厄瓜多尔CCS水电站砼面板堆石坝滑模设计方案.doc

CCS电站砼面板堆石坝 滑模设计方案说明 中国水利水电第十工程局工程部目录1、 工程简介2、 设计依据3、 面板堆石坝滑模介绍 4、 滑模施工5、 滑模机具数量及重量 CCS电站砼面板堆石坝滑模设计方案1.工程简介CCS电站砼面板堆石坝上游坝坡1:1.4，下游坝坡1:1.8，结构分缝条幅宽分别为12.0m、6.0m，大坝面板共分16块（其中异型板CSF1、CSF16，6m板宽CSF2CSF5、CSF12CSF15，12 m板宽CSF6CSF11），浇筑坝顶高程EL1233.50m，坝轴线141m，最大坝高58m，最大斜长83.89m，坝顶宽度为10m，砼面板均厚为40cm，砼浇筑量为4200m3。 大坝面板异型板采用人工模板施工，其余矩形条带板面采用滑模施工，砼面板堆石坝滑模采用无轨滑模施工，每一结构块为一施工单元，采用跳仓浇筑的施工方式进行施工。见图1. CCS水电站调蓄水库砼面板堆石坝面板布置图。图1.CCS水电站调蓄水库砼面板堆石坝面板布置图2设计依据1 水电水利工程模板施工规范DL/T 5110-2000。 2 水工建筑物滑动模板施工技术规范SL32-92. 3 建筑结构荷载规范GBJ91987； 4 砼结构工程施工质量验收规范GB502042002； 5 钢结构设计规范GB500172003； 6 水工砼施工规范 DL/T51442001； 7 国家现行各相关规程规范。3面板堆石坝滑模介绍 滑模设计以安全可靠为宗旨,结构以简洁、实用为原则，根据坝面的体型特征，保证砼入仓、振捣、表面修整（抹面和压光）以及养护等施工作业的便利，建议采用慢速卷扬机牵引；设计安装的侧模充分适合堆石坝面板表面轮廓线及无轨滑模施工。滑模系统包括：1.模板系统、2.抹面平台及棚架、3.侧模、4.坝顶横向牵引架（包括卷扬牵引系统）、5.砼入仓布料系统、6.辅助系统六部分组成。见图2.滑模施工组平面布置图，图中1为模板，2为抹面平台，3为侧模，4为坝顶横向牵引架，5为砼入仓溜槽，6为运料小车，7为砼搅拌运输车。图2.滑模施工组平面布置图3.1滑模系统3.1.1滑模模板尺寸选定长度：滑模根据面板结构分逢间距12m，且端头考虑0.5m的外挑长度，滑模设计长度13m，滑模后期施工面板结构分逢间距6m，滑模设计为3节，中间节加2节端头节组成，中间节单节设计长度6m，两节端头模板拼接各长3.5m。宽度：根据砼初凝时间2.53小时，每小时浇筑一层，每层砼浇筑厚度为0.25m0.3m（斜长约 0.4m左右）浇筑第三或第四层即可以开始脱模，因此滑模的宽度选定为1.2m。 厚度：考虑滑模的周转使用和克服砼浮托力的影响等因素，且满足模板自身的挠度控制在 30 mm以内，面板拟使用 8 mm厚钢板，模板形式根据受力计算，模板箱体自身高度800 mm，其平台组合高度1350 mm。3.1.2滑模浮托力的计算 进水口坡比为1:1.4。模板倾角小于45°工况，新浇砼对模板的上托力，取 4 kN/m2，模板与砼接触宽度按 1.2m计算。滑模要求自重及配重的法向分力略大于新浇砼对滑模产生的浮托力，即要求: （G0+G1+G2）×cosP P=Pn×L×b P=4×12×1.2 P=57.6 KN （G0+G1+G2）×cos36° 57.6 （G0+G1+G2）70 KN因为要求滑模自重、配重及施工荷载合计大于72 KN，取（G 0+G1+G2）=85 KN式中：G0、G1、G2滑模的自重、滑模的配重、施工荷载（KN）； P新浇砼对斜坡面上滑模的浮拖力（KN）； Pn内倾模板的砼侧压力，本方案取 Pn= 4 KN/m2；L、b滑模长度、滑模宽度（m）； 面板与水平面间的夹角，此方案取=36°计算。3.1.3滑模牵引力力的计算 T=( G0+G1+G2)sin+f1(G0+G1+G2)cos- P+f2(G0+G1+G2)cos+SK=85×sin36°0.5×85×cos36°-57+0.05×85×cos36°1.5×12×1.2×2 =156 Kn 当滑模自重、配重及施工荷载合计为 G0+G1+G2=85 KN时，滑模的总牵引力为 196.22 KN 式中：T滑模牵引力（KN）； G0、G1、G2滑模的自重、滑模的配重、施工荷载（KN）； f1滑模与砼的摩擦系数，取0.5； f2滑模与侧模顶面间的滑动摩擦系数，取0.05； 滑模面板与新浇砼之间的粘结力，取 1.5 kN/ m2S滑模与新浇砼的接触面积 K安全系数，K=23.2抹面平台及棚架3.2.1抹面平台 抹面平台是对脱模后的砼进行压光抹面而设计的。抹面平台是固定在滑模后部，随滑模一起滑升，平台宽 1000mm并设有护栏。为了保护抹面成型后的砼表面，同时减少水份流失，可采用覆盖塑料薄膜或喷洒养护剂等方法进行养护。3.2.2防雨棚架基于施工地区雨水较多，为方便施工操作，在操作平台及抹面平台上设计防雨棚架。棚架结构主要由 48钢管构成，滑模梁上设有插接孔位方便安装。施工方需自备钢管扣件及防雨篷布。见图3.滑模施工AA断面布置图。图3.滑模施工AA断面布置3.3 侧模侧模由侧模板、侧模可调节螺杆及插筋组成。3.3.1侧模板（选配） 侧模一般选用 34mm厚的Q235钢板、钢带和角钢加工制作。侧模作为滑模的滑行轨道，考虑到耐磨和重复使用,模板上缘用L50角钢制作。3.3.2侧模可调节螺杆（选配） 侧模可调节螺杆除了固定侧模板和承受新浇砼的侧压力外，还可通过调节螺栓对侧模板高度进行局部调整，以保证砼面板坝线型。3.3.3侧模固定插筋（工地自备）侧模可调节螺杆主要靠插筋固定，依靠插筋的抗剪能力来平衡面板砼的侧压力。插筋直接插入斜坡面砂浆垫层内，深度不小于 300。插筋用28的钢筋打尖，总长度为500m。3.4坝顶横向牵引架坝顶横向牵引架中安装了卷扬机牵引系统、卷扬机钢绳排绳系统，卷扬机牵引系统主要包括：卷扬机、钢丝绳、锚固点、电控箱。3.41卷扬机 根据前述计算知，要求卷扬机的总牵引大于 156 Kn，每套滑模一般采用两台同规格的慢速5t卷扬机，通过一对动滑轮，总牵引力可达200Kn，完全满足要求。由电控箱操控的两台卷扬机，可同时或独立地进行正反向的运转，以保证滑模的均衡滑升。3.4.2地锚牵引钢丝绳采用台架锚点固定，已经计算确定。3.4.3电控箱 电控箱的功能：操作两台卷扬机联动、单独动作、正反向运转，考虑电控箱布置在牵引台架上方便操控。3.4.4滑模行走装置为便于滑模快速就位在滑模两边各设置 1组行走轮装置（每组2个行走胶面轮），当滑模完成一仓位浇筑时，行走轮装置通过铰接翻转，轮子接触地面，使用千斤顶将滑模主体顶离坝面（下放时模板底面要高于侧模），行走轮装置又通过调整丝杆和锁紧销将滑模与行走轮固定可以在坝面行走，卷扬机反向转动，滑模通过行走轮滑至坝底。3.5砼入仓布料系统（工地准备） 从坝顶到滑模体前缘砼输送采用斜溜槽输送，溜槽应分段系在钢筋网上,以保证安全。为了装拆方便和适应摆动散料，溜槽要有一定的刚度，节与节之间用挂钩连接。每套滑模布置 2条溜槽。滑模砼入仓布料系统见上图 2所示。3.6辅助系统（选配） 滑模施工辅助系统及钢筋和材料的运输系统由一台运料小车和一套坝顶横向牵引架组成。见图4.滑模施工BB断面布置图，图5.滑模施工CC断面布置图，图6.滑模施工侧模布置（D放大）图。图4.滑模施工BB断面布置图 / 图5.滑模施工CC断面布置图图6.滑模施工侧模布置（D放大）图4.滑模施工4.1施工工艺流程框图4.2施工操作程序4.2.1滑模的拼装和就位在待浇筑块的仓号顶部，先行安装坝顶横向牵引架，搭设一个临时拼装滑模的平台，进行滑模的拼装，将三节滑模用螺栓连接成一体，待侧模安装调整完成并通过测量验收后，吊装滑模到滑模的起始位置，安装牵引钢绳，安装行走装置，安装抹面平台，利用安全防护装置临时固定住滑模，防止下滑和移位。 4.2.2卷扬机的固定，牵引绳和导向滑轮的安装，溜槽的铺设滑模就位的同时，进行卷扬机的吊装就位，将卷扬机固定在横向牵引架平台上，然后，进行牵引绳和导向滑轮安装，先将卷扬机牵引绳穿过牵引架顶端的排绳器的定滑轮到滑模牵引点的动滑轮处，钢绳穿过动滑轮绕回牵引架的锚固点固定，牵引动滑轮与滑模前端的吊环要连接起来。滑升机构安装调试完成后，在下放滑模到砼浇筑点之前，应进行一到二次短距离的试滑，检验系统有无问题，并确定上下统一指挥的方式。一切滑模下放的准备工作就绪后将滑模缓慢地下放到位，同时，进行砼入仓溜槽的铺设，溜槽直接铺在钢筋网上。滑模行走见图 7、图8所示。图7.滑模施工下放图图8.EE剖视图4.2.3 抹面平台及塑料薄膜支架的安装 在砼浇筑之前，应安装好抹面平台及防雨棚架。4.2.4 侧模的安装在铜止水片安装完成后，进行侧模的安装，模板面与止水片中心对齐，支架用打入垫层的插筋固定。侧模顶部为滑模的轨道，要与面板的设计线一致，误差应符合规范要求。4.2.5 砼浇筑砼浇筑应严格遵守分层摊铺和振捣的原则，每层的摊铺厚度为25cm30cm（斜长约 40cm左右），按照滑模的设计宽度，可满足三次铺料的要求。溜槽的卸料端口与滑模上口应保持一定的距离，最少不小于1m。 仓面砼振捣宜选用直径不大于 50cm的插入式振捣器，34台，振捣器应垂直插入砼内进行振捣。4.2.6 滑模的滑升根据以往技术参数，滑模的首次滑升是在第四层砼平仓振捣完成之后进行，即第一层砼在滑模内停留的时间，不应超过 3个小时。因此，要求砼的入仓强度的下限为每小时一层（25cm30cm）。按照 88cm的面板厚度计算，砼小时入仓强度至少应达到 7m 3/小时。按照砼初凝时间的上限 2.5小时（150分钟）和气温条件，脱模时间在 2小时左右，浇筑一层砼的速度可拟定为 40分钟，滑模的滑升速度可达到每小时75cm100cm。白天气温较高，砼的入仓强度可以加大，缩短到2030分钟浇筑一层，这样，滑升速度可以达到为每小时1m1.5m，砼小时入仓强度为15m3/小时。为减少摩阻力，保证滑模滑行平稳，滑升前应铲平模板前沿堆积的砼，每隔1015分钟小距离滑升一次。4.2.7表层砼的修整和养护滑模滑升后，工人可以在抹面平台上，对脱模的砼表面进行修整、抹面、压光。然后，立即覆盖塑料薄膜，以防止表面水份迅速蒸发而产生干缩裂缝，同时可以防晒、防雨。4.3注意事项4.3.1 滑模的移位和修整滑模在完成一个仓号的连续浇筑后，先滑空2m。将模板与可靠的固定、分解。使用现场大型吊装设备将牵引架和滑模吊运设备运至下一仓号组装。 滑模移位、存放时，在面板下垫木板或方木，避免损坏面板。4.3.2砼的摊铺和振捣砼必须水平摊铺，铺层厚度严格控制，不允许厚薄不均、高低不平，否则影响滑升速度。几台振捣器不宜同时振捣，以避免产生滑模的共振，使刚刚脱模的砼产生变形。严禁振捣器顺钢筋网插入滑模下部，导致砼从滑模尾部挤出难以处理而造成质量事故。4.3.3脱模时间的控制根据面板滑模特点及以往施工经验，砼初凝前可以脱模，有利于砼表面的修整、抹面和压光，同时避免砼在模板内停留时间过长，因粘结力过大，而造成砼表面被拉裂。由于混凝土的塌落度为7cm12cm，白天和晚上气温的差异，混凝土配合比和外加剂的特性等因素，脱模时间需要在实践中进行摸索，灵活掌握。4.3.4停滑的紧急措施由于停电、暴风雨、卷扬机故障等特殊原因导致砼停止浇筑，除了按照施工规范对已经入仓的砼进行处理外，还必须设法将滑模按照脱模时间的要求继续滑升，直至滑模完全脱空（可用 20T的导链滑升模板至完全脱模位置处）。5.滑模机具数量及重量序号 名称 数量 单重 重量 备注1. 滑模（包括抹面平台）1套 10t2. 坝顶横向牵引架 3套 6.5t 19.5t3. 侧模（1.5m*0.4m） 220块 0.042t 9.24t 4. 侧模调节丝杆 440件 0.003t 1.32t5. 运料小车 1套 2t 6. 卷扬机5t慢速 3套 每台容绳250m。结构件重量：40.06t注：工地备用510t倒链葫芦，16t螺旋千斤顶，卸扣等工具，另列表。18