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钢坝闸门止水钢板高大埋件优化安装技术

一、工程概况
    苏州西京湾卜山港闸站工程位于苏州市高新区镇湖镇太湖国家湿地公园以西,包括}山港东闸站、南闸站和广场区河道整治,是西京湾生态农场水位调控工程的组成部分,工程造价为2908万元,合同工期为144日历天,要求在汛前具备下水验收条件。

    南闸站为套闸,上下闸首均采用6m钢坝闸门,侧止水采用10mm厚止水钢板,采用6.3槽钢骨架,羊块钢板面积为13.71m羊块钢板含骨架重为1.16t。东闸站为节制闸,采用16m钢坝闸门,侧止水采用10mm厚小锈钢板,采用6.3槽钢骨架,羊块钢板面积为18.05m一块钢板含骨架重为1.56t。

由于埋件整体尺寸大、重量大,安装固定较为困难。 原设计方案是止水钢板埋件全部采用二期混凝土安装, 工程土建完成后,临近汛期,建设单位要求在汛期前,完成水下验收。闸门安装是关键线路上的工作,止水钢板埋件采用原设计方案安装,将影响水下验收节点工期目标。

二、 施工控制难点分析

(1) 本工程难点之一是为保证止水效果和闸门的运行平稳,对止水钢板埋件安装的垂直度和平整度要求高,而不锈钢止水钢板单块尺寸较大,重量较重,固定困难,现场安装难度大。

(2)本工程难点之二是施工作业面小 ,止水钢板与闸墩挡墙施工交叉进行,止水钢板定位后进行临时固定,随即进行挡墙立模和混凝土浇筑,施工干扰大,存在诸多不可控因素。

(3)类似本工程高大埋件采用混凝土一期浇筑成型 ,在水利施工行业中尚无先例,施工经验少,质量要求高,因此充分考虑施工前各种工况,制定合理的施工方案尤为重要。

(4)本工程工期只有 144 日 历天 ,且要求汛前具备水下验收条件,施工质量控制难度大。

三、施工方案的选择

1、施工方案的对比分析我们参考水利施工行业钢坝闸门止水钢板埋件施工技术,并结合本工程特点,共提出 3 种实施方案,分别为传统的二期混凝土浇筑成型法、 止水钢板分块拼接分层浇筑成型法和一期混凝土浇筑成型法。 各方案比较见表 1。通过以上 3 种方案的对比分析, 我们认为方案 3 为最佳选择,即采用一期混凝土浇筑成型法。

2、施工工艺流程止水钢板埋件一期混凝土浇筑成型法施工工艺流程如图 2 所示。

 施工准备操作要点

(1)止水钢板埋件在工厂整体加工完成,按现场模板放样图和计算要求的间距进行开孔定位, 孔径与经计算选定的对拉螺栓规格相匹配,厂内验收合格后,运至施工现?。ㄍ?3)。

(2)检查分清各部件临时性编号标识 ,开孔数量 、位置和规格是否符合设计要求。

(3)复核侧止水钢板埋件设计安装位置 。测量放线操作要点测量放线是保证侧止水钢板埋件能准确吊装定位,保证安装位置和垂直度符合设计要求的关键,也是检查侧止水钢板整体稳定性的基础参照,必须事先编制测量放线方案。(1)分别测定闸室中轴线、两侧埋件安装边界和吊装控制线,并在基底中弹出墨线标识(图 4)。

(2) 根据设计图纸对侧止水钢板埋件的安装位置和尺寸要求,测放出在闸墩墙面上的上侧、左侧和右侧 3 条安装边界,并在边线交点处设置 4 个固定的控制点,用红漆做好标记,采取有效的?;ご胧?,确保在侧止水钢板埋件精确定位前,控制点不被破坏。

吊装作业操作要点止水钢板埋件单块重量约 1.5t,采用 25t 汽车吊,配合2 套 2t 手 拉葫芦进行吊装 。

(1)根据混凝土浇筑高度和止水钢板安装位置 ,在安装控制线外侧搭设施工脚手架, 脚手架立杆与止水钢板埋件水平距离为 300mm, 在距止水钢板顶部设计高程 1m 处安装手拉葫芦(图 5)。

(2) 将侧止水钢板吊放至吊装控制线与安装边线范围内后,配合手拉葫芦人工逐步将钢板调整到安装位置,底边与基底墨线重合, 整体位置符合控制边线和控制点规定的范围。

(3)埋 件吊装至控制边线附近后 ,根据设计要求 ,在侧止水钢板上骨架上焊接长 500mmΦ16@300 锚固钢筋。 锚固钢筋设置好后, 以测放好的控制边线和安装边线进行初步定位,利用 2 套手拉葫芦,将侧止水钢板埋件逐步调整到安装边线,并用小垫铁对埋件底部空隙进行支垫。经检查满足要求后,应及时设置支撑体系。

支撑体系安装操作要点止水贴面钢板埋件吊装就位后,应及时对其进行有效的支撑,防止发生侧向倾覆,重点控制倾覆初期荷载(图 6)。

(1)在侧止水钢板埋件安装区域内,利用施工脚手架横向钢管端部伸出顶住止水贴面钢板埋件, 作为止水钢板的横向临时支撑,人工逐步调整,直至钢板埋件完全与定位控制线完全重叠(2)在钢板 4 条边界附近 ,将横向脚手架钢管与钢板埋件进行点焊固定,点焊设置分布应均匀,保证钢板各个边界均有 4~6 个侧向临时支撑点。

对拉螺栓及模板安装操作要点止水钢板埋件定位及支撑体系安装完成后, 应及时进行闸墩模板工程的施工。此时,侧止水钢板埋件相当于 1 块大型的“钢模板”,安装时需要注意以下几点:

(1)模板支撑钢楞 ,在止水钢板安装区域 ,可采用 Φ48×3.5 钢 管 。 考虑木模板相对于钢板来说是柔性材料,刚度小 ,挠度大,与侧止水钢板埋件相对区域的木模板侧,采用[12槽钢支撑,以增加其刚度,防止安装和浇筑过程中,木模板变形。

(2)模板与侧止水钢板埋件的接缝处 ,必须平整 、密合 ,保证混凝土表面的平整度和混凝土的密实度。

(3)模板 、对拉螺栓 、支撑安装时 ,应注意观察 ,确??刂频悴槐黄苹?,钢板埋件不发生位移。

混凝土浇筑操作要点止水钢板埋件在混凝土浇筑时, 已成为模板工程的一部分,混凝土一次浇筑成型,这是本工艺最大的特点。

(1)浇 筑混凝土时 ,应严格控制混凝土上升速度 ,不得超过 0.5m/h。 密切观察支撑体系和钢板埋件稳定性,如发现异常情况,必须立即停止浇筑,分析原因,采取纠正措施,检查无误后方可继续施工。

(2)混 凝土浇筑过程中 ,专人负责监视支撑体系 、模板及钢板埋件的情况,不得有变形或位移。

(3)混凝土下料应缓慢 、平稳 ,减少对钢板埋件的侧向冲击荷载。 做好混凝土振捣工作,保证混凝土的浇筑质量,振捣时,振捣棒不得紧靠钢板埋件和对拉螺栓。

成型处理操作要点

(1) 拆除钢板埋件的模板支撑体系和对拉螺栓的螺丝杆后,对止水钢板埋件上的孔洞进行堆焊填补处理。堆焊以填满孔洞并超出钢板面 1mm~2mm 为宜。

(2)用角磨机和砂纸打磨堆焊超出钢板面的部分 ,直至表面平齐。

(3)对打磨好后的各孔情况进行检查 ,应密实 、光滑平整,无裂缝。 用靠尺检查钢板埋件的平整度,如发现平整度不符合要求,应重新处理(图 7)。

四、质量和安全控制要点根据本方案特点分析, 止水钢板安装质量和安全控制要点主要有以下几点:止水钢板整体稳定性控制、钢板开孔及对拉螺栓选择、过程复核检查。

止水钢板整体稳定性控制

(1)防 止侧向倾覆措施 :控制侧向倾覆的措施 ,依靠搭设的施工脚手架横杆与止水贴面钢板进行点焊, 设置一定数量的临时固定。

(2) 防 横向失稳措施 :止水钢板在吊装定位过程中 ,临时固定未做好前,可能会发生横向失稳。防止止水钢板横向倾倒,主要是在两侧安装手拉葫芦,在止水贴面钢板支撑固定完成前,由手拉葫芦控制钢板两侧高程位置和稳定性。过程复核检查垂直度是主要控制参数, 该值将直接影响止水效果和闸门运行平稳,测定值必须满足要求。 在混凝土浇筑前,必须复核垂直度,并跟踪记录,结果见表 2。

五、效益分析

(1)节材降耗 ,绿色施工 。 止水钢板埋件作为模板工程的一部分,混凝土一次浇筑成型。 简化施工工序,无需二期混凝土施工,减少二次立模和拆模工序,不需要重复搭设供混凝土浇筑用的施工脚手架,减少了设置一期埋件的耗材,可节省材料费 10%,减少人工费 15%,施工总成本 费 用可降低约 25%,达到了节水节材,降低成本,绿色施工的要求。

(2)避 免了新老混凝土结合面的处理 ,无需凿毛 ,混凝土整体性好, 混凝土浇筑质量和止水钢板埋件安装质量得到了明显的提高,整体外观形象质量好。

(3)施工工序简单 ,操作面大 ,减少了交叉干扰 ,施工作业环境得到了有效改善,降低了工人劳动作业强度,符合职业健康和安全管理要求。

(4)施工便捷 ,节省工期 。 减少了二期混凝土施工和养护环节,可缩短约 40%的施工时间。

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