CN105673019A - 一种竖井下弯段上部混凝土滑模施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种竖井下弯段上部混凝土滑模施工方法，包括以下步骤：竖井下弯段下部施工完成后，搭建施工平台；将滑模在施工平台上进行安装，拆除施工平台；根据滑模内外轨迹控制每次滑模移动步距；控制滑模行程和滑升轨迹，下弯段结构从下到上连续成型；本发明通过精确的计算控制滑模内外弧滑升高度，对滑升过程进行精确控制；克服了定型模板存在的高空作业安全风险，资源投入少、施工进度快、降低了施工成本及管理成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种水利水电建筑物混凝土施工方法，具体涉及一种竖井下弯段上部混凝土滑模施工方法。
背景技术
受地形和水利条件约束，在西部开发的很多水电工程开发方式为引水式，其中必然存在大量引水竖井工程要建设；另外对于中、东部地区，出于调频、调相，稳定电力系统的周波和电压，以及事故备用灯目的，还将建设大量的抽水蓄能电站；抽水蓄能电站布置中，作为上、下库联系水道的重要组成部分，高压竖井一般情况下也是必不可少的建筑物，而且随着额定水头的增加，竖井直径也足部加大；而竖井必然需要弯段与平洞相连接，从而存在弯段的衬砌施工问题；对于下弯段中，由于弯段的特殊性，采用常规的人工立模间断式浇筑，但对于大直径尤其10m以上直径的弯段衬砌，需采取脚手架、龙骨支撑定型模板施工，采用此方案存在作业空间狭小、高空作业安全风险高、材料运送难、浇筑工期长等弊端。
发明内容
本发明针对上述问题提供了一种竖井下弯段上部混凝土滑模施工方法。
本发明采用的技术方案是：一种竖井下弯段上部混凝土滑模施工方法，包括以下步骤：
竖井下弯段下部施工完成后，搭建施工平台；
将滑模在施工平台上进行安装，拆除施工平台；
根据滑模内外轨迹控制每次滑模移动步距；
控制滑模行程和滑升轨迹，下弯段结构从下到上连续成型。
进一步的，所述滑模移动步距的确定方法如下：
根据下弯段上部中心角，确定滑动次数N和每次滑动的角度α；
以下弯段上部内外圆弧的圆心为起点，做出N条定位线并与下弯段上部内外弧相交；
上述交点即为内外弧的控制点坐标；
根据相邻两交点的横纵坐标差，得到滑模移动步距。
进一步的，所述施工平台采用工字钢搭建，纵向工字钢两端分别搭在技术超挖区和结构混凝土上，采用混凝土浇筑时预埋的插筋将其两端固定；竖向工字钢采用岩壁上的插筋固定，纵向工字钢和竖向工字钢间固定连接；工字钢搭建完成后，上部设置木模板封闭形成施工平台。
进一步的，所述滑模为液压整体滑升模板。
进一步的，所述滑模上部竖井井壁上设置有滑模观察导向轨。
进一步的，所述滑模观察导向轨设置有四个，采用插筋固定。
进一步的，所述下弯段上部中心角为10.9°，滑动次数为60，每次滑动角度为0.18°。
本发明的有益效果是：
(1)本发明根据控制滑模行程和滑升轨迹的参数，克服了定型模板浇筑存在的高空作业安全风险；
(2)本发明能够有效的确定滑模内外弧滑升高度，进行正常的浇筑和滑升，能够进行精确的控制；
(3)本发明尤其适用于大直径下弯段中的混凝土施工，资源投入少，施工进度快、降低了施工成本及管理成本。
附图说明
图1为本发明流程示意图。
图2为本发明下弯段上部施工结构示意图。
图3为本发明滑模横截面示意图。
图4为滑模行程控制图。
图中：1-满堂脚手架，2-下弯段技术超挖区，3-滑模体，4-滑模观察导向轨，5-插筋，6-模板支撑衍架，7-模板支撑肋，8-提升架，9-模板围圈，10-爬升杆。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
如图1所示，一种竖井下弯段上部混凝土滑模施工方法，包括以下步骤：
竖井下弯段上部施工完成后，搭建施工平台；
将滑模在施工平台上进行安装，拆除施工平台；
根据滑模内外轨迹控制每次滑模移动步距；
控制滑模行程和滑升轨迹，下弯段结构从下到上连续成型。
采用结构力学方法验算施工平台的结构受力，校核其强度和变形，采用龙门吊将滑模分块吊至施工平台进行组装，组装后拆除施工平台，进行滑模就位和调试。
进一步的，所述滑模移动步距的确定方法如下：
根据下弯段上部中心角，确定滑动次数N和每次滑动的角度α；
以下弯段上部内外圆弧的圆心为起点，做出N条定位线并与下弯段上部内外弧相交；
上述交点即为内外弧的控制点坐标；
根据相邻两交点的横纵坐标差，得到滑模移动步距。
采用CAD辅助图形设计和几何运算方法，计算滑模内外轨迹控制坐标，滑模下方施工平台上设置有测量仪器及照明设备，根据计算结果控制点坐标；利用滑模专用千斤顶顶升设备控制滑模行程和滑升轨迹，不断向上滑升，使下弯段结构连续成型。
进一步的，所述施工平台采用工字钢搭建，纵向工字钢两端分别搭在技术超挖区和结构混凝土上，采用混凝土浇筑时预埋的插筋将其两端固定；竖向工字钢采用岩壁上的插筋固定，纵向工字钢和竖向工字钢间固定连接；工字钢搭建完成后，上部设置木模板封闭形成施工平台。
进一步的，所述滑模为液压整体滑升模板，滑模装置为了便于加工，并具有足够的强度、刚度及稳定性，滑模设计为钢结构；滑模装置主要包括模板、围圈、提升系统、滑模盘、液压系统和辅助系统；下弯段混凝土衬砌完成后，利用下弯段施工脚手架和模板衍架预埋钢板，采用工字钢搭建竖井滑模施工平台；安装前首先测量竖井中心点，根据竖井中心点位置进行滑模拼装；安装时，首先在竖井井口利用龙门吊将模体吊下放到安装平台再进行组装；滑模组装完成后，首先采用龙门吊将上游端吊起，下游端采用手动葫芦将其吊起，手动葫芦固定在下弯段开挖支护的锚杆上；然后拆除施工平台，龙门吊吊起上游端慢慢下落，另一端搭在已浇筑结构混凝土上，待滑模板与下弯段定型模板吻合后，经测量合格后再将滑模体固定。
模板初次滑升要缓慢进行，并再次过程中对提升系统、液压控制系统、盘面及模板变形情况进行全面检查，发现问题及时处理，待一切正常后方可进行正常浇筑和滑升；滑模正常滑升根据施工现场混凝土初凝、混凝土供料、施工配合比、施工环境温度等具体情况确定合理的滑升速度，按分层浇筑间隔时间不超过允许间隔时间，确定滑升前结构内弧、外弧混凝土浇筑厚度；平台利用液压千斤顶提升，综合考虑提升次数、滑升时间、速度指标等因素后，合理确定内弧、外弧滑升高度；滑升前先将千斤顶限位装置调整到位，保证每次滑升后千斤顶行程；由于滑模是从下往上滑动，且下方有脚手架方便搭设测量仪器及照明设备；因此采用滑模下面的角点作为控制点相对方便施工；在现场施工时，对于电位的控制一般采用全站仪，滑模轨迹控制采用坐标点的形式，采用辅助图形设计和几何运算方法，计算滑模内外轨迹控制坐标；采用折线来近似拟合圆弧曲线，滑模轨迹为圆弧曲线，要实现施工与设计曲线吻合的难度较大；所以本发明采用折线拟合圆弧曲线，折线通过控制点进行控制；同时滑模每次移动的距离也要慎重选择，滑模的步距过大，会导致最后的折线不能很好的拟合原设计曲线，达不到设计效果，并造成空蚀等破坏；若步距太小，则会造成施工不便，增大误差，同时也影响工程进度。
进一步的，所述滑模上部竖井井壁上设置有滑模观察导向轨；滑模滑升过程中，每提升一次均需进行测量，发现偏差，及时纠偏；为保证滑模滑升行程，首先采用弯段结构纵向钢筋设置4个滑模观察导向轨，导向轨必须准确测量定位，然后采用插筋固定，确保模板滑升施工时，及时地观察出滑模的偏移情况；不定时的采用测量仪器进行复核，确保结构轮廓的准确性；当偏移大于1cm时，必须进行纠偏，主要是通过液压千斤顶组微提升进行调整，可辅以螺旋千斤顶通过井壁向主平台施力。
进一步的，所述下弯段中心角为10.9°，滑动次数为60，每次滑动角度为0.18°。
下面是广东清远抽水蓄能电站引水竖井下弯段混凝土施工过程；如图2和图3所示，施工平台为钢结构形式，采用I25a工字钢搭设，由三根纵向工字钢，三根竖向工字钢支撑和木模板组成；纵向工字钢两端搭在下弯段技术超挖区和结构混凝土上，采用混凝土浇筑时预埋的插筋将其两端固定，竖向工字钢采用岩壁上的插筋固定，纵向工字钢和竖向工字钢之间焊接连接，然后上面铺设木模板形成模板组装平台；根据施工平台结构分析，最不利载荷取中间纵向工字钢，工字钢最大跨度为9.51m，取每次下吊时与施工平台在工字钢跨中有一个受力点进行验算；验算合格后，采用龙门吊将I25a工字钢吊至下弯段满堂脚手架组成的临时操作平台，施工人员在施工平台上利用龙门吊、手动葫芦等起吊设备将工字钢就位，施工时严格按照《钢结构设计规范》(GB50017-2003)和设计图纸进行焊接。
滑模采用液压整体滑升模板，模板高度为1.2m，共分为14个单元，每个单元模板弧长为2.06m，滑模装置为便于加工，具有足够的强度、刚度及稳定性，滑模设计为钢结构；滑模装置主要包括模板、围圈、提升系统、滑模盘、液压系统和辅助系统；为保证竖井衬砌吊运钢筋等其它材料时井下施工人员的安全，在滑模盘上设计一个钢棚，钢棚骨架采用I14工字钢焊制，厚钢板封顶；安装前由测量人员测出竖井中心店，根据竖井中心点位置进行滑模拼装；安装时，首先在竖井井口利用龙门吊将模板每7个单元组合在一起，然后将模板分块利用龙门吊从施工支洞及竖井下放到施工平台进行组装；滑模体组装完成后，首先采用龙门吊将上游端吊起，下游端采用手动葫芦将其吊起，手动葫芦固定在下弯段开挖支护的锚杆上；拆除工字钢支撑，龙门吊吊起上游端慢慢下落，待滑模板与下弯段定型模板吻合后，经测量合格后再将滑模体固定。
模板初次滑升要缓慢进行，并在此过程中对提升系统、液压控制系统、盘面及模板变形情况进行全面检查，发现问题及时处理，待一切正常后方可进行正常浇筑和滑升；滑模正常滑升根据施工现场混凝土初凝、混凝土供料、施工配合比、施工环境温度等具体情况确定合理的滑升速度，按分层浇筑间隔时间不超过允许间隔时间；正常滑升每次间隔不大于1小时，滑升高度控制在3cm，日滑升高度控制在2.5m左右；滑升前结构内弧混凝土应浇筑到模板的一半，外弧浇筑到1.2m左右，模板上缘距混凝土表面预留30cm左右浇筑层厚度；平台利用液压千斤顶提升，综合考虑提升次数、滑升时间、进度指标等因素后，一次内弧滑升10cm，为了保持弧线外弧滑升13.3cm，滑动次数为60次；滑升前将千斤顶限位装置调整到位，保证每次滑升后千斤顶行程；由于滑模是从下往上滑动，且下方有脚手架等临时操作平台方便搭设测量仪器及照明设备；因此采用滑模下面的角点作为控制点相对方便施工；在现场施工时对于点位的控制一般采用的是全站仪，在本项目中搭设一次全站仪就可以控制所有点位，同时操作简单，具有很好的连续性；滑模轨迹控制采用点坐标的形式，如图4所示，其中A点为坐标原点，AO方向为横坐标正方向，竖直向上为纵坐标正方向；滑模移动内弧控制点用N1～N61表示，外弧控制点用W1～W61表示，所有移动中间点的坐标点位如表1所示；为了保证滑模行程，首先采用纵向钢筋设置4个滑模观察导向轨，导向轨必须精确测量定位，然后采用插筋固定；在模板滑升施工时，及时地观察出滑模的偏移情况，中心测量利用激光指向仪测量，发现模板有少量偏移。必须及时进行纠偏。
表1下弯段上部滑模施工控制点坐标(单位：mm)
本发明通过采用工字钢搭建施工平台，运用结构力学方法验算施工平台的结构受力，校核其强度和变形；采用龙门吊将滑模分块吊至施工平台进行组装，组装后再拆除施工平台进行滑模就位、调试；采用CAD辅助图形设计和几何运算方法，计算滑模内外轨迹控制坐标，滑模下方设置脚手架搭设测量仪器及照明设备，按照计算控制点坐标，利用滑模专用千斤顶顶升设备控制滑模行程和滑升轨迹，不断向上滑升，使结构连续成型，逐步完成混凝土浇筑工作。
本发明提供的方法，可以有效的确定滑模内外弧滑升高度，进行正常浇筑和滑升；在施工过程中考虑对施工平台的搭建，并且确保施工平台的强度和稳定性，确定最佳滑升高度、精度控制和纠偏。
本发明将滑模运用于竖井弯段施工中，根据计算确定内外行程控制参数，克服了定型模板浇筑存在的高空作业安全风险，减少了资源投入，加快了施工进度，大大提升了竖井下弯段混凝土施工技术进步，本发明特别适用于大直径竖井下弯段中的混凝土施工。
Claims (7)
1.一种竖井下弯段上部混凝土滑模施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
竖井中下弯段下部施工完成后，搭建施工平台；
将滑模在施工平台上进行安装，拆除施工平台；
根据滑模内外轨迹控制每次滑模移动步距；
控制滑模行程和滑升轨迹，下弯段结构从下到上连续成型。
2.根据权利要求1所述的一种竖井下弯段上部混凝土滑模施工方法，其特征在于，所述滑模移动步距的确定方法如下：
根据下弯段上部中心角，确定滑动次数N和每次滑动的角度α；
以下弯段上部内外圆弧的圆心为起点，做出N条定位线并与下弯段上部内外弧相交；
上述交点即为内外弧的控制点坐标；
根据相邻两交点的横纵坐标差，得到滑模移动步距。
3.根据权利要求1所述的一种竖井下弯段上部混凝土滑模施工方法，其特征在于，所述施工平台采用工字钢搭建，纵向工字钢两端分别搭在技术超挖区和结构混凝土上，采用混凝土浇筑时预埋的插筋将其两端固定；竖向工字钢采用岩壁上的插筋固定，纵向工字钢和竖向工字钢间固定连接；工字钢搭建完成后，上部设置木模板封闭形成施工平台。
4.根据权利要求1所述的一种竖井下弯段上部混凝土滑模施工方法，其特征在于，所述滑模为液压整体滑升模板。
5.根据权利要求1所述的一种竖井下弯段上部混凝土滑模施工方法，其特征在于，所述滑模上部竖井井壁上设置有观察导向筋。
6.根据权利要求4所述的一种竖井下弯段上部混凝土滑模施工方法，其特征在于，所述观察导向筋设置有四个，采用插筋固定。
7.根据权利要求1或2所述的一种竖井下弯段上部混凝土滑模施工方法，其特征在于，所述下弯段上部中心角为10.9°，滑动次数为60，每次滑动角度为0.18°。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |