大闸枢纽工程闸墩一次成型大钢模施工工法

PAGEPAGE11闸墩一次成型大钢模施工工法二〇〇九年四月

目录前言工法特点适用范围工艺原理施工工艺流程及操作要点材料和设备质量控制安全措施环保措施效益分析工程实例

闸墩一次成型大钢模施工工法前言1.0.1近几年，大中型水利工程中水闸、泄洪闸的混凝土闸墩高度高，异形结构多，外观质量要求高，其模板立模体系的设计、施工也在不断创新。但对于高度大（>8m），异形结构多的闸墩，当前国内外大、中型水闸、泄洪闸闸墩混凝土施工大多采用分层分块浇筑成型工艺，分层高度3m左右，闸墩施工一般分3~4次到顶，施工周期长，施工时易造成混凝土层间冷缝、错台、垂直度偏差等问题，混凝土外观质量差。闸墩一次成型大钢模施工工法采用纵向分块一次到顶的拼装方案，围檩内穿Ф22mm钢筋对拉拉条螺栓进行模板固定，模板整体性好，安全可靠。混凝土可一次浇筑到顶，施工周期大大缩短，混凝土闸墩拆模后，外观质量效果好。可以较好地满足工期紧、外观质量要求高的水闸及泄洪闸混凝土闸墩施工。1.0.2闸墩一次成型大钢模施工工法于2006年~2007年应用于曹娥江大闸枢纽工程的闸墩混凝土施工，闸墩共28个，闸墩厚4m，中间分缝，上下游长24.0m，最大高度为12m，闸墩混凝土总方量为8960m3，混凝土为C30。2006~2007年应用于湖南玉龙岩电站，闸墩共8个，闸墩厚3m，上下游长18.0m，最大高度为9m，闸墩混凝土总1.0.3采用的关键技术“闸墩一次成型大钢模”于2006年12月25日通过了浙江省水利厅科技成果鉴定，专家组认为该技术成果在水利行业中达到国内领先水平，在类似工程施工中具有推广应用价值。该关健技术获2007年度浙江省水利科技创新三等奖。工法特点2.0.1本工法结合工程结构设计对立模体系的要求，闸墩一次成型大钢模施工工法采用大钢模直立拼装，一次立模到顶，模板安拆方便，混凝土可一次浇筑到顶，2.0.2大钢模内撑对拉螺栓间距疏，且多数设置在门槽二期混凝土部位2.0.3本工法适用范围3.0.1本工法适用于水利工程中水闸、泄洪闸的闸墩（高度超过8.0m），采用常规立模体系无法满足外观和工期要求的闸墩的施工。工艺原理4.0.1大钢模采用纵向分块一次到顶的拼装方案，围檩内穿钢筋对拉拉条螺栓（对拉螺栓穿于UPVC套管内）进行模板固定，整个闸墩一次立模完成，闸墩模板形成整体，整体性好。承受浇筑混凝土侧压力的对拉螺栓多数均设置在门槽二期混凝土部位，每个闸墩总共八排螺栓孔中仅有二排设置在一期混凝土部位。由于多数螺栓孔设在二期混凝土内，减少了闸墩一期混凝土外露面螺栓孔的修补工作，最大限度地保证了闸墩混凝土的外观美观要求。施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程5.1.1闸墩一次成型大钢模施工工艺流程：施工准备施工准备定位放线闸墩大钢模拼装安装围檩、拉条安全缆风设置混凝土浇筑脚手架搭设拆模、清理、维护编制专项安全方案图5.1.1闸墩一次成型大钢模施工工艺流程图5.2操作要点5.2.1定位放线模板支立前，先进行测量放样，在基础面放出控制定位点，然后根据模板的编号，依据放样点进行模板定位。为了便于模板定位，先在底板混凝土面上沿闸墩轮廓线钻孔并插打短钢筋，以准确控制模板底脚。5.2.2根据国家水利部《水利工程建设安全生产管理规定》第二十三条，在闸墩大钢模安装前编制高大模板安全专项施工方案，报公司总工程师和总监理工程师审核，并召开专家论证会对方案进行审查。5.2.31大钢模采用纵向分块一次到顶的拼装方案，人工配合吊车安装模板就位，通过控制模板垂直度使整块模板定位，然后用定位销等进行加固连接。2在吊装前，首先清理干净面板表面，锈迹必须清除彻底，并涂刷好液压油，表面再覆盖一层塑料薄膜，以防灰尘等粘附在模板表面，待浇筑前再将塑料薄膜揭除。3闸墩大钢模按所属结构位置分为闸墩正面板和背面板二部分，按正面和背面分块安设与拆除，模板均进行编号，依次安装。4根据模板结构特点，安装自上游向下游依次进行。由于正面板中有上游圆弧段及门槽七字板，其自稳能力相对较大，故安装顺序为：先安装上游圆弧段模板，再安装相邻正面平板及背板，再依次安装一至二块正面板后，接着跟进背面板，直至全部安装结束。安装过程中必须保持正面及背面板同时跟进，同时，已立每一块大模板均要与两侧的脚手支架用钢管进行上中下三个部位的连接，块与块之间用销栓连接，正面与背面板用对拉螺栓及UPVC管进行临时加固，以形成一个具有一定自稳能力的框架。其中对拉螺栓需加固双螺母。最后用全站仪及线锤校正模板位置，用钢筋对拉拉条和UPVC套管进行固定，最后整体轴线、平面校正。5大模板底部均设有调节螺栓，模板吊装就位后，人工配合吊车将模板底脚高程调至设计高程。单块闸墩模板全部调整完毕达到要求后，对模板底部缝隙用水泥砂浆填塞。6闸墩牛腿倒悬模板的支承钢管脚手架必须按计算规定搭设，严禁利用横杆中部进行支承，钢模板底模在横杆上的支承点不得少于二点，并在承重脚手架外侧立面四周各设立一道斜撑，斜撑一定要设置在纵横杆交接的节点部位。5.2.4安装围檩大钢模安装完成后，从下至上安装横围檩，节约了人工修补的数量。承受浇筑混凝土侧压力的对拉螺栓多数均设置在门槽二期混凝土部位，闸墩总共八排螺栓孔中仅有二排设置在一期混凝土部位，从而减少了闸墩一期混凝土外露面螺栓孔的修补工作。对拉拉条安装加固时必须使用双螺帽。5.2.5考虑闸墩模板一次到顶，所受风荷载较大，施工时可利用闸墩工作门槽及上、下游检修门槽部位、闸墩顶面模板上，左右方向对称设置三道缆风绳，缆风绳底部通过索具螺旋扣与吊耳板连接，吊耳板与闸底板的预埋铁板焊接固定。缆风绳通过索具螺旋扣进行调整。5.2.6跑道脚手架采用扣件式钢管脚手架，用竹脚手片作为施工跑道，脚手片上设置一根防滑木条。脚手架的设置和搭设必须符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》的规定。跑道脚手架在钢模板安装过程中穿插进行，吊运作业时不得搭设脚手架。5.2.7由于闸墩高度较高，为防止混凝土下落时的冲击作用带动漏斗冲击模板，同时预防混凝土产生离析，采用设置串筒方法，根据闸墩长度可设置串筒，且使末端固定，不使其来回滑动。混凝土由顶部集料斗供料，经串筒卸入仓内，串筒随混凝土的上升逐个拆除。5.2.81根据规范和设计的要求，混凝土达到一定强度后拆除模板。2模板拆除时，遵循先上后下，先门槽后其余的顺序。在拆除模板前，先要拆除对拉螺栓，但每一块模板上均要保留上部及中部各一根对拉螺栓，直到要拆除该块模板时，才将螺栓全部拆除，以防模板大面积倾倒。3由于模板与混凝土接触面积较大，拆模时间也较长，模板与混凝土面的粘结力较大，为了便于拆模，在拆模时，先用吊车将拟拆除模板用钢丝绳吊住，并保持松驰状态，然后用手拉葫芦拉动模板使其脱离混凝土面，再用人工配合吊车将模板拆除，摆放至指定地点。4已拆除模板按编号顺序排放，设专人进行模板清理、涂刷润滑油及粘贴塑料薄膜的工作，完成以上工作后才能运至下一工作仓面进行安装。材料和设备6.1主要组成材料1大钢模：模板形式主要有平面和曲面两种。模板大面用平面钢模，墩头用曲面钢模，门槽部位用七字板钢模。大钢模宽度均在2m左右，最宽达2.91m，模板高4.98～11.98m，详见下表所列：正面模板共20块，背面模板共12块2固定钢模板拉条孔共计118个，最后外露拉条孔22个，拉条孔径为Φ32，对拉螺栓直径Φ22，螺纹长80mm规格分别为：（1）长2660mm：2件/墩（2）长3440mm：6件/墩（3）长3500mm：53件/墩（4）长3660mm：2件/墩（5）长4440mm：2件/墩（6）长4500mm：13件/墩（7）长4660mm：46件/墩6.2机具设备序号设备名称型号数量备注1吊机25t1台用于吊运大钢模2吊机50T1台用于吊运大钢模3倒链葫芦5T2只4倒链葫芦3T2只5调节杆DQ2520.20.16缆风6道7钢丝绳FC1670ZZ178.68串筒100个自制质量控制7.1执行质量标准7.1.1本工法施工质量应符合GB50204—2002《混凝土结构工程施工质量验收规范》、GB50300—2001《建筑工程施工质量验收统一标准》、DL/T5169—2002《水利水电工程模板施工规范》和SL176-1996《水利水电工程施工质量检验与评定规程》（现替换为SL176-2007）的有关规定。7.2施工操作中的质量控制7.2.1对每个进入本项目大钢模一次成型施工的人员，均要求达到一定的技术等级，具有相应的操作技能，操作人员持证上岗，项目部对每个进场的劳动力进行考核，同时，在施工中进行考察，对不合格的施工人员坚决退场，保证操作者本身具有合格的技术素质。7.2.2加强对每个施工人员的质量意识教育，提高他们的质量意识，自觉按操作规程进行操作，在质量控制上加强其自觉性。7.2.3施工管理人员，特别是工长及质检人员，随时对操作人员所施工的内容、过程进行检查，在现场为他们解决施工难点，进行质量标准的测试，对达不到质量要求及标准的部位，指导操作者整改。7.2.4在施工中各工序要坚持自检、互检、专业检制度，在整个施工过程中，做到工前有交底，过程有检查，工后有验收的“一条龙”操作管理方式，以确保工程质量。7.3大钢模安拆质量控制7.3.1大钢模制作前，做好模板结构设计及荷载计算并进行技术交底，做到模板分块尺寸无误，确保混凝土结构物尺寸。7.3.2大钢模安装前，贴好海绵条，做好面板的除锈后及时刷脱模剂，并用塑料薄膜覆盖。7.3.3严格按吊装和拆除方案进行分块大钢模的拼装和拆除，确保依次进行。7.3.4大钢模吊装就位后，调节地脚螺栓，控制顶高程及模板的垂直度。7.3.5模板安装按现行国标结合水利工程设计图纸的标准。项次项目允许偏差（mm）检验方法1模板表面平整±1用2m靠尺和楔尺检查2相邻两板接缝平整1用不锈钢尺靠和手摸3轴线位移5全站仪和拉线4截面尺寸+3，-4钢卷尺量5垂直度（12m）5线坠和全站仪6底模标高±3抄平、以标高拉线用硬尺量7.3.6模板安装后，必须检查连接质量，经检查合格后，才能摘钩或拆除临时固定工具，以防模板倾倒。操作人员要严格按照吊装及拆除方案进行操作。7.3.7模板拆除时，混凝土强度应能保证其表面及棱角不受损伤。7.4混凝土施工质量控制7.4.1钢筋绑扎施工时，钢筋接头要互相错开，搭接长度和钢筋截面积比率、钢筋级别、直径、根数和间距均符合设计规定和施工规范要求。钢筋接头焊接前，根据同等施工条件进行试焊，合格后再进行正式焊接。在钢筋绑扎完成后，质量员进行全面复核，并进行隐蔽工程验收，做好隐检记录。7.4.2混凝土所用原材料，包括水泥、砂、石等，有质保书和复检资料，并按国家规范和有关规定检验，每项技术指标符合要求后方能使用。拌合用水采用无污染自来水。7.4.3混凝土入仓采用串筒下料，避免离析，混凝土浇筑严格分层作业。7.4.2浇筑仓面全部准备结束后，由项目总工组织，由质检负责、安全员、施工员及相关管理人员参加，共同对作业仓面的安全情况进行全面检查，并形成书面记录，确认安全后方可进行混凝土的浇筑。安全措施8.0.1项目部8.0.28.0.38.0.48.0.5起重作业前，进行安全防护设施及起吊机具等的逐项检查和验收，验收合格后，方可进行吊装。8.0.68.0.78.0.88.0.98.0.10严禁超载吊装，避免断绳重物下坠或“倒塔”8.0.118.0.128.0.138.0.148.0.158.0.168.0.178.0.188.0.19已吊装就位的模板及时用螺栓及内撑进行连接固定形成一个整体框架，以增大抗倾覆能力。大风天气不得进行大钢模板的吊装工作。8.0.28.0.21施工操作平台四周均用Ф48（δ=3.5）支架管搭设防护栏，防护栏立柱间距1.5m，相互间用斜向拉杆连接，防护栏高度不小于环保措施9.0.1认真学习环境保护法，执行当地环保部门的有关规定，并充分发挥项目经理部中环保组的作用，会同有关部门组织环境监测，调查和掌握环境状态，督促全体职工自觉做好环境保护工作，并认真接受业主和环保部门的监督指导。9.0.9.0.9.0.效益分析10.1经济效益在工程施工中采用了闸墩一次成型大钢模的施工工法，拼缝少且没有横向接缝，不仅解决了闸墩垂直度偏差、分层冷缝、错台等问题，而且混凝土外观光洁无痕；钢模内撑对拉螺栓间距疏，且大多置于二期混凝土部位，不仅保证了混凝土内在质量，混凝土外观质量提高效果尤为明显。工程综合成本得以降低。经过工程实践证实，单个闸墩可缩短工期50%左右，和以往闸墩分3~4层施工相比，模板安装可减少3~4次的立模和拆模工作量，混凝土浇筑次数也缩短为一次，且无需进行层间的混凝土凿毛处理，减少了施工人员的高空作业时间和次数，减少和杜绝了安全事故发生的概率。同时可以取得项目提前投入使用带来的效益，节约工程综合成本可达50万元。10.2社会效益我公司成功应用了闸墩一次成型大钢模的施工方法，施工周期大大缩短，确保了曹娥江大闸和湖南玉龙岩电站工程工期节点目标的实现，为浙东引水工程的早日通水和玉龙岩电站的提前发电作出了贡献。同时该施工工法被列入曹娥江大闸枢纽工程三大创新点之一，深受水利部专家好评，并建议在水利行业中推广应用，为行业的长远发展作出了贡献