针对上述施工特点与难点,若4条引水上平洞均各制作一台大断面钢模台车或针梁台车,因1#~4#引水上平洞洞长均较短,显然不经济;若制作一台或两台,不仅无法保证4条上平洞平行施工,且在与进水塔混凝土施工干扰如此大的情况下,短时间内频繁在各隧洞之间转移、拆卸和安装,同样既不经济,也不安全,困难较大,工期上也不占优势。
经各方案技术、经济综合分析比较,决定渐变段采用全断面满堂架立模浇筑,圆洞段采用底板样架翻模、边顶拱采用简易台车底座及底座上方搭设钢管满堂架快速移动就位法进行衬砌施工。
3.1 分层、分块
渐变段纵向按每9m共分2块,每块均按底板1层、边墙2层及顶拱1层共分4层进行浇筑;圆洞段纵向按每10.5m一块进行分块浇筑,且每均块分2层,先浇120°底拱,再浇240°边顶拱。
3.2 模板选型与施工
渐变段为异型结构,采用木模现场制作,并按部位依次分块编号。圆洞段采用专业模板厂定制弧型钢模板,采用70cm×150cm及70cm×75cm进行组合安装,面板厚3mm,封头模板均采用普通木模板。
3.2.1 渐变段模板施工
渐变段采用木模及槽钢围檩、φ48钢管满堂架(可调节支架)支撑,自底板向顶拱依次分4层进行立模浇筑。
3.2.2 圆洞段底板模板施工
首先在底板安装φ25支模架立筋及φ20拉条锚筋,架立筋在混凝土浇筑前起支撑模体作用,再安装定制弧形钢模板,弧形钢模板采用并排双支[10a槽钢围檩加固,同圈各段围檩之间通过端头接点板及螺栓连接,再通过设置纵向钢管蝴蝶扣紧压和固定围檩及模体,蝴蝶扣螺杆通过中间丝扣套筒及φ14拉条筋与锚筋对拉,套筒紧贴模板面,避免拉条直接穿过模板面,拆模后须切割拉条影响外观质量。底拱24°范围内(内弧长约2.5m)采取无模施工,并架设弧形抹面样架(φ48钢管制作),样架两侧端头节点板与槽钢围檩端头接点板通过螺栓对接固定。上平洞圆形洞段底拱立模见图1。
图1 上平洞圆形洞段底拱立模图
1—定制弧形钢模板;2—槽钢围檩;3—底拱抹面弧形样架;4—拉条拉筋;5—支模架立筋;6—拉条丝扣套筒;7—拉条蝴蝶扣;8—槽钢围檩节点板;9—底板混凝土浇筑施工平台
3.2.3 边顶拱立模施工
在底板浇筑前,先在底板中心线两侧45°处各预埋一排定位锥,纵向间距1.5m,定位锥通过中间锥形套筒(内设丝扣)连接混凝土内预埋螺杆及混凝土外部螺帽杆,定位锥套筒紧贴底拱模板面,顶拱排架移位后先旋出螺帽杆再用专用工具取出套筒可重复利用。定位锥主要用于固定轨道底座,轨道底座由16mm厚钢板加工制作,再在经定位锥固定的底座上安装纵向轨道(轨道钢22 kg/m)。每块边顶拱浇筑块纵向长10.5m,简易台车两侧各装3只共6只行走轮。两侧3只行走轮均通过上方纵梁连成整体,纵梁均采用并排双支[20a槽钢组成,再在两侧纵梁上按1.0m的间距铺设25a工字钢横梁,为便于拆卸和安装,横梁均通过节点板螺栓与纵梁连接。(www.xing528.com)
上述行走系统及纵、横梁组成上平洞圆洞段边顶拱立模排架基座,再在基座上搭设满堂架并通过可调节螺杆和桁架围檩(φ48钢管制作)对边顶拱模板进行加固。横梁下方最大净高约2.5m,可供施工人员及小型材料运输机械通行等,尽可能减少上平洞顶拱混凝土施工期间对下游斜井滑模准备工作的影响。上平洞圆形洞段边顶拱立模见图2。两侧模板各留两排下料孔,每侧每排下料孔均为3个,顶拱沿纵向设3个“冲天炮”送料口。边顶拱简易排架台车移动时利用布置在进水口的5t卷扬机牵引就位,就位后也可以人工微调移动。
图2 上平洞圆形洞段边顶拱立模图
1—预埋定位锥;2—轨道底座(钢板制作);3—行走轨道(轨道钢);4—行走轮;5—纵向底梁(并排双支[20槽钢);6—横向底梁(25a工字钢);7—排架调节螺杆;8—围檩桁架(φ48钢管制作);9—定制弧形钢模板
3.3 混凝土浇筑施工
本工程上平洞衬砌混凝土均采用9.0m3混凝土搅拌车运输,HBT60混凝土泵泵送入仓,φ50及φ70插入式振捣器振捣。
3.3.1 底拱混凝土浇筑
上平洞底拱自上游向下游跳仓浇筑,便于底拱钢筋绑扎、立模及浇筑等各流水作业工序相互错块施工,减少干扰。每个底拱浇筑块均先浇底拱中心线24°范围内无模部位,宽约2.5m,并采用退管法浇筑。无模部位混凝土振捣完成后,首先用铁锹进行初平,再用刮尺贴紧弧形样架左右滑动,刮平表面混凝土,形成标准底拱过流弧面,在混凝土达到一定强度且终凝前,人工抹面收光。底拱120°范围内其他有模部位采取翻模施工,先自底拱两侧中间处预留的进料孔(下料孔规格:30cm×30cm,纵向孔距2.0m)进行,以确保下料自由落差高度不大于1.5m,等下料高度接近下料孔底部时,退出下料泵管及时进行封孔,改自仓面两侧顶部下料。在底拱有模部位混凝土达到一定强度且未终凝前,先将底拱无模样架拆除,再松开模板拉条蝴蝶扣及围檩两端节点板螺栓,即可将模板拆除,人工抹面收光。翻模施工前,应对底拱无模部位混凝土覆盖养护毯或泡沫板进行表面保护,严禁直接踩踏,并及时洒水养护。
底拱无模部位采用φ50或φ70插入式振捣器直接振捣,其余有模部位浇筑时,平仓振捣人员自两侧顶部进入仓内采用铁锹及φ50插入式振捣器对各浇筑层逐层进行平仓振捣,直至底拱浇筑完成。
3.3.2 边顶拱混凝土浇筑
上平洞边顶拱衬砌混凝土自下游向上游依次逐块浇筑,先利用排架台车进行钢筋绑扎,可根据实际情况一次性连续绑多个浇筑块,再将台车返回逐块立模浇筑。在边顶拱浇筑时,先自两侧模板预留的下料孔下料浇筑,并确保下料自由落差不超过1.5m,以减少骨料分离现象。同时左右两侧应均衡下料,浇筑高差控制不大于30cm,待两侧浇至最上一排下料孔底部时,及时封闭下料孔,并采取垂直法自浇筑块的下游端向上游端依次向“冲天孔”送料,直至整个顶拱全部浇筑完成。封顶时,混凝土输送泵必须使用低速挡进行灌注,并随时注意灌注口的压力变化,避免因混凝土注满后仍强行灌注而导致压力过大使模板变形或爆模。
240 °范围内边顶拱浇筑时,平仓振捣人员自正上方顶拱两侧预留进人孔进入,采用铁锹及φ50插入式振捣器逐层时行平仓振捣,待下料至顶拱两侧进人孔底部时,人员退出仓外并及时进行封孔,改为“冲天孔”送料,并采用坍落度相对较大的自密式细石混凝土进行浇筑,同时利用模体外侧安装的附着式振捣器进行振捣,确保正上方顶拱处混凝土浇筑密实。
3.4 底拱混凝土表面修复
本工程上平洞底拱拆模后,需对定位锥孔及拉条孔进行填充修复,确保外观质量。定位锥孔及拉条孔均先采用M25(不低于C25混凝土强度)预缩砂浆填补,填补预缩砂浆后对孔口表面用磨板搓平,并与原结构面预留1~2 mm。待预缩砂浆终凝后,用42.5R普通硅酸盐水泥与42.5R白水泥按1∶1~1∶1.5(视周边结构混凝土外观颜色而定)比例拌制均匀,再加入水与水玻璃按1:1比例拌成的混合液,拌成糊状水泥素浆,抹于预缩砂浆表面,反复压平、刮净。自然风干约12h后,用砂纸手工精磨或用电动手磨机配金刚磨光片(或220目大理石抛光片)进行打磨即可。
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