CN113152978A - 一种基于倒锥壳水箱的液压自提升的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于倒锥壳水箱的液压自提升的施工方法，包括施工准备、施工放线、塔身及倒锥壳水箱结构施工、提升装置安装与调试、倒锥壳水箱提升。本发明的有益效果是：锥壳水塔的结构合理,施工也较方便,造型也显得美观、轻巧、简洁.施工时是先在地面上现浇倒锥壳体,然后用千斤顶整体顶升到塔顶位置,再把锥顶和塔顶浇成整体,减少了高空浇筑混凝土的困难和不安全,也可免除高空搭制模板、脚手架的麻烦,并节省木材.所以在世界各地采用较普遍，运用数控液压千斤顶技术相配合的方法解决了在狭小空间内大重量安全提升的目的，将为今后类似大重量异性水箱提升安装的应用提供可靠的实践经验和技术积累。

Description

一种基于倒锥壳水箱的液压自提升的施工方法

技术领域

本发明涉及一种基于倒锥壳水箱的液压自提升的施工方法，具体为一种基于倒锥壳水箱的液压自提升的施工方法，属于建筑施工技术领域。

背景技术

由于我国高铁行业的迅猛发展，截止到2018年12月31日，全国已建成并运营使用的动车运用所有57座，其中以省会城市居多，作为新建郑万襄阳动车所地处湖北省襄阳市东津镇打伙村，距离东津站5.9km，现场使用地下水作为生产生活用水，为保证特殊情况下的用水需求，现场设置了一座25m高存水量50m3的钢筋混凝土水塔，传统水塔施工吊装水箱在现有场地条件下施工困难较大。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决问题而提供一种基于倒锥壳水箱的液压自提升的施工方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种基于倒锥壳水箱的液压自提升的施工方法，包括以下步骤：

包括以下步骤：

步骤一、施工准备，包括：材料准备、机具准备、技术准备和人员准备。

步骤二、施工放线，根据平面图定位现场水塔位置，基础及混凝土结构施工根据图集中做法进行测量放线定位，水箱的定位线在地面上放投影线，利用铅锤进行空间定位，使用水准仪控制标高坡度尺寸等。

步骤三、塔身及倒锥壳水箱结构施工，包括以下步骤：

(1)、地基及基础施工，基础土方拟采用机械开挖方案施工，按照图纸规定位置定好中心点，在开挖基槽时用水平仪随时检测基坑的平整度，并达到图纸规定之半径并大于20公分便于排水。

(2)、支筒结构施工，首先划分为井架安装，钢筋绑扎，支模，砼浇灌等程序，筒身采用提升式滑模施工，每次提升高度为0.3m～0.5m之间为宜，采用插入式振动器振动密实，垂直运输利用内井字架或外另安装提升架。

(3)、倒锥壳水箱预制，水箱采用地面预制，液压提升到位的施工方法进行施工。当滑模设备拆除后，即可在地面围绕筒身的支墩上进行预制水箱模版的安装，水箱支墩高度应确保不小于40cm。

步骤四、提升装置安装及调试，提升装置安装包括以下过程：

(1)、提升架装配式钢结构上下环梁安装；

(2)、支撑架与预制水箱的连接，包括锚具安装和钢绞线安装。

步骤五、倒锥壳水箱提升，钢绞线及锚具安装完成后，通过数控联控液压千斤顶，由千斤顶带动上钢圈梁顶升18cm，同时下锚具沿钢绞线方向运动了18cm，工人通过工具将下锚具重新调整回落至下钢圈梁上，紧固后，控制液压千斤顶回油至初始状态，带动上钢圈梁回落至初始状态，再将上锚具重新调整回落至上钢圈梁顶，并紧固，通过千斤顶往复18cm的冲程实现水箱的整体提升，待提升至使用设计位置后安装支座牛腿，卸载后封闭水箱底部与筒壁之间的缝隙，并浇筑水箱底口混凝土下环梁。

作为本发明再进一步的方案：所述步骤一中，

材料准备：可拆卸式钢结构下环梁支座、顶部钢制环撑、预应力钢绞线、锚具、钢管、钢木龙骨。

机具准备：滑模设备、吊装设备、搅拌机250L、插入式振动器、切割机、平板振动器、电焊机、氧割设备、电锯、手推车、潜水泵、磅秤、安全带、安全帽。

人员准备：数控技术人员1人、钢绞线卡具控制工2人、现场安全员员1人。

作为本发明再进一步的方案：所述步骤三中，基坑验槽后应及时浇捣垫层，如遇地下水或雨水应在坑内设排水沟，及时排水，防止地基遭破坏。基坑不得泡水，基础施工完工验收后及时回填土。

作为本发明再进一步的方案：所述步骤三中，基础施工采用支木模现浇砼。施工时应注意结构中心固定点的留设，以便控制滑模设备组装位置及筒身垂直度。同时需根据建设单位要求预留门洞及进出水管位置。基础项面必须用水准仪进行砼面控制，以保证其水平度。

作为本发明再进一步的方案：所述步骤三中，倒锥壳水箱预制包括以下步骤：

(1)、用Φ48钢管按计算尺寸搭设外模支撑及砼走道脚手架，其承重立杆除使用手架底座外，必须根据地面土质选择用面积不小于0.12㎡和4cm或2块2.5cm厚木板铺垫；

(2)、水箱外模支撑脚手架搭设完结，并进行测量验收后，进行水箱包括中环梁外模的安装，水箱钢筋的绑扎；

(3)、水箱下环梁与筒身间隙为5cm，采用1.2mm厚薄钢板围护，内填粗沙充实，水箱提升时用水将砂冲去，钢板拿走；

(4)、待钢筋验收后，开始水箱砼的浇灌。水箱模板制成应牢固，并应有足够的刚度接缝应严密。钢铰试穿孔预埋管位准确，水箱贮水部分不得留施工缝，施工缝只允许留在中环梁顶部位；

(5)、待中环梁砼浇筑完毕，根据现场实际温度情况约1—3天侯将水箱中环梁内模拆除。即可在水箱内部按水箱顶壳标高相应位置扎满堂脚手架，铺设模板并按正常程序完成项壳施工；

(6)、当顶壳砼强度达到80％时，拆除其内部模板，脚手架及水箱外模，在进行水箱内壁五层防水及外壁花饰涂刷。

作为本发明再进一步的方案：：所述步骤四中，提升架装配式钢结构上下环梁安装具体实施过程：

(1)、安装提升架装配式钢结构下环梁，在安装第一段下钢环梁时，应将下钢环梁与斜牛腿用4个M20螺栓连接；

(2)、将6个回油后的千斤顶六等分放置于下环梁每两根钢绞线孔中间轴线位置；

(3)、组装提升架装配式钢结构上环梁，上下环梁钢绞线对穿孔在同一投影面重叠布置，保证钢绞线受力后在水平方向无侧向分力

作为本发明再进一步的方案：所述步骤四中，锚具安装实施方式如下：

提升架安装完毕后，开始安装锚具，先将锚具板焊牢于水箱下环梁预埋铁上，垫块要求焊接平整，相对位置准确。焊接垫板后可将锚具用螺杆安装好；将提升环梁上的锚具与垫块用螺杆连接好；用尼龙线分别穿过水箱下环梁与提升梁上的锚具垫片焊牢于提升环梁上；锚具安装完毕后，应清除猫片内的杂物后方可安装钢绞线

作为本发明再进一步的方案：所述步骤五中，倒锥壳水箱提升步骤如下：

(1)、首先必须进行水箱预提升，即起动油泵，使千斤顶同步顶升10～12mm，将下锚具卡紧后，油泵回油，使提升设备带载进行12小时观察，对提升设备构件进行全面检查，无异常情况方可进入正常提升；

(2)、正常提升时，开动油泵使千斤顶顶升一个行程，即18cm，此时，上锚具锁紧，下锚具已自动脱锚。检查下锚具然后千斤顶回油下降，使下锚具自锚，松开上锚具，千斤顶继续下降至复位，将上锚具锁紧进入下一循环。如此循环直至将水箱提升到位；

(3)、在提升过程中应特别注意锚具的状态稳定性及回复状态，严格控制千斤项的同步提升；

(4)、水箱实际提升高度应超出设计标高5～10cm以使水箱下环梁底部6组钢支架的安装焊接，钢支架经过水平测试并加固后，将水箱缓缓放下，其底部与钢支架进行焊接。

本发明的有益效果是：本工法水箱自提升安全性高，利用水塔自身作为提升轨道，起到了限位的作用，降低高空提升作业的幅度及安全隐患，本工法保证水箱提升速度均匀，利用液压千斤顶顶升18cm一个冲程来控制提升速度，本工法能够实现连同下环梁施工作业平台一同提升，待提升到位后能够给下环梁的结构施工提供有效作业面，并起到了安全防护的作用，本工法提升节约施工成本，与传统吊装相比，解决提升过程中因客观情况导致的静停存在的安全隐患，并节省了机械台班费用60％，节约下环梁施工机械及人工费用约30％。

附图说明

图1为本发明流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，一种基于倒锥壳水箱的液压自提升的施工方法，包括以下步骤：

包括以下步骤：

步骤一、施工准备，包括：材料准备、机具准备、技术准备和人员准备。

步骤二、施工放线，根据平面图定位现场水塔位置，基础及混凝土结构施工根据图集中做法进行测量放线定位，水箱的定位线在地面上放投影线，利用铅锤进行空间定位，使用水准仪控制标高坡度尺寸等。

步骤三、塔身及倒锥壳水箱结构施工，包括以下步骤：

(1)、地基及基础施工，基础土方拟采用机械开挖方案施工，按照图纸规定位置定好中心点，在开挖基槽时用水平仪随时检测基坑的平整度，并达到图纸规定之半径并大于20公分便于排水。

(2)、支筒结构施工，首先划分为井架安装，钢筋绑扎，支模，砼浇灌等程序，筒身采用提升式滑模施工，每次提升高度为0.3m～0.5m之间为宜，采用插入式振动器振动密实，垂直运输利用内井字架或外另安装提升架。

(3)、倒锥壳水箱预制，水箱采用地面预制，液压提升到位的施工方法进行施工。当滑模设备拆除后，即可在地面围绕筒身的支墩上进行预制水箱模版的安装，水箱支墩高度应确保不小于40cm。

步骤四、提升装置安装及调试，提升装置安装包括以下过程：

(1)、提升架装配式钢结构上下环梁安装；

(2)、支撑架与预制水箱的连接，包括锚具安装和钢绞线安装。

步骤五、倒锥壳水箱提升，钢绞线及锚具安装完成后，通过数控联控液压千斤顶，由千斤顶带动上钢圈梁顶升18cm，同时下锚具沿钢绞线方向运动了18cm，工人通过工具将下锚具重新调整回落至下钢圈梁上，紧固后，控制液压千斤顶回油至初始状态，带动上钢圈梁回落至初始状态，再将上锚具重新调整回落至上钢圈梁顶，并紧固，通过千斤顶往复18cm的冲程实现水箱的整体提升，待提升至使用设计位置后安装支座牛腿，卸载后封闭水箱底部与筒壁之间的缝隙，并浇筑水箱底口混凝土下环梁。

进一步的，在本发明实施例中，所述步骤一中，

材料准备：可拆卸式钢结构下环梁支座、顶部钢制环撑、预应力钢绞线、锚具、钢管、钢木龙骨。

机具准备：滑模设备、吊装设备、搅拌机250L、插入式振动器、切割机、平板振动器、电焊机、氧割设备、电锯、手推车、潜水泵、磅秤、安全带、安全帽。

人员准备：数控技术人员1人、钢绞线卡具控制工2人、现场安全员员1人。

进一步的，在本发明实施例中，所述步骤三中，基坑验槽后应及时浇捣垫层，如遇地下水或雨水应在坑内设排水沟，及时排水，防止地基遭破坏。基坑不得泡水，基础施工完工验收后及时回填土。

进一步的，在本发明实施例中，所述步骤三中，基础施工采用支木模现浇砼。施工时应注意结构中心固定点的留设，以便控制滑模设备组装位置及筒身垂直度。同时需根据建设单位要求预留门洞及进出水管位置。基础项面必须用水准仪进行砼面控制，以保证其水平度。

进一步的，在本发明实施例中，所述步骤三中，倒锥壳水箱预制包括以下步骤：

(1)、用Φ48钢管按计算尺寸搭设外模支撑及砼走道脚手架，其承重立杆除使用手架底座外，必须根据地面土质选择用面积不小于0.12㎡和4cm或2块2.5cm厚木板铺垫；

(2)、水箱外模支撑脚手架搭设完结，并进行测量验收后，进行水箱包括中环梁外模的安装，水箱钢筋的绑扎；

(3)、水箱下环梁与筒身间隙为5cm，采用1.2mm厚薄钢板围护，内填粗沙充实，水箱提升时用水将砂冲去，钢板拿走；

(4)、待钢筋验收后，开始水箱砼的浇灌。水箱模板制成应牢固，并应有足够的刚度接缝应严密。钢铰试穿孔预埋管位准确，水箱贮水部分不得留施工缝，施工缝只允许留在中环梁顶部位；

(5)、待中环梁砼浇筑完毕，根据现场实际温度情况约1—3天侯将水箱中环梁内模拆除。即可在水箱内部按水箱顶壳标高相应位置扎满堂脚手架，铺设模板并按正常程序完成项壳施工；

(6)、当顶壳砼强度达到80％时，拆除其内部模板，脚手架及水箱外模，在进行水箱内壁五层防水及外壁花饰涂刷。

进一步的，在本发明实施例中，所述步骤四中，提升架装配式钢结构上下环梁安装具体实施过程：

(1)、安装提升架装配式钢结构下环梁，在安装第一段下钢环梁时，应将下钢环梁与斜牛腿用4个M20螺栓连接；

(2)、将6个回油后的千斤顶六等分放置于下环梁每两根钢绞线孔中间轴线位置；

(3)、组装提升架装配式钢结构上环梁，上下环梁钢绞线对穿孔在同一投影面重叠布置，保证钢绞线受力后在水平方向无侧向分力

进一步的，在本发明实施例中，所述步骤四中，锚具安装实施方式如下：

提升架安装完毕后，开始安装锚具，先将锚具板焊牢于水箱下环梁预埋铁上，垫块要求焊接平整，相对位置准确。焊接垫板后可将锚具用螺杆安装好；将提升环梁上的锚具与垫块用螺杆连接好；用尼龙线分别穿过水箱下环梁与提升梁上的锚具垫片焊牢于提升环梁上；锚具安装完毕后，应清除猫片内的杂物后方可安装钢绞线

进一步的，在本发明实施例中，所述步骤五中，倒锥壳水箱提升步骤如下：

(1)、首先必须进行水箱预提升，即起动油泵，使千斤顶同步顶升10～12mm，将下锚具卡紧后，油泵回油，使提升设备带载进行12小时观察，对提升设备构件进行全面检查，无异常情况方可进入正常提升；

(2)、正常提升时，开动油泵使千斤顶顶升一个行程，即18cm，此时，上锚具锁紧，下锚具已自动脱锚。检查下锚具然后千斤顶回油下降，使下锚具自锚，松开上锚具，千斤顶继续下降至复位，将上锚具锁紧进入下一循环。如此循环直至将水箱提升到位；

(3)、在提升过程中应特别注意锚具的状态稳定性及回复状态，严格控制千斤项的同步提升；

(4)、水箱实际提升高度应超出设计标高5～10cm以使水箱下环梁底部6组钢支架的安装焊接，钢支架经过水平测试并加固后，将水箱缓缓放下，其底部与钢支架进行焊接。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种基于倒锥壳水箱的液压自提升的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、施工准备，包括：材料准备、机具准备、技术准备和人员准备；

步骤二、施工放线，根据平面图定位现场水塔位置，基础及混凝土结构施工根据图集中做法进行测量放线定位，水箱的定位线在地面上放投影线，利用铅锤进行空间定位，使用水准仪控制标高坡度尺寸；

步骤三、塔身及倒锥壳水箱结构施工，包括以下步骤：

(1)、地基及基础施工，基础土方拟采用机械开挖方案施工，按照图纸规定位置定好中心点，在开挖基槽时用水平仪随时检测基坑的平整度，并达到图纸规定之半径并大于20公分便于排水；

(2)、支筒结构施工，首先划分为井架安装，钢筋绑扎，支模，砼浇灌等程序，筒身采用提升式滑模施工，每次提升高度为0.3m～0.5m之间为宜，采用插入式振动器振动密实，垂直运输利用内井字架或外另安装提升架；

(3)、倒锥壳水箱预制，水箱采用地面预制，液压提升到位的施工方法进行施工，当滑模设备拆除后，即可在地面围绕筒身的支墩上进行预制水箱模版的安装，水箱支墩高度应确保不小于40cm；

步骤四、提升装置安装及调试，提升装置安装包括以下过程：

(1)、提升架装配式钢结构上下环梁安装；

(2)、支撑架与预制水箱的连接，包括锚具安装和钢绞线安装；

步骤五、倒锥壳水箱提升，钢绞线及锚具安装完成后，通过数控联控液压千斤顶，由千斤顶带动上钢圈梁顶升18cm，同时下锚具沿钢绞线方向运动了18cm，工人通过工具将下锚具重新调整回落至下钢圈梁上，紧固后，控制液压千斤顶回油至初始状态，带动上钢圈梁回落至初始状态，再将上锚具重新调整回落至上钢圈梁顶，并紧固，通过千斤顶往复18cm的冲程实现水箱的整体提升，待提升至使用设计位置后安装支座牛腿，卸载后封闭水箱底部与筒壁之间的缝隙，并浇筑水箱底口混凝土下环梁。

2.根据权利要求1所述的一种基于倒锥壳水箱的液压自提升的施工方法，其特征在于：所述步骤一中，

材料准备：可拆卸式钢结构下环梁支座、顶部钢制环撑、预应力钢绞线、锚具、钢管、钢木龙骨；

机具准备：滑模设备、吊装设备、搅拌机250L、插入式振动器、切割机、平板振动器、电焊机、氧割设备、电锯、手推车、潜水泵、磅秤、安全带、安全帽；

人员准备：数控技术人员1人、钢绞线卡具控制工2人、现场安全员员1人。

3.根据权利要求1所述的一种基于倒锥壳水箱的液压自提升的施工方法，其特征在于：所述步骤三中，基坑验槽后应及时浇捣垫层，如遇地下水或雨水应在坑内设排水沟，及时排水，防止地基遭破坏，基坑不得泡水，基础施工完工验收后及时回填土。

4.根据权利要求1所述的一种基于倒锥壳水箱的液压自提升的施工方法，其特征在于：所述步骤三中，基础施工采用支木模现浇砼，施工时应注意结构中心固定点的留设，以便控制滑模设备组装位置及筒身垂直度，同时需根据建设单位要求预留门洞及进出水管位置，基础项面必须用水准仪进行砼面控制，以保证其水平度。

5.根据权利要求1所述的一种基于倒锥壳水箱的液压自提升的施工方法，其特征在于：所述步骤三中，倒锥壳水箱预制包括以下步骤：

(1)、用Φ48钢管按计算尺寸搭设外模支撑及砼走道脚手架，其承重立杆除使用手架底座外，必须根据地面土质选择用面积不小于0.12㎡和4cm或2块2.5cm厚木板铺垫；

(2)、水箱外模支撑脚手架搭设完结，并进行测量验收后，进行水箱包括中环梁外模的安装，水箱钢筋的绑扎；

(3)、水箱下环梁与筒身间隙为5cm，采用1.2mm厚薄钢板围护，内填粗沙充实，水箱提升时用水将砂冲去，钢板拿走；

(4)、待钢筋验收后，开始水箱砼的浇灌，水箱模板制成应牢固，并应有足够的刚度接缝应严密，钢铰试穿孔预埋管位准确，水箱贮水部分不得留施工缝，施工缝只允许留在中环梁顶部位；

(5)、待中环梁砼浇筑完毕，根据现场实际温度情况约1—3天侯将水箱中环梁内模拆除，即可在水箱内部按水箱顶壳标高相应位置扎满堂脚手架，铺设模板并按正常程序完成项壳施工；

(6)、当顶壳砼强度达到80％时，拆除其内部模板，脚手架及水箱外模，在进行水箱内壁五层防水及外壁花饰涂刷。

6.根据权利要求1所述的一种基于倒锥壳水箱的液压自提升的施工方法，其特征在于：所述步骤四中，提升架装配式钢结构上下环梁安装具体实施过程：

(1)、安装提升架装配式钢结构下环梁，在安装第一段下钢环梁时，应将下钢环梁与斜牛腿用4个M20螺栓连接；

(2)、将6个回油后的千斤顶六等分放置于下环梁每两根钢绞线孔中间轴线位置；

(3)、组装提升架装配式钢结构上环梁，上下环梁钢绞线对穿孔在同一投影面重叠布置，保证钢绞线受力后在水平方向无侧向分力。

7.根据权利要求1所述的一种基于倒锥壳水箱的液压自提升的施工方法，其特征在于：所述步骤四中，锚具安装实施方式如下：

提升架安装完毕后，开始安装锚具，先将锚具板焊牢于水箱下环梁预埋铁上，垫块要求焊接平整，相对位置准确，焊接垫板后可将锚具用螺杆安装好；将提升环梁上的锚具与垫块用螺杆连接好；用尼龙线分别穿过水箱下环梁与提升梁上的锚具垫片焊牢于提升环梁上；锚具安装完毕后，应清除猫片内的杂物后方可安装钢绞线。

8.根据权利要求1所述的一种基于倒锥壳水箱的液压自提升的施工方法，其特征在于：所述步骤五中，倒锥壳水箱提升步骤如下：

(1)、首先必须进行水箱预提升，即起动油泵，使千斤顶同步顶升10～12mm，将下锚具卡紧后，油泵回油，使提升设备带载进行12小时观察，对提升设备构件进行全面检查，无异常情况方可进入正常提升；

(2)、正常提升时，开动油泵使千斤顶顶升一个行程，即18cm，此时，上锚具锁紧，下锚具已自动脱锚，检查下锚具然后千斤顶回油下降，使下锚具自锚，松开上锚具，千斤顶继续下降至复位，将上锚具锁紧进入下一循环，如此循环直至将水箱提升到位；

(3)、在提升过程中应特别注意锚具的状态稳定性及回复状态，严格控制千斤项的同步提升；

(4)、水箱实际提升高度应超出设计标高5～10cm以使水箱下环梁底部6组钢支架的安装焊接，钢支架经过水平测试并加固后，将水箱缓缓放下，其底部与钢支架进行焊接。

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