中国水利水电第三工程局有限公司 陕西省西安市 710024
[摘要]碾压混凝土坝施工过程中,若采用传统方法对对坝体结构缝处的止水带进行支撑加固,存在多点重复焊接、辅助支撑加固材料一次性使用,不具备周转使用功能、焊渣易灼伤止水带且加固支架易变形,导致止水移位跑偏。本文通过对南屯1项目可滑升止水加固装置施工技术的应用进行归纳总结,进一步阐述一种新型可滑升的止水加固装置,该装置能精准有效固定止水带及附属结构不发生偏移;具备整体滑动调节功能,以实现材料周转循环使用;操作简单便捷、经济合理,为类似项目提供借鉴与参考。
[关键词]可滑升止水加固装置 设计与应用
1 工程概况
南屯1水电站位于老挝波利坎赛省(Bolikhamxay)的坎丁河上,为一等大(1)型工程,电站装机容量为 650MW。拦河坝为碾压混凝土大坝,最大坝高177m,坝顶全长771.5m,划分31个坝段,含30道结构缝,结构缝上游侧均设置双层止水带,四道镀锌铁皮,一道排水孔,其中:本项目使用的Sika FM500型高强止水带为德国进口, 宽500mm,厚13mm,安装成型后与水平面夹角为79°,结构较为复杂。
2研究背景
(1)根据施工合同要求,大坝碾压混凝土设计工程量为370万m3,计划施工时段为:2019年12月6日~2022年1月31日,持续工期为787天,月浇筑强度14.1万m3。为满足该项目碾压混凝土高强度施工要求,同时提高坝体结构防渗、抗渗性。因此,对结构缝处止水带安装加固工艺优化及改进提出了迫切要求。
(2)基于传统施工工艺:止水带均采用DN25螺纹钢及等边角钢∠25×25×3mm现场焊接样架进行支撑加固,随周围变态混凝土的浇筑逐层分段续接。由于加固材料一次性预埋,不具备周转循环使用功能。由于现场多点重复焊接,导致安装加固时间长,一次验收合格率偏低,不能满足合同对“重点工程单元(检验批)一次性验收合格率≥98%以上”的验收标准要求,最终影响大坝施工生产进度;现需对止水安装工艺进行改进,进一步简化施工工序,加快施工进度,降低施工成本,提高施工质量。
3加固装置结构设计
项目技术人员通过结合现场实际情况,查询并借鉴其他类似项目对止水带安装加固的先进经验;开展技术攻关与革新,经分析讨论,最终研发设计出一中可滑升的止水加固装置,经现场使用验证,效果显著,满足预期要求。
加工厂根据“止水安装加固装置”制作示意图,采用3mm厚钢板切割制作,背面使用DB16钢筋进行轮廓加固,四角开孔预留滑轨通道,同时使用止水夹将止水与钢筋骨架连接形成一体化固定,保证混凝土施工时止水不发生偏移。一套加固装置最终由2块样架组成,结构设计合理,易加工制作,具体详见图1~图3。
图1 样架制作示意图 |
图2 加固装置结构示意图 | 图3 止水带、诱导缝(铁皮)加固示意图 |
附图标号说明表
序号 | 名称 | 规格 | 数量 | 备注 |
1 | 止水带固定预留槽 | 宽:6cm | 2个 | |
2 | 拔管固定预留孔 | 孔径:φ19cm | 1个 | |
3 | 样架钢板 | 厚度:3mm | 1块,约0.79m2 | |
4 | 滑轨预留孔 | 孔径:φ4.8cm | 4个 | |
5 | 诱导缝(铁皮)固定预留槽 | 宽:2cm | 4段 | |
6 | 样架支撑固定钢筋 | Φ25mm | 4根 | |
7 | 背部轮廓加固钢筋 | Φ16mm | 4.32m | |
8 | 滑轨钢筋 | Φ25mm | 4根 | |
9 | 滑轨通道 | Φ48mm | 4根φ48mm钢管 | |
10 | 诱导缝铁皮 | 厚2mm | 4段 | |
11 | 止水带 | FM500 | 2块 | |
12 | 诱导缝(铁皮)支撑加固钢筋 | Φ16mm | 4~6根 | |
注:每块样架配套设计量 |
4 工艺流程
图4 止水带安装加固工艺流程图
5 应用实施及操作要点
5.1 支撑样架安装
(1)新止水带设置:首先,根据止水带中心位置的测量标记控制点,在止水坑底板的相应位置处钻孔并锚固4跟φ25mm插筋备用;其次,将单段止水带对折式分别穿入2块支撑架的卡槽内;最后,将支撑样架预留滑轨槽与锚固插筋对接就位,实现样架与止水带的固定。
(2)更换旧支撑样架:当支撑样架损坏或老化变形时,必须及时进行更换,首先,拆除老旧样架;其次:将止水带分别穿入2块新支撑架的卡槽内;最后,将支撑样架预留滑轨槽与锚固插筋对接就位,实现样架与止水带的固定。
(3)两块样架之间焊接4根φ25mm的钢筋(单根长度L=0.6m)进行连接固定。
(4)诱导缝铁皮下料完成后,从加固装置顶部沿预留槽插入底部,与上一段接头焊接。
5.2 滑轨焊接延伸
滑动轨道采用4根φ25mm的螺纹钢与预留接头焊接,一次接长3m,焊点牢靠稳固,严格按止水带中心位置及倾斜角度进行控制,局部设置辅筋进行支撑加固。
5.3 样架提升,止水带及诱导缝(铁皮)定位
使用登高车或小型起吊设备进行样架提升,一次提升高度控制在1~1.5m,安排专人指挥,缓慢匀速操作。杜绝因受力不均匀,导致止水带或诱导缝(铁皮)局部扭曲、褶皱、破损或样架变形。
5.4 支撑固定
在加固装置底部区域,使用专用止水夹,左右对称设置(间距10cm/个),将止水带与钢筋滑轨一体化固定;设置
φ16mm辅助钢筋分段将诱导缝(铁皮)与钢筋滑轨焊接固定。
5.5 拔管施工控制
(1)拔管制作:采用DN100mm的不锈钢管制作,钢管长1.8m,在拔管顶部焊接两个把手,便于拔管松动提升时操作;在拔管另一端每30cm为一段,采用油漆进行刻度标记,共计标记4段。
(2)拔管安装:安装前,组织QC对已形成排水孔进行质量检查,确保排水畅通无阻塞;清除拔管表面灰浆、污垢等杂物;在止水固定架预留的拔管孔内插入拔管,拔管底部(划刻度的一端)与排水孔孔口正对,经测量校核后,采用土工布对拔管孔口缝隙进行填塞,并用sika砂浆进行密封,避免施工过程中水泥浆液沿缝隙进入孔内,造成排水孔堵塞;采用模板油对拔管壁涂抹处理。
(3)拔管提升:指定专人进行看护及操作,前1~3层,每浇筑1层,手握把手来回松动处理;后续第4层以后,每浇筑1层,人工拔管上升1层。
(4)通孔检查:收仓完成,待拔管整体拔出后,由QC牵头组织人员采用高压水或钢筋棍对排水孔进行通孔检查,确保排水孔畅通无阻塞。
(5)孔口封闭保护:采用土工布团对孔口进行阻塞,并用木块进行覆盖防护,避免后续清仓过程中泥浆、混凝土块等杂物进入孔内造成排水孔阻塞。
5.6 测量校核
根据设计坐标点对止水带、诱导缝、排水孔中心位置进行测量校核并标记确认,局部若有偏移,及时进行调整纠正。
5.7 清理
使用清洁剂及毛刷清除止水带表面附着油污、灰浆等杂物。
5.8 验收检查
(1)止水带中心与结构缝中心位置重合,且位置及角度偏差≤5mm,每2m为一段,采用钢尺、线锤配合检测。
(2)止水带及诱导缝(铁皮)接头牢固,无瑕疵;表面完好,无裂纹、无破损;加固止水夹无脱落,有效绷紧、无松弛;表面洁净,无灰浆、油污等杂质附着。
(3)拔管刻度标记清楚,表面洁净,脱模剂均匀涂刷;分缝镀锌铁皮安装就位,辅助支撑加固牢靠有效。
5.9 变态混凝土施工
(1)周围变态混凝土施工时,平仓机、振动碾、振捣器与止水带保持1m以上有效距离,避免触碰或挤压移位。
(2)止水带周围变态混凝土采用人工铲料整平处理,加浆充足,振捣密实。
6 应用效果对比分析
6.1 降低施工成本
根据拔管施工要求,每1.5m需进行一次加固,以传统方式加固所需费用明细如下:
(1)材料费:5.6m×0.00385t/m×4470元/t=96.37元
(2)人工费:4×0.0625×90元/h=22.5元
可滑升止水安装加固装置每道止水每次加固所需费用:
(1)材料费:0.9m2×2×0.02355t/m2×5213元/t=220.98元
(2)加工人工费:1×2×120元/h=240元
(3)安装人工费:5×0.0625×90元/h=28.13元
(4)加固人工费:3×0.0416×90元/h=11.23元
本项目共计32道结构缝,上游结构缝总长度约3000m,考虑50%损耗,共计需要加工32×1.5=48套装置
综上所述,预计节约费用=(3000÷1.5)×(96.37+22.5-11.23)-48×(240+220.98+28.13)=191802.72元。
6.2 提高工作效率
可滑升止水加固装置具备提前批量加工制作条件,现场安装加固简便快捷,避免多点重复焊接,大幅度提高工作效率,加快施工进度,平均为每仓碾压混凝土备仓时间节约0.8天。
6.3 保证加固质量
该加固装置整体性好,有效实现止水带、诱导缝结构及拔管精准定位;同时,降低加固过程中焊渣灼伤止水带的风险。
经使用论证,止水带安装加固完成后,质检联合监理对安装位置进行验收检查,一次验收合格率≥98%,均满足合同验收标准要求。
7结论/结束语
止水带安装加固质量对水工建筑物的防渗、抗渗性尤为重要,本文主要总结可滑升止水加固装置在老挝南屯1水电站大坝碾压混凝土施工中的应用,从加固装置设计与制作、现场安装加固、应用效果对比分析综合论证,该装置应用效果显著,对提高施工质量、加快工程进度,节约施工成本具有重要的促进作用,为类似工程提供借鉴与参考。
参考文献
杨小鸣,中埋式橡胶止水带安装技术探讨。2021年,第11期。