碾压混凝土大坝竖井快速施工技术研究

1、碾压混凝土大坝竖井快速施工技术研究【摘要】马来西亚沐若水电站大坝为RCC碾压混凝土结构,施工工期相当紧张,自河流截流到大坝具备下闸条件的工期仅21个月工期,大坝月均上升达7.5m。大坝左右岸均布置有1个楼梯间,经与设计沟通,将楼梯间阳牛腿改为预制钢筋混凝土梁作为二期安装,因此楼梯间垂直竖井可以采用滑动模板进行施工。此举既可以减小仓面备仓的难度,也可以利于大坝的连续快速上升。本文以沐若RCC大坝楼梯间滑模的设计和施工为例,阐述热带多雨气候下碾压混凝土大坝竖井快速施工技术。【关键词】沐若水电站碾压混凝土竖井液压滑模设计施工【Abstract】The main dam structure of Mu

2、rum Hydro-electric Project in Malaysia is of roller compacted concrete (RCC. Considering the tight construction limit - only 21 months from river closure to gate closure, the monthly lifting will be 7.5 meter on average. There are 2 staircases in the left and right bank of Dam, after communication w

3、ith design engineer, we change the prominent corbel of staircase to preformed reinforcement-concrete beam, which will be installed at the second stage, so hydraulic sliding can be used for the construction of shaft well in the staircases. The above measure can not only make the preparation work more

4、 easily, but also make the dam concrete construction fast and continuously. This article expounds the fast construction technique of RCC dam at tropical rainy climate region by the example of the design and construction of hydraulic sliding of staircases at RCC Dam of Murum Hydro-electric Project.【K

5、ey Words】Murum Hydroelectric Project Roller Compacted Concrete Well casing Hydraulic Sliding Design Construction1.工程概述马来西亚沐若水电站地处热带多雨气候区域,降雨呈微弱性季节性,最大月平均降雨381mm,最小月平均降雨215mm,平均气温26.5。其档水建筑物采用坝轴线为弧线布置的碾压混凝土重力坝,坝顶高程为546.0m,最大坝高146.0m。整个大坝轴线长430.23m,分成21个坝段,左岸非溢流坝段分8个坝段(1#8#,右岸非溢流坝段分10个坝段(12#21#坝段坝段,河床

6、溢流坝段分3个坝段(9#11#坝段。坝身无闸控表孔泄洪,采用坝身台阶式溢洪道接挑流消能。大坝左岸4#坝段和右岸18#坝段内各布置有1个4.5×2.4m的矩形断面的楼梯间,其中4#坝段内楼梯间底高程为447m,总高102m,从底部至顶部共设置有55个阳牛腿用以支撑预制楼梯板(相邻高差为3.6m;18#坝段内楼梯间底高程为499.6m,总高49.8m,从底部至顶部共设置有26个阳牛腿;楼梯间周边为50cm厚的变态混凝土。2.施工特点楼梯间为竖直井状结构,短边方向设置有支撑预制楼梯板的阳牛腿,长边方向为竖直外露面。设计出可以多次周转使用且利于满足碾压混凝土连续上升的井筒模板是快速施工主要考

7、虑的问题。其主要施工特点如下:(1若采用现浇阳牛腿,必然使内部要搭设满堂脚手架(马来西亚安全要求,楼梯间每浇筑完1530m即需进行内部脚手架拆除,安装预制楼梯板,这样将很大程度的增加施工难度,影响整体施工进度。(2碾压混凝土浇筑分层一般为69m,若一次性将模板、钢筋安装完成,则仓面备仓时间将大大增加,模板制作量较大,且很难保证楼梯间的施工质量,导致后期预制楼梯板无法顺利安装。(3楼梯间内部空间狭小,无法布置连续翻转上升的模板。(4沐若现场为多雨地带,仓面浇筑过程中很容易出现因暴雨停仓或层间间歇时间超长的情况,滑动模板面板与混凝土面间的滑动系数会因为混凝土浇筑时间的长短在很大范围内变动,因此需考

8、虑混凝土初凝之后模板如何滑动的问题。3.大坝竖井快速施工技术3.1优化设计采用滑模施工的工程结构设计,应考虑滑模施工工艺的特点,宜设计成等截面或渐变截面,避免有碍模板滑动的局部突出结构或连接构件,无法避免的突出结构或连接构件可作为二期施工处理。根据沐若楼梯间施工特点,为利于模板等备仓施工,将楼梯间阳牛腿优化为预制钢筋混凝土梁作为二期安装,可避免现场进行牛腿模板的拼装,且利于大型模板的布置,因此经与设计沟通,同意对此进行优化。楼梯间典型剖面及优化如图1、图2所示: 图1 楼梯间原设计剖面图 图2 楼梯间阳牛腿设计优化图3.2滑模设计根据水电水利工程模板施工规范(DL/T 51102000之要求:

9、滑模施工时,其滑动速度必须与混凝土的早期强度增长速度相适应。要求混凝土在脱模时不坍落,不拉裂。模板沿竖直方向滑升时,混凝土的脱模强度应控制在0.2MPa0.4MPa。考虑到大坝碾压混凝土上升浇筑速度平均为约30cm/46h,滑升速度偏慢,模板与新浇混凝土面之间阻力较大,且仓面浇筑过程中很容易出现因暴雨停仓或层间间歇时间超长的情况,为避免混凝土浇筑过程浇筑速度过慢造成滑模滑动困难,大坝楼梯间滑模设计为:面板与滑模支架为独立体系,两者之间不固定但可以滑动;依靠混凝土侧压力使面板紧贴滑模支架,通过10组GYD-60液压千斤顶带动支架上升;面板采用组合钢模板或特制的组合钢面板,采用人工翻身的方式上升。

10、模板主要平面及结构图见下图3、图4: 图3 滑模平面布置图 图4 滑模短边方向结构布置图主要计算取值及计算如下:楼梯间周边混凝土50cm 范围为变态混凝土,综合考虑混凝土的初凝时间、塌落度、混凝土浇筑速度等综合因素,取混凝土对模板的侧压力为15KN/m 2模板结构的计算按荷载的传导进行,按混凝土侧压力面板T 型滑道围楞提升架的顺序逐层计算个构件承受的轴力、弯矩和剪力大小,选择合理的受力体系及各截面型式,达到模板强度、刚度和稳定性均能满足要求的目的。滑模转置选用GYD-60滚珠式液压千斤顶,支撑杆采用48×3.5mm 钢管,均匀分布在楼梯间竖井的周边。本滑模提升装置的设计荷载有为如下几类:(1滑模装置自重;(2施工荷载:a 操作平台上机具设备的实际重量;b 操作平台上施工人员及堆放材料的重量;(3提升架T 型滑道与钢面板的摩擦力,按侧压力与摩擦系数之积计算,摩擦系数为铁与铁的静摩擦系数0.74。施工时考虑在滑道上涂抹润滑油,降低此系数;(4施工时