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溢流堰面钢筋混凝土施工技术简论
资讯类型:技术资料 加入时间:2009年8月3日10:26
 
溢流堰面钢筋混凝土施工技术简论
  潘 登    
  (陕西省水利厅,西安710004)摘 要:溢流堰作为泄水建筑物的一种结构型式,水利工程中经常采用。设计上也大多选用溢流堰面为实用曲线堰面。实际施工中,要保证设计的堰面曲线形式,较为困难。结合工程实例和施工实践,就曲线溢流堰面钢筋制安、混凝土施工的技术方法做以简要论述。
  关键词:溢流堰;钢筋;混凝土;施工;技术
  中图分类号: TV52文献标识码: B
  在水工建筑物中,枢纽泄水建筑物分为孔口式和堰式。为满足库容的需要或抬高水位,减少建筑物周边对水流的约束,改善水流条件,工程上常常选用实用型溢流堰。实用型溢流堰多为曲线堰面,在实际施工中,如何保证设计的曲线堰面形状,体现设计意图,较为困难。传统的施工方法是在溢流堰基础仓面上搭设满堂脚手架,利用架杆件引高程放线,把堰面线用红漆标划在架杆上,放完堰面曲线形状后,再开始沿堰面曲线安装钢筋,安装模板,模板完全封闭堰面,只留少数进料口,待钢筋、模板固定后,拆除架杆,开始浇筑混凝土,浇筑完成后再拆除模板。这种施工方法搭拆脚手架工作量大,且脚手架既是工作平台,又承担堰面曲线高程标划,施工过程中,难免脚手架晃动摇摆,直接影响堰面曲线形状准确度。最大的缺点就是,待混凝土浇筑完成后拆模,堰面曲线不光滑,影响外观质量,也影响水流流态,二次堰面混凝土打磨工作量很大。为克服传统施工方法中溢流堰面混凝土浇筑中出现的问题,笔者在研究总结几座已成溢流堰面混凝土浇筑技术的基础上,结合工程实际提出以下施工方法。1 钢筋施工
  混凝土溢流堰结构,一般在堰面均配有表层钢筋网,以满足构造的需要和解决水流的拖曳力、温度应力等问题。钢筋施工分为制作和安装两步。
  1.1 钢筋制作
  按现在的施工水平,大多数施工单位,在钢筋加工制作过程中都以机械制作为主,人工制作为辅。溢流堰面的横向筋一般为直条筋,可采用机械制作。一级光面钢筋,用机械在钢筋的两端按3.25d(d为钢筋直径)长度弯制弯钩,二级以上的螺纹钢筋,按尺寸切断即为成品料,按施工规范要求不再弯制弯钩。横向筋的下料长度可根据溢流堰面的宽度尺寸确定,对于堰面宽度小于等于6 m的,可不考虑钢筋的搭接长度,用一根通筋制作;堰面宽度大于6 m以上的,要考虑钢筋的搭接长度,用两段钢筋搭接而成,以便运输和现场绑扎。
  溢流堰面的纵向筋,均为曲线型,由于弧线半径、曲率是个变值,不是一个常数,所以机械无法加工制作,一般采用手工制作。制作前,先要进行内业计算,内业计算的任务就是根据设计图纸给定的堰面曲线方程式,每隔0.5 m~1.0 m给出横坐标值,将给定的横坐标值带入曲线方程式,计算出对应的纵坐标值,并进行列表。然后在钢筋加工厂找一块平整的场地,建立坐标系,按照事先计算好的纵、横坐标值列表,用1∶1的比例放大样,标出曲线上的点,然后将这些点顺滑地连起来,也就划出了堰面曲线。当场地较小,按1∶1的比例建立坐标系不好布置时,可平移坐标系,同时调整每个点的纵、横坐标值,再进行放样(见图1)。特别要指出的是当堰面曲线弯曲程度较大时,横坐标值应选的间隔小一些,反之可选大一些,在曲线的拐点周围必须加密计算值,以保证设计的曲线形状。
  
  在场地上放出曲线大样后,放入调直好的钢筋,沿曲线大样人工用钢筋扳子进行弯制。弯制的曲线钢筋较长时,不利于运输和现场安装,一般按每根长度为3 m~4 m进行分段,分段长度要加上搭接尺寸。为了避免结构薄弱面的产生,搭接位置不能放在同一个断面上,按照规范要求控制同一断面接头的比率,留有一定的尺寸,相互错开接头。当加工数量较大时,可用相同的方法放几个大样,同时进行加工制作。对加工好的钢筋,按照搭接顺序,进行编号、挂牌分类堆放,以便于安装。
  1.2 钢筋安装
  钢筋安装前,在基础面上用测量仪器引入断面的中线、边线和高程,两边的高程引在两侧的立筋接头上,中线部位的高程可利用基础锚筋引入,再用经纬仪定线,钢尺测量,在溢流堰的上游端定出溢流堰的起始桩号,所有引入的高程和中线点均用红漆醒目标注。利用锚筋和两侧的立筋接头,沿中线在基础面上搭设架立筋骨架,架立筋可用直径Φ16左右的下脚料,相互连接稳定。架立筋骨架搭设起来后,在中线部位,根据设计图纸给出的堰的起始桩号减去钢筋保护层尺寸,计算出溢流堰面层筋的起始点,利用架立筋骨架在此点焊接一根立筋,按间距2 m依次沿中线焊接立筋至下游溢流堰的终点。依据加工制作时内业计算的坐标系、纵横坐标值、溢流堰起始点混凝土面设计高程、面层筋的保护层厚度计算出相互对应的面层筋的高程。利用开始引入的高程,在架立筋骨架焊接的立筋上画出面层筋控制高度,然后按照加工制作的挂牌编号、搭接顺序,安装溢流堰面层第一根纵向钢筋(见图2)。按照上述方法,在溢流堰的两侧分别安装面层筋。完成了中间和两侧的堰面层筋安装工作后,依据设计图堰面层横向筋的间距,分别在已安装的两侧和中间纵向筋上标画横向筋的位置,拉挂线绳,适当安装纵向钢筋,这样溢流堰面层钢筋网的骨架就已形成。若堰面较宽时,可用下角料在面层筋下设立支撑,以保证面层筋的保护层厚度。支撑稳固后,在已形成的面层筋骨架上完成所有的纵横钢筋安装任务,纵横钢筋网的交叉处采用点焊牢固。
   
  2 混凝土施工
  溢流堰的混凝土浇筑与其他建筑物混凝土浇筑过程基本相同。混凝土的拌制、运输及入仓,可根据施工现场的条件、工程量大小和浇筑强度等因素综合考虑。石头河水库溢洪道溢流堰施工时,采用拌合楼拌制混凝土,皮带运输,搭设溜槽入仓,解决了工程量大,浇筑强度高的问题,但皮带运输混凝土易产生抛洒和离析,需要采取措施。对于工程量小的溢流堰也可采用拌合机拌制混凝土,工程车运输,溜槽入仓的方案。石桥和茨坪水电站溢流坝施工就采用了这种方案,在溢流坝的上游端搭设双排钢管架,1 t工程翻斗车运输,依靠上游钢管架搭设溜槽入仓,完成了浇筑任务,效果也很不错。当然也可根据施工现场条件,采用塔吊或门机吊罐入仓的方案。
  解决了混凝土入仓方案后,要保证堰面曲线形状,关键是模板的问题。模板是混凝土成型的最后一道工序,其类型较多。在实际施工中,模板方案选择的正确与否直接关系混凝土外观质量评价,也往往成为影响工程进度的主要因素。根据溢流堰面曲线的特点,一般宜采用升板法或滑动模板施工,通过工程实践也证明了这两种方法效果较好。
  在石头河水库溢洪道溢流堰和石桥水电站溢流坝段施工时采用了升板法施工。浇筑顺序是从溢流堰的下游端分块逐步向上游推进,分块长度为3 m。模板的纵围令加工成堰面曲线形状,安置模板时将纵围令按分块长度依顺序一次立好,钢拉条螺栓固定,钢拉条焊接在基础锚筋和堰面的钢筋上。模板采用3015型组合钢摸板,一次安设1m高度,不要一次安置完(见图3)。待这1 m高度的模板内混凝土入仓、振捣密实浇筑完成后,再安置上部模板,仍为1 m高度,适当时间内及时抽除开始安设的下部1 m高度的模板,具体抽模时间以新浇混凝土不塌陷为原则,可根据浇筑时的气温现场试验确定。抽除模板后,人工及时用木模拍打刚浇筑的混凝土表面、钢模压光、原浆收面。按此工序,立模板→浇混凝土→抽模板→再立模板,依次循序渐进完成堰面混凝土浇筑任务。
  
  在茨坪水电站溢流坝段施工时,采用滑动模板施工,因当时的施工条件限制,滑模的制作和牵引都比较简单。该坝结构是浆砌块石外包50 cm厚的钢筋混凝土,利用砌筑坝体时埋设的坝体与面层混凝土的联系筋作为滑模牵引设备的地锚。
  滑动模板的面板用5 mm厚的钢板制作,模板的四周和中间用槽钢作骨架,把面板焊接在骨架上,槽钢骨架之间采用角钢支撑连接,模板宽度为1 m,长度为8 m。模板的滑轨采用8#槽钢加工而成,滑轨的加工与前面所述加工堰面钢筋的放大样方法相同,安装滑轨是在堰面层钢筋安置完成后在面层筋上进行的,依托面层筋支撑、焊接固定,滑轨布设共3道,在模板的两侧和中间各设一道。当时滑动模板的牵引采用5 t手拉倒链,也设置了3个,分布与滑轨间距相同。滑轨浇筑在混凝土内不再拆除,为防止混凝土浇筑完成后滑轨留露混凝土表面,在滑模的面板与滑轨接触处,在模板表面点焊Φ14光面钢筋,(选择钢筋的直径可结合设计的面层筋保护层厚度、滑轨型钢的高度综合考虑)让所点焊的钢筋与滑轨接触,给滑轨留有14 mm的保护层,这个因素在滑轨开始安装时就要考虑,滑轨降低相应的高度(见图4)。混凝土的浇筑顺序仍然是从溢流堰的下游端开始,为防止混凝土振捣过程对模板产生浮托力,可在滑模上增加配重(可计算确定)。混凝土入仓振捣密实后再开始滑升模板,每次滑升50 cm,在滑升模板的过程中,要配专人观察模板形状,指挥手拉倒链进行牵引,两边尽量同步操作,以免模板侧斜出轨。
  对提升模板后新浇的混凝土表面,依靠滑动模板作为工作平台,人站在滑模上,用木模拍打,消除滑轨痕迹,钢模压光收面。用此方法进行施工后,经过实测,溢流坝段面层混凝土符合规范要求,效果也很好。
  
  3 结束语
  通过对实际施工过的几座溢流堰水工建筑物进行总结,认为有4个问题是值得注意的。一是在钢筋制作前,根据设计图纸进行堰面曲线的坐标计算是必要的,为钢筋加工过程的放大样和现场准确安装提供了技术数据并打下了基础。二是在模板的选择上,尽量选择滑动模板,既方便施工、有利加快进度,也能保证混凝土的内在质量和外观质量。这也是解决曲面混凝土浇筑,在拆除模板后一般容易出现空洞、蜂窝、麻面现象的较好方案。在此还要说明的是,切忌不可把模板一次固定安装完浇筑成型,否则,待模板拆除后就会出现上述的外观质量问题,补救起来费工费时还不美观。
  三是在浇筑过程中,一定要安排人员跟随模板滑升移动后,及时进行人工压光原浆收面,这是保证堰面形状平整、光滑的最后一道工序,也是体现设计意图、保证水流流态的必要措施。四是在混凝土的浇筑顺序上必须从溢流堰的下游端开始,依次向上游推进。

文章来自:滑模技术交流网
文章作者:信息部
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