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式中安全系数K值,浙江亭下水库溢流面滑模用爬轨器牵引,K值取1.2~1.5;太平哨、潘家口溢流面滑模用千斤顶牵引,K值取1.56>1.73。据实际经验,本规范规定K值取1.5~2.0。 4. 4. 5 滑模的牵引机具主要有慢速卷扬机、液压千斤顶和爬轨器三种。爬轨器可沿轨道爬行,能适应曲面变化需要和自行锁定,因此,对于溢
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流面滑模的牵引机具,建议优先采用爬轨器。
当滑模牵引点及牵引方向不合适时,模板滑动过程中其尾部将上下摆动,导致脱模的混凝土呈波浪形。牵引点过高可能造成模体倾覆,理论牵引点应设在下滑力的合力作用点上,牵引方向应与牵引力在一条直线上,这在实践中是难以做到的,尤其在溢流面施工时,牵引力的大小、方向随着溢流面的曲线而变化,根据施工实践经验,牵引点一般不得高出模板底面30cm。
模体两端设同步行走的调整或控制机构,可保证模体不歪斜。 4.4.6 在面板结构滑模施工中,轨道是控制面板线形的关键部件。因工字钢或钢轨的受力条件较好,一般常用作滑模轨道。滑模轨道的分节长度通常为4~6m,这有利于运输和吊装,也有利于弯曲成型。
对轨道变形量的限制,是根据设计对溢流面不平整度要求提出的。 必须把轨道的接头放在支承架的顶板上,否则,两节轨道要靠连接板连接,连接板会阻碍滚轮或爬轨器运行。
4. 4. 7 根据施工经验,本条提出几种建议采用的架立轨道的方法。
4. 5 斜洞
4. 5.1 本条规定了斜洞滑模的适用范围。城门形以及其他断面的斜洞混凝土衬砌,目前尚没有采用滑模施工一次成型的实例,所以本条规定只适用于“圆形斜洞全断面钢筋混凝土衬砌的施工”,关于洞径和倾角的限制,是根据黄岑水库及白山水电站两个典型的斜洞工程实例而制定的。黄岑水库斜洞内径2.5m,平均衬砌厚度0.8m,斜洞倾角40°;白山水电站斜洞内径7.5m,衬砌厚度0.6m,施工设计中考虑超挖,取其平均厚度为1.1m,斜洞倾角为60°。当斜洞混凝土衬砌内径大于8m或其倾角小于40°时,目前尚无工程实例,如采用滑模施工时,必须经充分论证。 4. 5.2 斜洞采用滑模施工的启衬桩号,要从单项工程施工设计的合理性和提高滑模施工的效率考虑,一般宜从斜洞下弯段与斜洞交接面处作为启村桩号。终止桩号一般确定在上弯段与斜洞交接面以下,这是给模体的脱空和拆除留有足够的场地。保留的长度一般为模板系统的总长度再加上1~2m的安全拆除距离。
为了保证模体安全顺利地脱空、拆除,在拆除场地应设置支承架、托辊、轨道及操作平台等设施,这些设施都应在滑模正式启滑前安装验收完毕。
4.5.3 启衬方式可以根据洞径大小、衬砌厚度、模体长度以及各工序的施工要求等选定。本条提出两种启衬方式。
黄岑水库斜洞采用了套模启衬环,这种方式的优点是:模体容易定位,模体沿启衬环中心滑行可起导向作用;新浇混凝土在模体上有足够的停留时间;当模体套入启村环后就可以开始正常施工。但在施工时必
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须注意:当模体套人启衬环后,严防在浇筑混凝土时砂浆及骨料流入套模缝隙内而发生“卡模”事故;应控制底拱混凝土的下料量,避免下料过多,尽量与顶拱浇筑保持均衡,以防止模体受力不均而发生偏离。 白山水电站斜洞滑模施工,在模体安装前,先浇好下弯段混凝土衬砌作为滑模的启衬基座,并使模体的下口对接混凝土启衬基座。采用这种启衬方式,可避免套模启衬的缺点,但模体启动时所受阻力较大。 4. 5.4 本条规定了斜洞滑模装置的组成。
4.5.5 本条规定了“应将模体设计成上口大、下口小的锥体”,这主要是为了减少滑升时钢模与混凝土间的摩阻力。
本条中有关参数的建议取值范围均是根据现有工程经验确定的。 湖南黄岑水库斜洞滑模模体长3.8m,锥度为8%,使用效果良好;吉林白山水电站斜洞滑模模体长5m,锥度为1%,在模体滑升距离较大时,钢模表面与混凝土之间缝隙较大,有时漏淌水泥砂浆,使出模的混凝土表面不平整。
顶供混凝土(A′点到A点)的脱模时间,白山斜洞设计为12h黄岑斜洞控制在7~10h。
4. 5. 6 混凝土脱模时必须达到足够的强度,以保证不塌顶、不掉块、不产生裂缝。应计算脱模后拱圈在混凝土衬砌自重及腰线以下山岩反力的共同作用下产生的内力,据以确定混凝土脱模时应达到的强度,并经试验加以核定。黄岑斜洞考虑安全系数后取压应力值为0.45MPa;使用东江矿渣水泥,掺加2.5%氯化钙速凝剂,实测8h龄期强度为0.67MPa。白山水电站斜洞计算值为0.72MPa,使用抚顺矿渣水泥,龄期12h平均抗压强度为1.08MPa,脱模强度实际确定为0.8MPa。故本条规定一般不宜低于O.7~0.8MPa。
4.5.7 本条规定了模体设计荷载的内容。对于施工荷载,如作业人员、材料、设备等应尽量减少,设计时应明确规定。
模体与混凝土之间的粘结力和摩擦力取值见4.5. 9条。
4. 5.8 牵引系统的设计、配套、安装必须安全可靠,运行方便灵活,滑升时平稳慢速。
根据黄岑、白山两个斜洞工程滑模牵引力计算情况来看,钢丝绳的安全系数为5.0~9.5,牵引滑行速度为1.25~15cm/min。在斜洞滑模施工中,要求模体的滑行速度较慢,太快了不仅容易拉裂混凝土,而且需要较大的牵引力;太慢则工效低,一般以控制在5~12cm/min范围内为宜,因此,牵引力的确定必须满足此要求。
设计中应尽量使牵引力平行洞轴线,这样可保证模体受力均匀,滑升中不致产生偏斜。
4.5.9 采用对口启衬时,由于模体被新浇混凝土包裹,钢模埋进面积大,存模时间长,因而初滑启动时的摩擦力及粘结力都较大。如白山斜洞采用这种启衬方式,据观察,初滑启动时的摩阻力几乎增加了一倍。
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如果按启动时的摩阻力确定牵引力,不但设备配套容量增大,而且滑升效率大为降低。为解决这个问题,采用了辅助牵引设施。辅助牵引设施可按设计牵引力的1~1.2倍考虑。白山2#斜洞滑模启动前,以8个10t千斤顶为其辅助牵引设施,并以在下弯段混凝土启衬基座内圈均匀埋设的8个20号工字钢为其支座。
4. 5.10 本条对模体牵引装置的设计作了规定。
根据模体的受力条件,牵引装置的结构型式宜设计成圆盘形。拉杆宜用圆钢制作,因型钢的抗扭能力低,如使用时必须对其进行抗扭校核。为防止产生超载和偏载而拉断拉杆或使受力盘变形,根据白山斜洞滑模施工经验,拉杆及受力盘应在设计中加大安全系数,故本条规定全部拉杆设计的总荷载为滑模牵引力的3~5倍。
4.5.11 模体导向一般是采用沿着两条轨道设导向轮的方法。安装导向轮的支承构架应同模体牢固地连结为一体。当模体直径较小时(如黄岑斜洞),采用型钢同模体内部的构架连接作为支承构架即可满足要求。但当模体及导向轨距较大时(白山斜洞),设计时应提高支承构架的刚度,避免支承构架因承受较大压力而失稳。
4.5.12 本条规定了模体滑行轨道及其支承结构的设计原则。轨道及其支承结构一般是埋入斜洞底拱混凝土内,不拆除。
4.5.13、4.5.14 混凝土下料系统、上下吊物系统、人员上下交通系统及供水、动力、照明系统等应统筹布置,避免相互干扰,不但要使各自畅通无阻,便利施工,又要保证下部作业人员及设施的安全。 从斜洞上部向仓面输送混凝土,可根据斜洞倾角和施工现场的情况采用不同方式。黄岑斜洞采用“马槽”形溜槽,并每隔8~10m设一道“蝶形”挡板(加配重)做缓冲,效果良好。白山斜洞采用混凝土缓降筒,并每隔15~20m设一缓冲漏斗,效果亦良好。
沿斜洞上下运输物料,常常是在下部滑模施工作业人员不撤离岗位的情况下进行的,所以必须采取可靠的措施保证安全。白山斜洞采用“走线滑轮”吊送,严密封包,专人管理。必要时撤离下部作业人员。
人员上下交通系统,应结合混凝土供料、动力、照明、供水及轨道等设施的检修维护方便加以布置。黄岑斜洞上下交通,是在斜洞底拱两侧布设两道混凝土踏步,结合混凝土支墩及下料溜槽布置的。白山斜洞采用分段钢梯,结合混凝土供料及供水、照明线路等布置的。总之,交通系统的布置必须保证行人方便,安全可靠。必须设置防护栏杆,当斜洞倾角较大时,还应加设安全网。
5 各类建筑物的滑模施工
5.1 一般规定
本节为水工建筑物滑模施工时一般应遵守的条文。
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5.1.1 文意已明,勿需说明。
5.1.2 本条规定现场安装滑模前必须做好的准备工作。
5.1.3 本条强调浇筑混凝土前,要对滑模装置进行总体检查,具体办法是试滑升。通过试滑升可以全面检查滑模系统设计和安装的质量,还可以检查工程结构基面、侧壁是否满足设计要求或有无阻碍滑升的部位,发现问题必须及时处理。
5.1.4 本条是从滑模施工角度对混凝土的性能提出了一些要求。 滑模施工混凝土的配合比,除满足工程设计和水工混凝土的一般要求外,还必须根据施工期内的气温,通过试验掌握几种混凝土早期强度从0.1MPa增长到1.0MPa的规律,使其满足滑升工艺的要求。
为使混凝土的塌落度适应于滑模施工,应根据工程结构的特点、钢筋含量、混凝土的运输、浇筑方法和气候条件等确定塌落度。
为了改善混凝土的和易性,延缓或缩短混凝土的凝结时间,节约水泥,可在混凝土中掺加缓凝剂、早强剂、减水剂及粉煤灰等。外加剂的品种、掺量,必须在使用前通过试验确定。 5.1.5 本条对滑模混凝土的浇筑作了规定。
分层、平起、对称、均匀地浇筑混凝土,是防止操作平台产生偏差和扭转的重要措施。各层混凝土允许间隔时间应通过试验确定。如该层混凝土的浇筑时间超过允许间隔时间,则应按施工缝的要求进行处理。 操作平台自重及施工荷载,全部由低强度混凝土包裹的支承杆承担。振捣混凝土时,如触及支承杆、钢筋和模板,将会破坏混凝土对支承杆和钢筋的握裹力,从而影响滑楼装置的稳定和工程质量。
提升模板时,操作平台处于动态,支承杆处于最大受力状态,此时严禁振捣混凝土,以保证支承杆的稳定。
滑模施工中,应防止千斤顶漏油。如漏油浸污支承杆,则将降低混凝土对支承杆的握裹力。黑龙江省低温材料建筑科学研究所等单位的试验结果表明:混凝土与涂油支承杆的粘结力比无油支承杆的粘结力低2.2%~17%。
对脱模后的混凝土表面必须及时修整,以弥补表面的蜂窝、麻面掉角等缺陷,并通过抹平压光,消除其表面的细微裂缝,以提高工程结构的质量。
5.1.6 脱模后的混凝土,极易因干燥产生裂缝,必须认真做好养护工作。目前主要有喷水和喷刷养护液形成薄膜两种养护方法。采用喷水养护应符合《水工混凝土施工规范》第4. 8. 3条的规定。
5. 1. 7 在滑模施工中要按设计图纸及时、准确。牢固地安装预埋件,使其不影响混凝土的浇筑和模板的滑升。要求预埋件出模后及时外露,是因为混凝土出模后强度尚低,出露较易;及时检查能防止遗漏,发现问题时也能及时进行处理。
5.1.8 每次滑升前应检查并排除妨碍滑升的障碍物,否则会导致提升
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