鳳儀航電樞紐工程WES曲線溢流面拉模施工

霍福山,王 濤

(中國水利水電第一工程局有限公司,長春,130000)

1 概述

鳳儀航電工程是嘉陵江干流廣元至重慶河段16級開發中的第 10級,是以發電和航運為主的綜合效益工程,主要由泄洪沖砂閘、廠房、船閘、兩岸擋水壩等建筑物組成。其中,泄洪沖砂閘工程單孔凈寬 12m,閘底板厚 7m～12m,底板高程253.00m～255.00m,溢流面為 WES曲線,采用抗沖耐磨混凝土,閘墩寬度 3m,長度 30m。

泄洪沖砂閘工程溢流面抗沖耐磨混凝土采用拉模施工,施工時兩側邊墩已澆筑至 273.0m高程,閘室底板抗沖耐磨混凝土以下已呈階梯狀澆筑完成。沖砂閘溢流面 WES曲線見圖 1所示。

圖 1 沖砂閘WES曲線溢流面示意

2 拉模模板設計

拉模模板系統主要由導軌機構、模體、滾輪機構、壓面平臺、牽引機構、制動裝置等 6部分組成。

2.1 導軌機構

導軌機構由預埋于邊墩的鋼板埋件、軌道取直墊塊、軌道三部分組成。鋼板埋件為 15cm×15cm的鋼板并焊接有 φ12mm爪筋兩根,由于邊墩是先于溢流面開始澆筑,所以邊墩施工時提前制作并安裝鋼板埋件。

軌道取直墊塊采用 10cm左右長的槽鋼([20mm兩塊,凹面相對焊接)或工字鋼(I20mm),墊塊長度不確定,原因在于邊墩在混凝土澆筑過程中可能存在表面不平整或埋件位置有所移動等因素。軌道取直墊塊與預埋鋼板焊接固定。

軌道采用[20mm槽鋼,先行根據 WES曲線進行彎曲加工,軌道與軌道取直墊塊焊接并固定于兩側邊墩上。軌道位于溢流面上方 20cm處,每條軌道上每隔 20cm做一道標記,用于拉模移動式進行參照。導軌機構結構形式見圖 2。

圖 2 導軌機構結構形式

2.2 模體

模體主要由骨架及面板組成。模體骨架采用兩根 I40mm工字鋼,兩根工字鋼之間每隔 3m長采用 [20mm槽鋼相連,以確保模板的整體剛度,骨架底部與面板焊接。面板采用 δ=1.2cm厚鋼板,面板尺寸取決于溢流面孔口寬度、混凝土澆筑時溫度 (影響初凝時間)及混凝土澆筑速度,一般取 1.2m～1.5m。面板前部設置前導板或直接將面板前段向上翹起,以減小模板滑升時可能出現的阻力;模板的尾部需打磨光滑,以保證模板滑升時不致拉裂或拉毛混凝土表面。模板骨架前部的兩端設有吊鉤作為牽引點。工字鋼骨架兩側端頭與滾輪機構相接。

2.3 滾輪機構

模體工字鋼骨架兩端各設有一個滾輪,整個模體共四個滾輪,滾輪機構的滾輪需提前加工制作。因采用 [20mm槽鋼作為軌道,滾輪尺寸及滾動面傾角參照 [20mm槽鋼尺寸;因模體兩側各有兩個滾輪,考慮到 WES曲線特性及兩滾輪間距離,滾輪制作時與 [20mm槽鋼軌道預留5mm起浮空間。上述滾輪能自動校正模板提升時產生的偏差,并能承受自重、混凝土澆筑時的浮托力和沿滾輪軸向的橫荷載。

2.4 壓面平臺

壓面平臺可根據具體情況,選擇是否設置成可調傾角式。壓面平臺位于模體尾部下端,與模體間通過連接件連接,無論模體移動到 WES曲線堰面什么位置,都必須保證壓面平臺與混凝土面的距離≤200mm,用于模板拉動后施工人員進行混凝土表面處理。壓面平臺可根據具體情況,采用鋼筋、跳板等其他材料制作。

2.5 牽引機構

拉模的牽引機構主要有手動葫蘆和卷揚機兩種,本文推薦采用手動葫蘆。手動葫蘆造價低、固定方便,對于拉模的移動操作性較強。每塊模板設置四個手動葫蘆,其中三個進行牽引,另外一個備用。牽引的同步性主要靠操作人員通過軌道上的標記控制。

2.6 制動裝置

拉模施工是根據混凝土施工情況進行。因牽引機構采用手動葫蘆本身具有制動效果,但由于WES曲線特性,在一個堰面的拉模過程中,很難為手動葫蘆找到可以一勞永逸的固定點,因此在切換手動葫蘆固定點時,需要第三個手動葫蘆采用制動裝置。因拉模滾輪與槽鋼軌道尺寸緊密,所以選取制動時較為方便,可根據施工現場實際情況選取摩擦系數較大的材料 (如橡膠、木塊等)或直接利用第三個手動葫蘆。建議兩種方式同時采用。

3 模板施工

3.1 模板配置數量

泄洪沖砂閘工程共計 8.5孔,即溢流面板共8.5塊,采用跳倉式施工方法,根據工期要求配2套模板。考慮到先裝導軌機構后吊入模板,軌道共配 4套,每套 2條,共 8條軌道。

3.2 模板施工程序

根據溢流面結構特點,高程 261.5m以下基礎部分和壩下 0+010m以上迎水面,采用組合剛模板施工;壩下 0+010m以下背水面 (即WES溢流面),采用拉模施工。

(1)由于邊墩是先于溢流面開始澆筑,所以邊墩施工時提前制作并安裝鋼板埋件,用以固定導軌機構。

(2)WES曲線溢流面拉模施工前,因邊墩施工后可能存在尺寸誤差,應先復測預埋的鋼板埋件,以確定導軌機構中各取直墊塊的尺寸。待確定并安裝固定取直墊塊后,將拉模軌道焊接于取直墊塊上,此時導軌機構完成。

(3)拉模模體運輸至施工作業面較貼近軌道處后,安裝手動葫蘆并以此將拉模模體牽引至軌道上。

(4)在混凝土澆筑前進行試拉實驗。

(5)在混凝土澆筑過程中,負責牽引系統的工作人員要確保拉模模體兩端均衡提升,并安排專人負責拉模模體的制動。

(6)混凝土澆筑完成后,在將拉模模體制動的同時,摘除手動葫蘆等牽引機構,再由吊車將拉模模體運至下一工作面。

3.3 拉模施工操作工藝

3.3.1 施工前準備及技術交底

因拉模結構簡單、操作簡捷,拉模提升過程中只需三名操作人員及一名技術負責人員即可(需晝夜不停施工時,配備人員加倍)。但導軌機構安裝及軌道復核時,需有測量人員全程跟蹤,以保證軌道的安裝高程及水平位置符合設計圖紙要求。

拉模施工前,應根據拉模施工圖紙及有關規定要求,對具體操作及負責人員進行交底。其中,導軌機構的焊接復核工作及牽引機構、制動機構的操作應重點強調。

3.3.2 試拉

拉模安裝完成后,首先將其空拉到堰頂,并對牽引、制動設備和模板本身進行全面檢查。如試拉過程中沒有任何問題,可將模板退回到初始位置。如發現問題,應及時處理,確保混凝土澆筑過程中的模體正常運行。

3.3.3 正常提升

在澆筑混凝土過程中,根據倉面溫度、混凝土強度等級等因素,確定模板提升時間間隔。一般情況下,混凝土強度達到 0.1MPa～0.2MPa(出模混凝土手壓有指痕)時開始提升模板。拉模混凝土澆筑應遵守以下規定:

(1)每次提升前應嚴格檢查并排除阻礙提升的障礙物 (包括粘在模板和滾輪上的砂漿及鋼筋上的油漬),因故中途停止提升時,必須執行制動措施。混凝土澆筑過程中應分層、平起、從拉模兩端向中間對稱、均勻地下料。

(2)振搗混凝土時,不得將振搗器觸及預埋筋、鋼筋、模板和軌道,模板拉動時嚴禁振搗混凝土。

(3)平均每次滑升行程 30cm～50cm,根據WES曲線特性,在傾角較大處,提升的行程應適量減小,間隔時間也應適量加長。

(4)在正常提升過程中,技術負責人員應重點檢查牽引系統和制動系統,并指揮操作人員確保模板兩端提升同步。

4 拉模施工小結

對于沖砂閘 WES曲線溢流面采用拉模施工,具有施工速度快、曲線準確、表面平整度好等優點。除此之外,本次拉模設計還具有以下優點:

(1)因導軌機構的埋件埋設于邊墩內,所以需先行澆筑邊墩,再澆筑溢流面。這樣,雖增加了上下作業面的交叉作業,但只要安全措施控制得當,即可實現溢流面及邊墩施工的同時進行,從方案的選擇上節省了工期。

(2)操作簡單。拉模提升過程中操作人員僅需三人,二人負責牽引機構,一人負責模板檢查及制動系統。

(3)節省材料。本次拉模設計所使用的材料,除預埋于邊墩內的埋件和根據軌道加工的滾輪外,均可再利用 (槽鋼、工字鋼、鋼板)。

(4)軌道甚至整個導軌機構,均位于 WES曲線溢流面上方,不會因導軌機構影響溢流面整體外觀和表面質量。

(5)軌道通過可調節大小的取直墊塊固定于邊墩上,軌道不受邊墩混凝土澆筑后線型控制好壞的限制。

(6)滾輪完全根據槽鋼軌道進行特制加工,可謂 “嚴絲合縫”。因尺寸的限制,滾輪在正常提升過程中即可正常滾動又無法脫離軌道,并能承受自重、混凝土澆筑時的浮托力和沿滾輪軸向的橫荷載。

5 結語

鳳儀航電工程泄洪沖砂閘 WES曲線溢流面拉模施工時,正值安全度汛的搶工期階段,溢流面的抗沖耐磨混凝土澆筑倍受業主、監理及設計單位關注,經過半個月左右的拉模施工,高質、高效地完成了溢流面抗沖耐磨混凝土的澆筑,也同時確保了防洪度汛的節點工期,得到了業主及監理單位的高度認可。