CN114320372A - 一种地下罐室罐室大跨度滑模施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于洞库支护技术领域，具体涉及一种地下罐室罐室大跨度滑模施工方法。涉及的地下罐室罐室大跨度滑模施工方法中地下罐室罐身的二次衬砌体系包括二衬混凝土层和钢筋网；二衬混凝土层为1000mm厚C35钢筋混凝土，抗渗等级为P8；所述钢筋网包括两层，分别为第一钢筋网和第二钢筋网，所述第一钢筋网和所述第二钢筋网均设置在混凝土层内，第一钢筋网与所述第二钢筋网所采用的钢筋尺寸为20mm，第一钢筋网与所述第二钢筋网间拉钩钢筋采用的钢筋尺寸为Φ10，拉钩钢筋的网格尺寸为40cm×40cm；本发明解决了目前在大断面洞库支护中二次衬砌时间较长、成本较高、难度较大的问题，缩短了二次衬砌时间，降低了成本和难度。
Description
技术领域
本发明属于洞库支护技术领域，具体涉及一种地下罐室罐室大跨度滑模施工方法。
背景技术
当前，地下空间的利用在政治、经济、国防、科研等领域均发挥着巨大作用，中国凭借其地下空间需求之大、地质情况之丰富，相关领域发展迅速。随着自然环境和社会环境的急剧变化，地下空间的开发利用不仅要具备经济建设的功能，也需要极端情况下的资源储备能力；随着地下空间开发利用的不断发展，地下结构越来越朝着大跨度的方向发展。
洞库圆柱体洞身的特殊形状，以及洞库的较大高度和较大直径的超大断面面积给传统复合型衬砌中的二次衬砌施工带来巨大挑战，无论是自下而上还是先穹顶再罐体的二衬模筑顺序都具有相当高的施工难度，二衬的施作将导致施工成本上涨、施工工期延长，给项目履约及经济效益带来很大不利因素，且高大模板会带来较大的安全隐患，增加施工风险。
因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种地下罐室罐室大跨度滑模施工方法，以解决目前在大断面洞库支护中二次衬砌时间较长、成本较高、难度较大等问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种地下罐室罐室大跨度滑模施工方法，施工方法中地下罐室罐身的二次衬砌体系包括二衬混凝土层和钢筋网；二衬混凝土层为1000mm厚C35钢筋混凝土，抗渗等级为P8；所述钢筋网包括两层，分别为第一钢筋网和第二钢筋网，所述第一钢筋网和所述第二钢筋网均设置在混凝土层内，所述第一钢筋网与所述第二钢筋网所采用的钢筋尺寸为20mm，所述第一钢筋网与所述第二钢筋网的网格尺寸均为20cm×20cm，所述第一钢筋网与所述第二钢筋网间拉钩钢筋采用的钢筋尺寸为Φ10，所述拉钩钢筋的网格尺寸为40cm×40cm；施工方法的具体步骤如下：
步骤一对开挖完成后的地下罐室进行环形基础施工，所述环形基础纵向钢筋锚入罐身被覆；
步骤二在罐体直墙竖向排水半圆管通过三通管接入罐室底板墙脚环向排水管；罐室底板墙脚环向排水管采用弯头与下通道纵向排水管连接，最终排入主通道中心排水沟流向洞外，形成完整的排水系统；在罐室的初喷混凝土层上沿轮廓线均匀布设土工布，从墙脚环向排水管处向边墙开始铺设，使用射钉将热熔垫片和土工布固定在喷射混凝土上，热熔垫片按梅花型布置，间距为0.8～1.0m；土工布搭接宽度大于10cm，土工布高出水平施工缝1.3m以上；防水板从墙脚环向排水管处开始自下向上环向铺设，防水板反包墙脚环向排水管，反包的防水板边缘至环向排水管中心的距离不小于25cm，并采用铆钉及压条与初期支护固定牢固；
步骤三在所述防水层外绑扎钢筋，为了保证弧形墙的截面尺寸、墙筋间距、保护层厚度，根据弧形墙体的外轮廓焊接钢筋骨架，再进行钢筋绑扎。
步骤四采用滑模提升系统施工罐身二衬混凝土。
防水板挂设时，下部防水板压住上部防水板；使用超声波焊机将防水板与热熔垫片焊接牢固，每个热熔垫片焊接4个点，且均匀布置于垫片上，以保证焊接牢固；在确保和上一幅防水板搭接不小于15cm前提下，从墙脚向边墙铺设、先选取少数点进行防水板固定，再逐排加密焊接固定点。
所述的滑摸提升系统具有直径26.2米的大型滑模和48个间隔布置的提升单元；所述的提升单元包括沿竖直方向布置的爬升杆和支撑于爬升杆上的提升架；提升架下端设置有模板；所述的爬升杆上安装有用于驱动提升支架竖向移动的液压装置。
所述的模板采用δ6mm钢板，曲线段采用δ6mm钢板压制成圆弧；模板均采用L63×6的角钢作为加劲肋；模板高度1.2m；矩形桁架四角采用L100×100×8的角钢，竖肋及斜撑采用L63×6的角钢，主梁和竖肋、斜撑采用螺栓连接。
所述的提升架根据竖井的实际情况，井壁部分提升架选用“F”型架；提升架是滑模与混凝土间的联系构件，主要用于支撑模体，并且通过安装在顶部的千斤顶支撑在爬杆上，将整个滑升荷载通过提升架传递给爬杆。
步骤四中滑摸提升系统中模板的提升具体为：滑模组装检查合格后，安装千斤顶，液压系统，插入爬杆并进行加固，然后进行试滑升3～5个行程，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，发现问题及时解决，确保施工顺利进行；当混凝土浇筑到40cm左右的高度时进行模板的滑升，在进行滑升时首先进行试滑，且试滑过程应缓慢平稳，同时观察混凝土的凝结情况，以此设计每次滑升的时间；混凝土初次浇筑和模板初次滑升应严格按以下六个步骤进行：第一次分层200mm浇筑两层，厚度达到400mm时，开始滑升30--60mm检查脱模的混凝土凝固是否合适，第四层浇筑后滑升150mm，继续浇筑第五层，滑升150--200mm，第六层浇筑后滑150--200mm，若无异常情况，便可进行正常浇筑和滑升；当已经脱离模板的混凝土表面用手指按有淡淡的指印，而表面的砂浆不粘手，或者在滑升过程中模板与混凝土之间有"沙沙"的摩擦声时，说明初次滑升时间合适；正常滑升时，液压千斤顶每次提升5cm，通过多次提升，达到15～25cm时停止滑升，并浇筑混凝土，此为一个循环，每次循环的长度需要根据混凝土的具体凝固情况而定。
本发明提出的一种地下罐室罐室大跨度滑模施工方法，采用上述施工方法，解决了目前在大断面洞库支护中二次衬砌时间较长、成本较高、难度较大的问题，缩短了二次衬砌时间，降低了成本和难度。
附图说明
图1是本发明提供的一种地下罐室罐身大跨度滑模模板平面布置图。
图2是本发明提供的一种地下罐室罐身大跨度滑模模板断面布置图。
图3是本发明提供的一种地下罐室罐身大跨度滑模桁架梁结构示意图。
图4是本发明提供的一种地下罐室罐身大跨度滑模模板的结构主视图。
图5是本发明提供的一种地下罐室罐身大跨度滑模模板的结构俯视图。
图6是本发明提供的一种地下罐室罐身大跨度滑模模板的结构侧视图。
图中：1-桁架梁，2-连接杆，3-加强杆，4-提升架，5-千斤顶，6-辅助平台，7-模板。
具体实施方式
下面将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的一部分实施例，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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1-6所示，一种地下罐室罐室大跨度滑模施工方法，施工方法中地下罐室罐身为圆柱体，罐室罐身的二次衬砌体系包括二衬混凝土层和钢筋网；二衬混凝土层为1000mm厚C35钢筋混凝土，抗渗等级为P8；所述钢筋网包括两层，分别为第一钢筋网和第二钢筋网，所述第一钢筋网和所述第二钢筋网均设置在混凝土层内，所述第一钢筋网与所述第二钢筋网所采用的钢筋尺寸为20mm，所述第一钢筋网与所述第二钢筋网的网格尺寸均为20cm×20cm，所述第一钢筋网与所述第二钢筋网间拉钩钢筋采用的钢筋尺寸为Φ10，所述拉钩钢筋的网格尺寸为40cm×40cm；施工方法的具体步骤如下：
步骤一对开挖完成后的地下罐室进行环形基础施工，所述环形基础纵向钢筋锚入罐身被覆；
步骤二在罐体直墙竖向排水半圆管通过三通管接入罐室底板墙脚环向排水管；罐室底板墙脚环向排水管采用弯头与下通道纵向排水管连接，最终排入主通道中心排水沟流向洞外，形成完整的排水系统；在罐室的初喷混凝土层上沿轮廓线均匀布设土工布，从墙脚环向排水管处向边墙开始铺设，使用射钉将热熔垫片和土工布固定在喷射混凝土上，热熔垫片按梅花型布置，间距为0.8～1.0m；土工布搭接宽度大于10cm，土工布高出水平施工缝1.3m以上；防水板从墙脚环向排水管处开始自下向上环向铺设，防水板反包墙脚环向排水管，反包的防水板边缘至环向排水管中心的距离不小于25cm，并采用铆钉及压条与初期支护固定牢固；
步骤三在所述防水层外绑扎钢筋，为了保证弧形墙的截面尺寸、墙筋间距、保护层厚度，根据弧形墙体的外轮廓焊接钢筋骨架，再进行钢筋绑扎。
步骤四采用滑模提升系统施工罐身二衬混凝土。
防水板挂设时，下部防水板压住上部防水板；使用超声波焊机将防水板与热熔垫片焊接牢固，每个热熔垫片焊接4个点，且均匀布置于垫片上，以保证焊接牢固；在确保和上一幅防水板搭接不小于15cm前提下，从墙脚向边墙铺设、先选取少数点进行防水板固定，再逐排加密焊接固定点。
滑模提升系统：
所述的滑摸提升系统具有直径26.2米的大型滑模和48个间隔布置的提升单元；所述的提升单元包括沿竖直方向布置的爬升杆和支撑于爬升杆上的提升架4；提升架4下端设置有模板7；所述的爬升杆上安装有用于驱动提升支架竖向移动的液压装置。
所述的模板7采用δ6mm钢板，曲线段采用δ6mm钢板压制成圆弧；模板均采用L63×6的角钢作为加劲肋；模板高度1.2m；矩形桁架四角采用L100×100×8的角钢，竖肋及斜撑采用L63×6的角钢，主梁和竖肋、斜撑采用螺栓连接
罐身采用液压调平内爬式滑升模板，整个滑模设计为钢结构；模板、围圈、操作盘、提升架等构件之间设计为螺栓联接；整个滑模装置主要由模板、围圈、提升架、辅助盘、爬杆、液压系统等几部分构成。
1）模板、围圈
模板是砼边墙成形的模具，其质量（主要包括刚度，表面平整度）的好坏直接影响着所浇筑砼的成形及外观质量。罐身模板采用5mm厚的钢板组装而成，模板高度为1.2m。围圈主要用来支撑和加固模板，使其形成一个整体。围圈采用上、下两道，围圈与模板的联接采用∠100×100×8相联。角钢一端用螺栓与模板上的孔相连，另一端与围圈焊接，围圈支于提升架的横担上。
2）提升架
提升架是滑升模板与工作盘的联系构件，主要用于支撑模板、围圈、滑模工作盘，并且通过安装于其顶部的千斤顶支撑在支撑杆（爬杆）上，整个滑模荷载将通过提升架传递给支撑杆。根据经验，选用“F”型提升架，用一根16#工字钢钢作立柱。
3）操作盘
操作盘是滑模的主要受力构件之一，也是滑模施工的主要工作场地。各构件除满足强度要求外，还应有足够的刚度和整体稳定性，操作盘支撑于提升架的主体竖杆上，通过提升架与模板连接成一体，并对模板起着横向支撑作用。根据以往的成功经验，为了保证安全、节省材料，减轻结构自重，采用轻型桁架结构，宽度80cm，盘面铺板采用δ=2.5mm钢板，盘面必须保持平整密封。
4）支撑杆
支撑杆的下端埋在砼罐身壁内，上段穿过液压千斤顶的通心孔，承受整个滑模荷载，将其传递给边墙，并作为边墙竖筋的一部分存留在砼边墙内。在选择GYD-35型液压滑模千斤顶的同时，选择Ø48×3.5钢管作支撑杆。依据混凝土壁厚、侧压力及自重，经受力计算分析，需安装48台千斤顶，以满足其承载能力及稳定性。
5）辅助盘
为便于施工人员随时检查脱模后的砼质量，及时修补砼局部缺陷，以及及时对砼表面进行洒水养护。采用钢结构悬吊布置，在横隔板下布置一套辅助盘，用φ20mm圆钢焊制，上铺δ50mm木板（竹架板），用Ф20mm圆钢悬挂在桁架梁上，辅助盘总高度为2m。
6）液压系统
液压系统由YKT-36型液压控制台，HM-100型滑模液压千斤顶（48台），高、低压油管及附件组成，组装前必须检查管路是否通畅，耐压是否符合要求，有无漏油等情况，若有异常，必须及时排除。油路布置应便于千斤顶的同步控制和调整，单个组油路的长度、元件规格和数量基本相等，以便于压力传递均匀，油量尽可能一致。
滑模体的设计与制作
滑模装置的设计，通过对滑模荷载的分析计算，特别是滑模装置过程中的荷载不均匀、防倾斜等方面，选择合理的液压系统及支承杆承载能力，经过认真分析、检算，形成多肢同滑的模板结构体系。
整个装置使用的材料均为建筑市场常见材料，费用成本低，易于购置及现场加工；采用角钢焊接成桁架型式，砼面板采用厚度为6mm的钢板，钢板与桁架焊接成整体。桁架安装完成的同时，面板安装完成，安装液压装置、脚手板及防护栏杆。
Claims (5)
1.一种地下罐室罐室大跨度滑模施工方法，其特征在于：施工方法中地下罐室罐身的二次衬砌体系包括二衬混凝土层和钢筋网；二衬混凝土层为1000mm厚C35钢筋混凝土，抗渗等级为P8；所述钢筋网包括两层，分别为第一钢筋网和第二钢筋网，所述第一钢筋网和所述第二钢筋网均设置在混凝土层内，所述第一钢筋网与所述第二钢筋网所采用的钢筋尺寸为20mm，所述第一钢筋网与所述第二钢筋网的网格尺寸均为20cm×20cm，所述第一钢筋网与所述第二钢筋网间拉钩钢筋采用的钢筋尺寸为Φ10，所述拉钩钢筋的网格尺寸为40cm×40cm；施工方法的具体步骤如下：
步骤一对开挖完成后的地下罐室进行环形基础施工，所述环形基础纵向钢筋锚入罐身被覆；
步骤二在罐体直墙竖向排水半圆管通过三通管接入罐室底板墙脚环向排水管；罐室底板墙脚环向排水管采用弯头与下通道纵向排水管连接，最终排入主通道中心排水沟流向洞外，形成完整的排水系统；在罐室的初喷混凝土层上沿轮廓线均匀布设土工布，从墙脚环向排水管处向边墙开始铺设，使用射钉将热熔垫片和土工布固定在喷射混凝土上，热熔垫片按梅花型布置，间距为0.8～1.0m；土工布搭接宽度大于10cm，土工布高出水平施工缝1.3m以上；防水板从墙脚环向排水管处开始自下向上环向铺设，防水板反包墙脚环向排水管，反包的防水板边缘至环向排水管中心的距离不小于25cm，并采用铆钉及压条与初期支护固定牢固；
步骤三在所述防水层外绑扎钢筋，为了保证弧形墙的截面尺寸、墙筋间距、保护层厚度，根据弧形墙体的外轮廓焊接钢筋骨架，再进行钢筋绑扎。
步骤四采用滑模提升系统施工罐身二衬混凝土。
2.如权利要求1所述的一种地下罐室罐室大跨度滑模施工方法，其特征在于：所述的滑摸提升系统具有直径26.2米的大型滑模和48个间隔布置的提升单元；所述的提升单元包括沿竖直方向布置的爬升杆和支撑于爬升杆上的提升架；提升架下端设置有模板；所述的爬升杆上安装有用于驱动提升支架竖向移动的液压装置。
3.如权利要求2所述的一种地下罐室罐室大跨度滑模施工方法，其特征在于：所述的模板采用δ6mm钢板，曲线段采用δ6mm钢板压制成圆弧；模板均采用L63×6的角钢作为加劲肋；模板高度1.2m；矩形桁架四角采用L100×100×8的角钢，竖肋及斜撑采用L63×6的角钢，主梁和竖肋、斜撑采用螺栓连接。
4.如权利要求2所述的一种地下罐室罐室大跨度滑模施工方法，其特征在于：所述的提升架根据竖井的实际情况，井壁部分提升架选用“F”型架；提升架是滑模与混凝土间的联系构件，主要用于支撑模体，并且通过安装在顶部的千斤顶支撑在爬杆上，将整个滑升荷载通过提升架传递给爬杆。
5.如权利要求1所述的一种地下罐室罐室大跨度滑模施工方法，其特征在于：步骤四中滑摸提升系统中模板的提升具体为：滑模组装检查合格后，安装千斤顶，液压系统，插入爬杆并进行加固，然后进行试滑升3～5个行程，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，发现问题及时解决，确保施工顺利进行；当混凝土浇筑到40cm左右的高度时进行模板的滑升，在进行滑升时首先进行试滑，且试滑过程应缓慢平稳，同时观察混凝土的凝结情况，以此设计每次滑升的时间；混凝土初次浇筑和模板初次滑升应严格按以下六个步骤进行：第一次分层200mm浇筑两层，厚度达到400mm时，开始滑升30--60mm检查脱模的混凝土凝固是否合适，第四层浇筑后滑升150mm，继续浇筑第五层，滑升150--200mm，第六层浇筑后滑150--200mm，若无异常情况，便可进行正常浇筑和滑升；当已经脱离模板的混凝土表面用手指按有淡淡的指印，而表面的砂浆不粘手，或者在滑升过程中模板与混凝土之间有"沙沙"的摩擦声时，说明初次滑升时间合适；正常滑升时，液压千斤顶每次提升5cm，通过多次提升，达到15～25cm时停止滑升，并浇筑混凝土，此为一个循环，每次循环的长度需要根据混凝土的具体凝固情况而定。
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