉆1個小孔,面板塊進(jìn)行常流水養(yǎng)護(hù),以確保面板保濕。
(1)壩面要平整保證+5 cm、-8 cm以內(nèi),采用3 m×3 m網(wǎng)格檢查。
(2)面板施工時段最好選在10月到次年1月份之間,氣溫在3~20℃之間。
(3)沙子采用河沙,粉煤灰采用一級灰。
(4)水泥盡量存放2個月以上,使其溫度降至最低后方可使用。
(5)出氣口塌落度控制在5~6 cm,運至倉面2~4 cm。
(6)插入壩面的架立筋應(yīng)隨面板澆筑進(jìn)程給予切斷,防止后期對面板產(chǎn)生拉力。
(7)下料溜槽應(yīng)設(shè)置防雨棚,防止雨水進(jìn)入溜槽內(nèi)。
(8)確保3次抹面:第一次粗抹(整平),第二次細(xì)抹(示放表面應(yīng)力),第三次精抹(抹光)。
(9)混凝土面板施工三分配合比七分工藝,主要振搗人員要固定,要精細(xì)管理到位。
(10)抹光達(dá)到初凝后,先鋪設(shè)1層薄膜再用鋪養(yǎng)護(hù)毯全面覆蓋,并及時對混凝土面灑水養(yǎng)護(hù),以達(dá)到保溫、保濕,有利于防止裂縫的產(chǎn)生,養(yǎng)護(hù)直到蓄水為止。