水利工程论文-底拱翻模施工技术.doc

水利工程论文-底拱翻模施工技术摘要：三峡永久船闸地下输水系统隧洞体形结构复杂，表面质量要求高，平洞底拱按常规方法施工，混凝土表面缺陷无法消除。底拱翻模抹面技术成功地解决了这一难题，施工后混凝土表面光滑平整，消除了水汽泡、麻面等混凝土施工中的“顽症”，满足了设计需要。关键词：地下隧洞混凝土施工底拱翻模三峡工程1概况三峡永久船闸地下输水系统由3条（衬后为4条）输水隧洞和36口竖井组成，其中包括16口斜井及72个渐变段，隧洞总长约5500m。隧洞结构设计复杂，洞洞交叉，洞井相贯，断面多变，其中平洞标准段衬砌断面为11种之多，最长一段直洞长度仅约为128m。标准段除有少部平洞外，其余均为坡比17或18的斜坡段，斜坡升降处均为圆弧过渡，进出口处还设有平弯，72个渐变段共有19种不同的尺寸。1.1结构特点平洞底拱除闸室段为方形、渐变段为两条小圆变方或方变小圆、T型管及十字管为两条45倒角外，其余标准段底拱均为宽5m，两侧为R50cm的反圆弧，南北坡衬砌厚60cm，中隔墩衬砌厚100cm。标准段底拱断面结构见图1。1.2施工步骤平洞混凝土施工程序分为两步：先浇底拱，后浇边顶拱。底拱浇高7090cm，圆弧上去2040cm，以便边顶模板搭接。浇筑长度南北坡为8m，中隔墩为12m。1.3表面平整度要求由于通航后隧洞表面要承受高达30m/s水流的冲刷，为提高混凝土表面的耐久性，浇筑后混凝土表面平整度质量要求高。表面平整度用3m直尺检查，类区垂直水流方向的起伏差小于3mm，平行水流方向的起伏差小于5mm，纵坡1/50，不允许在混凝土表面出现蜂窝、麻面、水汽泡及直径或深度大于5mm的气孔洞。2初期施工及试验情况永久船闸地下输水隧洞从1999年9月29日第1块底拱结构混凝土开始浇筑。底拱模板结构反弧部分R50cm及边墙采用定型钢模板，两边用桁架相连，底板3m段采用人工刮平抹面。底拱定型模板结构见图2。由于混凝土浇筑时，反弧部分汽泡难以排出，聚积吸附在模板表面，脱模后在混凝土表面出现大量的水汽泡、麻面；同时中部桁架密集，人工刮平抹面困难，致使底板平整度较差，极大地影响了混凝土表面质量。针对初期底拱浇筑中出现的表面质量问题，进行了各种相关试验，包括不同的振捣时间，模板开孔，木模板和在钢模板加内衬等几种条件的试验。为了保证试验效果，还在钢模板及木模表面铺定吸湿性好的土工织物和生白布，但土工织物和生白布只能周转23次，成本高，且无法彻底解决表面平整度及水汽泡。经多次试验，我们认为，只有改变常规的施工方案改善工艺措施才能消除底拱混凝土表面水汽泡，因此，我们采用新的施工方法底拱翻模抹面技术。3底拱翻模底拱翻模抹面技术投入使用后，在施工中得到了不断完善和发展。目前，底拱翻模主要分为底拱翻模台车和底拱小翻模两种结构形式。3.1底拱翻模台车结构底拱翻模台车为整体结构，主要由模板、台车架、拖板、撑杆、行走轮、支架及轨道等组成，见图3。模板包括R50cm反弧段、高40cm边墙及50cm底板直段，面板厚6mm。模板每块长2m，模板间用螺栓连接。台车架主要由型钢组成，分为4m一段，底部拖板导轨固定于台车架上。行走轮移动时固定于台车架上；浇筑时在台车架两端用钢凳支撑住。手动撑杆用于模板支撑及脱立模，当用手动撑杆把模板脱空后，换用12t手拉葫芦把模板拉拢台车架，并用挂钩把模板固定于台车架上。拖板长约2.7m，宽50cm，上置2只1.1kW平板振捣器。刮板前后往返运行时用1t手拉葫芦进行牵引。轨道采用12槽钢。后部轨道置于底板混凝土上，前部轨道置于已绑扎的底板钢筋上。轨道前后循环，重复使用。3.2底拱小翻模结构底拱小翻模主要由模板、背肋、拉筋、样架、刮轨及支架等组成，见图4。模板同样包括R50cm反弧段、高10cm边墙及底板。模板面板厚3mm，高55mm，每块模板长1.2m，模板相互间用形卡相连。背肋紧贴模板内肋，以便通过拉筋把模板拉紧固定。背肋分为横、纵向，均用1.5钢管，纵肋弯制而成，间距60cm。25圆钢通过尼龙锥套与底板钢筋固定，混凝土平整后把导轨及锥套取出，人工抹平。支架由1.5钢管通过用碗扣连接而成。支架主要用于模板拆翻、振捣、抹面及混凝土输送泵管架设。3.3底拱翻模技术参数及施工程序底拱翻模主要技术参数如下。序相同：扎筋立模校正浇筑平仓振捣翻模抹面模板移装。不同之处主要为：一是底拱台车整体移装，拖板导轨固定于台车架上；而底拱小翻模分块移装，刮板导轨固定于底板钢筋上；二是底拱台车车架可作施工平台及混凝土输送导管架，而底拱小翻模需另搭设施工平台。平洞底拱用翻模施工，只要根据混凝土初凝强度，掌握好翻模时间，把混凝土表面抹平、压光，便可彻底消除混凝土表面水汽泡、麻面及错台。3.4底拱翻模工艺措施（1）塌落度控，制混凝土浇筑采用泵送分层平铺入仓，浇筑层厚50cm，塌落度严格控制在1216cm之间。（2）浇筑顺序，先将混凝土浇筑至底板内层钢筋以下，然后改由边墙下料，当混凝土由边墙圆弧模板底部溢出后，再从中间底板下料至底板高程，最后再把边墙浇满。（3）平仓振捣，混凝土入仓后，骨料有堆积的地方采用人工及时平仓分料及振捣；振捣棒作业时要求“快插慢退”，振捣时间控制在4050s，以混凝土不再冒气泡且表面泛浆为止。（4）底板平整，收仓后，底板混凝土略高于设计高程，初步用拖板或刮板进行平整处理，最后用抹铲人工找平、压光。（5）翻模、抹面，混凝土初凝强度达到0.10.3MPa时，按浇筑顺序逐块翻起模板，用泥铲抹平、压光残留于反弧段混凝土表面的水汽泡、麻面及错台等，消除表面缺陷。4施工应用与拓展4.1底拱翻模台车施工底拱翻模台车于1999年5月18日首次用于南-平洞S4块底拱浇筑。底拱翻模台车整体进行脱立模、移位；混凝土浇筑后，按混凝土浇筑顺序逐块翻转模板，对反圆弧面等存在水汽泡、麻面的部位进行人工抹面、压光，较好地解决了混凝土表面缺陷。但由于台车重量大，移位、翻转较困难，翻模时间较长，易错失最佳抹面时机；模板翻转时易对相邻块产生扰动，在混凝土表面产生裂纹；同时，由于台车架空间较小，不利于进行拖板、抹面作业。4.2底拱小翻模施工底拱小翻模于2001年7月20日首次投入北-N16平洞底拱施工。虽然模板小