CN105862669B - 一种水利水电工程大坝矩形钢衬的施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了水利水电工程施工技术。本发明的一种矩形钢衬的施工方法包括以下步骤：制作板状构件单元；钢衬底板的安装及底部混凝土浇筑；第一层钢衬侧板安装；第一层钢衬侧板的混凝土浇筑；第二层钢衬侧板安装；第二层钢衬侧板的混凝土浇筑；重复前述过程直至完成最高层钢衬侧板及对应的混凝土浇筑；安装钢衬顶板。该矩形钢衬的施工方法，将矩形钢衬与过流水道的内壁混凝土分层同步施工，无需待过流水道内壁安装矩形钢衬的作业面混凝土层全部浇筑成型且固化后，再进行矩形钢衬管节的安装和固定，使得矩形钢衬的制作安装工艺优化，节省施工周期；将组成矩形钢衬各面制作成标准板状构件，适宜标准化作业和工厂化生产，有利于提高施工效率。

Description

一种水利水电工程大坝矩形钢衬的施工方法
技术领域
本发明涉及一种水利水电工程建设技术，特别涉及一种矩形钢衬的施工方法。
背景技术
在水利水电工程的大坝或类似的建筑物中，常常需要采用钢衬对过流水道进行防护或加固，避免高压水力对大坝壁体产生不利影响，该类防护或加固通常是在流道的两侧壁上先进行混凝土浇筑加固，再在混凝土墙面上贴钢板内衬，但由于大坝的过流水道的尺寸通常很大，长达40-50m，高为10-12m，即需要浇筑混凝土和贴钢板的尺寸较大。
而通常单块钢板的尺寸为：长6-15m，宽2-3m，需要对钢板进行拼接才能满足使用需求，现有的一般技术方案是将钢衬做成矩形管节，在底部的安装作业面的混凝土层全部浇筑形成后，再将矩形管节分段吊入后进行焊接加固，控制施工的工期包括钢衬的整体安装、焊接以及外侧混凝土浇筑等环节，其中光是外侧混凝土层的正常作业周期就需要45~60天，其中控制性工期约30天，使钢衬部位的施工工期较长。由于大部分大坝施工是工程的控制点，传统的钢衬施工方法必然导致这一部分坝段的工期滞后于其它坝段，进而对工程的整体进度和管理构成不利影响。
随着技术的发展，对钢衬相关的门槽施工技术有了进一步的改进，如中国专利：一种闸门门槽施工方法及装置（申请号为：2013100186843），其门槽安装与混凝土同步上升施工，将门槽二期安装转为一期混凝土同步施工安装，简化了常见的复杂施工方法，实现了工程整体施工进度的加快，但在有钢衬的施工部位工期仍然较长，钢衬施工进度的快慢成为大坝施工工期能否缩短的关键因素。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术方案中钢衬的施工过程工期较长，成为制约工程整体施工进度加快的关键因素，提供一种矩形钢衬的施工方法，该施工方法采用平行作业的方式，钢衬和混凝土施工同步进行，加快钢衬施工速度、保证施工质量，提高工程整体施工效率。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种矩形钢衬的施工方法，该矩形钢衬包括钢衬底板、钢衬侧板和钢衬顶板，包括以下施工步骤：
(1)将组成矩形钢衬的钢板制作成多个板状构件单元，并运送至安装现场；
(2)在过流水道底部进行钢衬底板的安装、加固和拼接；
(3)进行钢衬底板底部的混凝土浇筑；
(4) 安装钢衬内支撑；
(5)在过流水道的两侧分别进行第一层钢衬侧板安装、加固和拼接；
(6)在过流水道的第一层钢衬侧板外侧进行混凝土浇筑；
(7)以第一层钢衬侧板为基础进行第二层钢衬侧板安装、焊接和固定；
(8) 在过流水道的第二层钢衬侧板外侧进行混凝土浇筑；
(9)重复步骤(7)-(8)依次进行第三层及以上层钢衬侧板的安装和固定，直至完成最高层的钢衬侧板安装、焊接和固定，并完成混凝土浇筑；
(10)安装钢衬顶板，并将钢衬顶板和钢衬侧板焊接、加固。
该矩形钢衬的施工方法，将矩形钢衬分钢衬底板、钢衬侧板和钢衬顶板分别制作和安装，并与过流水道两侧混凝土分层同步施工，无需待过流水道安装矩形钢衬管节的安装和固定完成后，再进分层的混凝土浇筑，使得矩形钢衬的制作安装工艺优化，节省施工周期、提高施工效率，有利于工程的整体工期时间节约；同时，将组成矩形钢衬各面的钢板制作成多个标准的板状构件单元，用板状构件为制造和运输单元，适宜于标准化作业和工厂化生产，提高工程质量、减少人工作业量，有利于提高施工效率。
作为优选，在步骤(1)中，预先根据大坝的混凝土工艺，确定矩形钢衬的高度和分层层数，进而确定板状构件的尺寸，按照组成钢衬底板、钢衬侧板和钢衬顶板的顺序，依次将相应的板状构件运输和吊装到施工现场。按照安装顺序依次将相应的板状构件运动至施工现场，保证施工准确性，同时也便于维持施工现场的货物整洁性，减少构件遗漏可能，避免耽误工期，使施工过程有序进行。
作为优选，步骤(5)-(9)中进行钢衬侧板安装和拼接时，利用钢衬内支撑对钢衬侧板辅助进行定位、调整、固定以及钢板之间的对缝。利用现有常用的钢衬内支撑对钢衬侧板的安装进行相应的定位和调整，提高钢衬施工精准性，保证完成施工后的矩形钢衬的性能。
作为优选，所述钢衬底板、钢衬顶板及每一层的钢衬侧板均由1个或多个板状构件焊接而成，焊接方式采用自动焊。由板状构件组成的钢衬底板、顶板和钢衬侧板便于矩形钢衬的分段、分层施工，并采用自动焊方式保证钢衬质量，考虑到过流水道的尺寸，能采用自动焊机进行焊接。
作为优选，组成所述钢衬顶板和钢衬底板的钢板之间通过单面焊双面成型的焊接方式拼接。
作为优选，所述钢衬底板上开设有便于过流水道底部混凝土浇筑的浇筑孔，浇筑完成后用螺母或塞焊的方式对浇注孔进行封堵。在钢衬底板安装后再通过浇注孔进行底部的混凝土浇筑和加固，加快过流水道底部的施工速度。
作为优选，该矩形钢衬与平面闸门门槽或弧形闸门门槽同步施工。
作为优选，当该矩形钢衬与平面闸门门槽同步施工时，所述钢衬底板与平面门槽底槛连接为整体的结构。该矩形钢衬安装与平面闸门门槽从过流水道底部混凝土施工开始，就进行同步的上升施工，不仅能缩短施工周期，而且避免了传统工艺中门槽二期安装与第一层钢衬侧板产生的搭接过渡问题，显著提高工程质量。
作为优选，当该矩形钢衬与平面闸门门槽同步施工时，所述钢衬侧板与平面门槽的轨道连接为整体的结构。
作为优选，当该矩形钢衬与弧形闸门门槽同步施工时，所述钢衬侧板与弧形闸门门槽的底槛或轨道连接为整体的结构。该矩形钢衬安装与弧形闸门门槽从过流水道底部混凝土施工开始，就进行同步上升施工，不仅施工周期缩短，而且避免了传统工艺中门槽二期安装与一期钢衬产生的搭接过渡问题，显著提高工程质量。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、该矩形钢衬的施工方法，将矩形钢衬分钢衬底板、钢衬侧板和钢衬顶板分别制作和安装，并与过流水道两侧混凝土分层同步施工，无需待过流水道安装矩形钢衬管节的安装和固定完成后，再进分层的混凝土浇筑，使得矩形钢衬的制作安装工艺优化，节省施工周期、提高施工效率，有利于工程的整体工期时间节约；同时，将组成矩形钢衬各面的钢板制作成多个标准的板状构件单元，用板状构件为制造和运输单元，适宜于标准化作业和工厂化生产，提高工程质量、减少人工作业量，有利于提高施工效率；
2、按照安装顺序依次将相应的板状构件运动至施工现场，保证施工准确性，同时也便于维持施工现场的货物整洁性，减少构件遗漏可能，避免耽误工期，使施工过程有序进行；
3、该矩形钢衬安装与平面闸门门槽从过流水道底部混凝土施工开始，就进行同步的上升施工，不仅能缩短施工周期，而且避免了传统工艺中门槽二期安装与第一层钢衬侧板产生的搭接过渡问题，显著提高工程质量；
4、该矩形钢衬安装与弧形闸门门槽从过流水道底部混凝土施工开始，就进行同步上升施工，不仅施工周期缩短，而且避免了传统工艺中门槽二期安装与一期钢衬产生的搭接过渡问题，显著提高工程质量。
附图说明：
图1为本发明的矩形钢衬的结构示意图。
图2为本发明的矩形钢衬的施工工艺图。
图3为实施例2中的矩形钢衬的施工工艺图。
图4为实施例3中的矩形钢衬的施工工艺图。
图中标记：1-钢衬底板，2-钢衬侧板，21-第一层钢衬侧板，22-第二层钢衬侧板，23-第三层钢衬侧板，3-钢衬顶板。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
本实施例将该矩形钢衬的施工方法用于水电工程大坝内的矩形钢衬安装，如图1和图2所示，该矩形钢衬包括钢衬底板1、钢衬侧板2和钢衬顶板3，配合本施工方法和该大坝的过流水道尺寸，将钢衬侧板2分为3层施工，分别为第一层钢衬侧板21、第二层钢衬侧板22和第三层钢衬侧板23。具体的施工步骤如下：
(1)首先将组成矩形钢衬的钢板制作成多个板状构件单元，并运送至安装现场；在这个过程中，预先根据大坝的混凝土工艺，确定矩形钢衬的高度和分层层数，本实施例将钢衬侧板分为3层施工，进而确定板状构件的尺寸，按照组成钢衬底板、钢衬侧板和钢衬顶板的顺序，依次将相应的板状构件运输和吊装到施工现场；
(2)在过流水道底部进行钢衬底板的安装、加固和拼接；
(3)进行钢衬底板底部的混凝土浇筑；
(4) 安装钢衬内支撑；
(5)在过流水道的两侧分别进行第一层钢衬侧板安装、加固和拼接；
(6)在过流水道的第一层钢衬侧板外侧进行混凝土浇筑；
(7)以第一层钢衬侧板为基础进行第二层钢衬侧板安装、焊接和固定；
(8) 在过流水道的第二层钢衬侧板外侧进行混凝土浇筑；
(9)重复步骤(7)-(8)依次进行第三层及以上层钢衬侧板的安装和固定，直至完成最高层的钢衬侧板安装、拼接和固定，并完成混凝土浇筑；
(10)安装钢衬顶板，并将钢衬顶板和钢衬侧板焊接、加固。
该矩形钢衬的施工方法，将矩形钢衬分钢衬底板、钢衬侧板和钢衬顶板分别制作和安装，并与过流水道两侧混凝土分层同步施工，无需待过流水道安装矩形钢衬管节的安装和固定完成后，再进分层的混凝土浇筑，使得矩形钢衬的制作安装工艺优化，节省施工周期、提高施工效率，有利于工程的整体工期时间节约；同时，将组成矩形钢衬各面的钢板制作成多个标准的板状构件单元，用板状构件为制造和运输单元，适宜于标准化作业和工厂化生产，提高工程质量、减少人工作业量，有利于提高施工效率。
按照安装顺序依次将相应的板状构件运动至施工现场，保证施工准确性，同时也便于维持施工现场的货物整洁性，减少构件遗漏可能，避免耽误工期，使施工过程有序进行。
本实施例中，步骤(5)-(9)中进行钢衬侧板安装和拼接时，利用钢衬内支撑对钢衬侧板辅助进行定位、调整、固定以及钢板之间的对缝。利用现有常用的钢衬内支撑对钢衬侧板的安装进行相应的定位和调整，提高钢衬施工精准性，保证完成施工后的矩形钢衬的性能。
本实施例中，所述钢衬底板、钢衬顶板及每一层的钢衬侧板均由多个板状构件焊接而成，其焊接方式采用自动焊。由板状构件组成的钢衬底板、顶板和钢衬侧板便于矩形钢衬的分段、分层施工，并采用自动焊方式保证钢衬质量，考虑到过流水道的尺寸，能采用自动焊机进行焊接；并且组成所述钢衬顶板和钢衬底板的钢板之间通过单面焊双面成型的焊接方式拼接。
本实施例中，所述钢衬底板上开设有便于过流水道底部混凝土浇筑的浇筑孔，浇筑完成后用螺母或塞焊的方式对浇注孔进行封堵。在钢衬底板安装后再通过浇注孔进行底部的混凝土浇筑和加固，加快过流水道底部的施工速度。
该矩形钢衬的施工方法，将矩形钢衬分钢衬底板、钢衬侧板和钢衬顶板分别制作和安装，并与过流水道两侧混凝土分层同步施工，无需待过流水道安装矩形钢衬管节的安装和固定完成后，再进分层的混凝土浇筑，使得矩形钢衬的制作安装工艺优化，节省施工周期、提高施工效率，有利于工程的整体工期时间节约；同时，将组成矩形钢衬各面的钢板制作成多个标准的板状构件单元，用板状构件为制造和运输单元，适宜于标准化作业和工厂化生产，提高工程质量、减少人工作业量，有利于提高施工效率。
实施例2
本实施例应用于水电工程大坝内的矩形钢衬安装，本实施例将矩形钢衬的施工结合平面闸门门槽的安装同步进行，如图3所示，具体的施工步骤如下：
(1)首先将组成矩形钢衬的钢板制作成多个板状构件单元，并运送至安装现场；在这个过程中，预先根据大坝的混凝土工艺，确定矩形钢衬的高度和分层层数，本实施例将钢衬侧板分为3层施工，进而确定板状构件的尺寸，按照组成钢衬底板、钢衬侧板和钢衬顶板的顺序，依次将相应的板状构件运输和吊装到施工现场；
(2)在过流水道底部进行钢衬底板的安装、加固和拼接；与此同时进行平面闸门门槽底槛的安装，本实施例中，将钢衬底板和平面闸门门槽底槛连接为整体的结构；
(3)进行钢衬底板底部的混凝土浇筑；
(4)分别进行第一层钢衬侧板安装和拼接及加固、平面闸门首段门槽轨道的安装；使用钢衬内支撑对钢衬侧板的安装进行辅助的定位、固定以及钢板之间的对缝操作；
(5)将第一层钢衬侧板与平面闸门首段门槽轨道连接为整体结构；
(6)第一层钢衬侧板的混凝土浇筑，同时进行平面门槽轨道的第一层混凝土浇筑；
(7)以第一层钢衬侧板为基础进行第二层钢衬侧板和平面闸门第二段门槽轨道的安装，并将它们连接为整体；
(8)进行第二层钢衬侧板的混凝土浇筑，以及平面闸门的第二段门槽轨道对应的第二层混凝土浇筑；
(9)重复步骤(7)-(8)依次进行第三层及以上层钢衬侧板和平面闸门的门槽轨道的安装和固定，直至完成最高层的钢衬侧板和门槽轨道的安装，并完成混凝土浇筑；
(10)安装钢衬顶板，并将钢衬顶板和钢衬侧板焊接、加固。
该矩形钢衬的施工方法，将矩形钢衬分钢衬底板、钢衬侧板和钢衬顶板分别制作和安装，并与过流水道的外侧混凝土分层同步施工，无需待过流水道安装矩形钢衬管节的安装和固定完成后，再进行分层的混凝土浇筑，使得矩形钢衬的制作安装工艺优化，节省施工周期、提高施工效率，有利于工程的整体工期时间节约；同时，将组成矩形钢衬各面的钢板制作成多个标准的板状构件单元，用板状构件为制造和运输单元，适宜于标准化作业和工厂化生产，提高工程质量、减少人工作业量，有利于提高施工效率。
在本实施例中，本实施例的矩形钢衬安装与平面闸门门槽从过流水道底部混凝土施工开始，就进行同步的上升施工，不仅能缩短施工周期，而且避免了传统工艺中门槽二期安装与第一层钢衬侧板产生的搭接过渡问题，显著提高工程质量。
实施例3
本实施例应用于水电工程大坝内的矩形钢衬安装，本实施例将矩形钢衬的施工结合弧形闸门门槽的安装同步进行，如图4所示，具体的施工步骤如下：
(1)首先将组成矩形钢衬的钢板制作成多个板状构件单元，并运送至安装现场；在这个过程中，预先根据大坝的混凝土工艺，确定矩形钢衬的高度和分层层数，本实施例将钢衬侧板分为4层施工，进而确定板状构件的尺寸，按照组成钢衬底板、钢衬侧板和钢衬顶板的顺序，依次将相应的板状构件运输和吊装到施工现场；
(2)在过流水道底部进行钢衬底板的安装、加固和拼接；与此同时进行弧形闸门门槽底槛的安装，本实施例中，将钢衬底板和弧形闸门门槽底槛连接为整体的结构；
(3)进行钢衬底板底部的混凝土浇筑；
(4)分别进行第一层钢衬侧板安装和拼接及加固、弧面闸门首段门槽轨道的安装；使用钢衬内支撑对钢衬侧板的安装进行辅助的定位、固定以及钢板之间的对缝操作；
(5)将第一层钢衬侧板与弧面闸门首段门槽轨道连接为整体结构；
(6)第一层钢衬侧板的混凝土浇筑，同时进行弧形闸门门槽轨道的第一层混凝土浇筑；
(7)以第一层钢衬侧板为基础进行第二层钢衬侧板和弧面闸门第二段门槽轨道的安装，并将它们连接为整体；
(8)进行第二层钢衬侧板的混凝土浇筑，以及弧面闸门的第二段门槽轨道对应的第二层混凝土浇筑；
(9)重复步骤(7)-(8)依次进行第三层及以上层钢衬侧板和弧面闸门的门槽轨道的安装和固定，直至完成最高层的钢衬侧板和门槽轨道的安装，并完成混凝土浇筑；
(10)安装钢衬顶板，并将钢衬顶板和钢衬侧板焊接、加固。
该矩形钢衬的施工方法，将矩形钢衬分钢衬底板、钢衬侧板和钢衬顶板分别制作和安装，并与过流水道的外侧混凝土分层同步施工，无需待过流水道安装矩形钢衬管节的安装和固定完成后，再进行分层的混凝土浇筑，使得矩形钢衬的制作安装工艺优化，节省施工周期、提高施工效率，有利于工程的整体工期时间节约；同时，将组成矩形钢衬各面的钢板制作成多个标准的板状构件单元，用板状构件为制造和运输单元，适宜于标准化作业和工厂化生产，提高工程质量、减少人工作业量，有利于提高施工效率。
在本实施例中，本实施例的矩形钢衬安装与弧形闸门门槽从过流水道底部混凝土施工开始，就进行同步上升施工，不仅施工周期缩短，而且避免了传统工艺中门槽二期安装与一期钢衬产生的搭接过渡问题，显著提高工程质量。
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

Claims (10)

1.一种水利水电工程大坝矩形钢衬的施工方法,该矩形钢衬包括钢衬底板、钢衬侧板和钢衬顶板，其特征在于，包括以下施工步骤：
(1)将组成矩形钢衬的钢板制作成多个板状构件单元，并运送至安装现场；
(2)在过流水道底部进行钢衬底板的安装、加固和拼接；
(3)进行钢衬底板底部的混凝土浇筑；
(4) 安装钢衬内支撑；
(5)在过流水道的两侧分别进行第一层钢衬侧板安装、加固和拼接；
(6)在过流水道的第一层钢衬侧板外侧进行混凝土浇筑；
(7)以第一层钢衬侧板为基础进行第二层钢衬侧板安装、焊接和固定；
(8) 在过流水道的第二层钢衬侧板外侧进行混凝土浇筑；
(9)重复步骤(7)-(8)依次进行第三层及以上层钢衬侧板的安装和固定，直至完成最高层的钢衬侧板安装、焊接和固定，并完成混凝土浇筑；
(10)安装钢衬顶板，并将钢衬顶板和钢衬侧板焊接、加固。
2.根据权利要求1所述的水利水电工程大坝矩形钢衬的施工方法，其特征在于，在步骤(1)中，预先根据大坝的混凝土工艺，确定矩形钢衬的高度和分层层数，进而确定板状构件的尺寸，按照组成钢衬底板、钢衬侧板和钢衬顶板的顺序，依次将相应的板状构件运输和吊装到施工现场。
3.根据权利要求1所述的水利水电工程大坝矩形钢衬的施工方法，其特征在于，步骤(5)-(9)中进行钢衬侧板安装和拼接时，利用钢衬内支撑对钢衬侧板辅助进行定位、调整、固定以及钢板之间的对缝。
4.根据权利要求1所述的水利水电工程大坝矩形钢衬的施工方法，其特征在于，所述钢衬底板、钢衬顶板及每一层的钢衬侧板均由1个或多个板状构件焊接而成，焊接方式采用自动焊。
5.根据权利要求4所述的水利水电工程大坝矩形钢衬的施工方法，其特征在于，组成所述钢衬顶板和钢衬底板的钢板之间通过单面焊双面成型的焊接方式拼接。
6.根据权利要求1所述的水利水电工程大坝矩形钢衬的施工方法，其特征在于，所述钢衬底板上开设有便于过流水道底部混凝土浇筑的浇筑孔，浇筑完成后用螺母或塞焊的方式对浇注孔进行封堵。
7.根据权利要求1所述的水利水电工程大坝矩形钢衬的施工方法，其特征在于，该矩形钢衬与平面闸门门槽或弧形闸门门槽同步施工。
8.根据权利要求7所述的水利水电工程大坝矩形钢衬的施工方法，其特征在于，当该矩形钢衬与平面闸门门槽同步施工时，所述钢衬底板与平面闸门门槽的底槛连接为整体的结构。
9.根据权利要求8所述的水利水电工程大坝矩形钢衬的施工方法，其特征在于，当该矩形钢衬与平面闸门门槽同步施工时，所述钢衬侧板与平面闸门门槽的轨道连接为整体的结构。
10.根据权利要求7所述的水利水电工程大坝矩形钢衬的施工方法，其特征在于，当该矩形钢衬与弧形闸门门槽同步施工时，所述钢衬侧板与弧形闸门门槽的轨道连接为整体的结构。
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