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文檔簡介
1、水下混凝土施工工法完成單位中國葛洲壩集團第二工程主要完成人余炳福劉江平陳光用魏義民黃先梁刖百2、工法特點3、適用范圍4、工藝原理5、施工工藝流程及操作要點3.6、材料與設備錯誤!未定義書簽.7、質量限制118、平安舉措139、環(huán)保舉措1410、效益分析錯誤!未定義書簽.11、應用實例錯誤!未定義書簽.水下混凝土施工工法中國葛洲壩集團第二工程余炳福劉江平 陳光國 魏義民黃先梁將拌制的高流態(tài)混凝土用工程的手段送入水下預定部位成型和硬化, 這一過 程稱為水下混凝土施工.這是一種在修建圍堰難度較大或不可行的情況下,采用 的一種施工方法.山西天橋水電站是黃河上最后一座險壩,除險加固工程包括新增混凝土建筑
2、 物:新增2孔泄洪閘及4孔排沙底孔,位于原泄洪閘右側混凝土重力壩段,緊 靠原閘,閘寬64.0m.泄洪閘單孔凈寬13.5m ,排沙底孔單孔凈寬4.5m ;新增 土壩加高:原土壩壩頂高程為 836.0m ,除險加固后的壩頂高程為 836.7m ,并 增加防浪墻、排水孔等工程.除險加固工程的工程等別為 田等,工程規(guī)模為中型. 工程緊鄰老泄水建筑物,地形地質條件極為復雜,為保證除險加固工程在干地施 工,需修建圍堰,形成施工基坑.圍堰設計時既要考慮不占壓基坑施工區(qū)域,又 要不占壓原泄水通道,通過采用水下混凝土圍堰實現(xiàn)這一目的.在實施中進行檢查、總結,并會同業(yè)主、設計、監(jiān)理共同進行評估、改良和補充.逐步形
3、成了 “水 下混凝土施工工法,以此指導后續(xù)工程施工.目前運用本工法已完成.0 0 0 0 0 0 0 0工程2、工法特點2.1 設計水上作業(yè)平臺2.2 設計水下組合大模板2.3 混凝土配合比設計2.4 水下施工流程3、適用范圍本工法適用于必須水下施工的圍堰、護岸工程.4、工藝原理水下混凝土用于修建圍堰不僅解決了占壓河道、工程量大工期緊等問題,且 與陸地常規(guī)混凝土施工相比,可預防水下根底開挖,特別是對臨近建筑物得水下 開挖施工難題.水下混凝土施工的特點主要包括以下幾個方面:1所有施工項 目根本都處于水下施工,全憑潛水員施工經(jīng)驗摸索進行, 對施工人員技能水平要 求較高.2對混凝土穩(wěn)定性要求高,水下
4、混凝土是在與環(huán)境水隔離的條件下施 工,為減少水的不利影響,保證澆筑過程不中斷,混凝土要到達有足夠的流動性、 反抗泌水性和抗別離等穩(wěn)定性.3導管法入倉技術要求高,要根據(jù)混凝土的性 能確定導管型號、導管平面布置、受料斗距離水面最低高度、首次下料方量、以 及導管提升速度等參數(shù).4混凝土質量難以全面限制,混凝土質量只能從原材 料和混凝土拌制過程限制,澆筑過程無法直觀的了解澆筑質量, 特別是對抗?jié)B要 求較高的結構.本工法依據(jù)水下混凝土施工特點結合以往水下混凝土施工經(jīng)驗,從水下混凝土施工工藝入手.較為系統(tǒng)的歸納總結了各項施工工藝的要點.5、施工工藝流程及操作要點5.1 施工工藝流程施工準備f淤泥開挖 f水
5、上操作平臺搭設 f組合大模板制作安裝一基巖面清理水下錨桿、插筋施工-導管配置f混凝土澆筑5.2 施工準備5.2.1 根據(jù)設計施工圖以及現(xiàn)場地形的實際情況,布設施工限制點.水上控制點位采用浮標做標記,并將相應的點或線延伸引致陸路. 施工準備階段限制點 主要用于限制開挖范圍,組合模板安裝時應從新測放,采用邊定位邊校核的方法.5.3 淤泥開挖5.3.1 淤泥開挖分水上局部開挖和水下局部開挖.水上局部開挖直接采用反鏟配合自卸汽車,并完成水面以下 3.0m局部的開挖.水下局部開挖采用 1艘 1m 3的抓揚式挖泥船,2艘30m 3開底駁,并配備交通艇1艘,按從中間向兩邊 開挖順序施工.開挖后的淤泥用 60
6、m 3的開底船運到指定棄渣地點.5.3.2 淤泥開挖施工要點黃河河水含沙率大,流速快,在庫區(qū)內形成回流逐漸沉淀形成較厚的淤積層. 水下局部為淤泥,并具有一定的粘性,且隨著淤積深度的增大,含水量逐漸減小, 粘性逐漸增大.水上局部為沙壤土,土質顆粒均勻,具有一定的強度,但遇水即 軟化.水下局部開淤泥開挖范圍距離結構線應不小于2.0m,預防結構部位開挖完成,周邊淤泥重新淤積.水上局部開挖形成穩(wěn)定邊坡,預防施工過程發(fā)生垮塌 現(xiàn)象.水下局部淤泥開挖可依據(jù)出采砂船沙鏈斗的出沙情況,判斷是否開挖至基巖面,當鏈斗內出渣為泥漿,那么未開挖至基巖面;當鏈斗內出渣為渾水,那么說明 開挖至基巖面.5.4 水上操作平臺
7、搭設5.4.1 采用6只浮箱6X3X1.5m拼裝成長12m寬10m 內凈4m的澆筑 船,澆筑船上布置一只1.5m 3的集料斗和6根鋼導管,導管的作用半徑是3.5m, 因此,重力式墩橫向斷面寬8m布置二根導管,縱向斷面長12m 布置3 根,間距4m ,平臺的搭設通過計算確定材料,保證有足夠的強度和剛度.兩條 澆筑平臺在施工時可以交叉使用.5.4.2 水上操作平臺施工要點1水上操作平臺必須四周設平安防護欄.2水上施工人員勞保著裝整潔,必須穿戴救生衣,并在現(xiàn)場配備一定數(shù)量 的救生圈,做好防凍、防滑工作.3操作平臺上的材料、機具必須有可靠的防護,預防材料、設備因防護不充分在操作平臺承載或卸載過程上下浮
8、動造成損失.同時機具設備起吊必須專人指揮,并通知平臺上的操作人員站穩(wěn)扶好.5.5 組合大模板吊裝5.5.1 根據(jù)倉面尺寸,在加工場采用鋼板和型鋼加工可拆卸的組合式模板. 模板運至現(xiàn)場后,在陸地上用螺栓連接.模板間設置穿拉條,采用 06圓鋼按 70cm X70cm的間排距,呈梅花形布置,增強模板的整體穩(wěn)定性.模板拼裝完成用25T汽車吊將組合大模板轉到水上操作平臺,并在模板四周設置定位纜繩, 再由浮吊安裝就位.經(jīng)測量驗收校核,模板滿足設計要求后,在組合模板底部打定位樁,焊接牢固.模板底部的間隙采用木板及沙袋等進行封堵.5.5.2 組合模板施工要點1.1 工組合模板的鋼板、型材的質量必須滿足相關標準
9、要求.1.2 格根據(jù)模板設計圖進行加工制作,構建之間焊接包滿,母材沒有受損.1.3 合模板吊裝必須由專人指揮,5.6 基巖面清理5.6.1 由潛水員配高壓水槍,入倉沖刷擾動局部采砂船無法完全開挖完的淤 泥,清淤管虹吸管吸渣并送至倉外下游.5.6.2 基巖面清理施工要點淤泥受到開挖擾動影響,局部淤泥被重新“溶解,細顆粒懸浮于水中形成 泥漿.當周圍擾動停止后局部顆粒重新沉淀聚集,形成“泥漿層,剛形成的“泥漿層不具有粘性.基巖面清理主要針對“泥漿層,根據(jù)“泥漿層特性采用“固定區(qū)域內抽 換法.即組合大模板根據(jù)設計的倉位尺寸安裝完成形成一定施工區(qū)域,再由潛 水員配高壓水槍入倉沖洗擾動“泥漿層,同時翻開操
10、作平臺上的泥漿泵,將倉 內的渾水抽至倉位下游.大模板阻隔倉外的淤泥涌入,新的補給水進一步“稀釋 倉內泥漿,進而到達倉內基巖面清理.5.7 水下錨桿施工5.7.1 水下錨桿施工:錨桿主要作用增大混凝土與根底的結合力以及用于焊 接拉條加固模板.采用 HPR20294型的液壓動力鉆鉆孔,鉆孔直徑為 45mm ,成孔后采用高壓水槍進行清孔,并檢查孔深、孔內清理是否滿足施工要求,然后在安放錨固劑、插桿的工藝施工.5.7.2 錨桿施工要求1鉆孔孔位偏差不大于10cm ,孔軸線應沿結合面法線方向,偏斜偏差小 于5° ,孔徑5cm ,孔深應符合設計要求,允許偏差應不大于5cm.2錨固劑采用藥卷式水下
11、錨固劑,進場后進行抽樣檢查,檢驗合格前方能 進行使用.5.8 導管配置5.8.1 水下混凝土屬于特種混凝土,采用導管法將拌制合格的混凝土送人水 下預訂部位成型硬化.整個混凝土澆筑過程無法振搗,主要依靠下料導管內混凝 土的自重壓力自行密實.因此導管的密封性良好與否、導管長短配置在其提升拆 卸過程難易情況等,都影響混凝土澆筑.導管選用 250mm鋼管,導管之間采 用套接,增強導管的密封性.導管長度選用 2.0m和0.5m兩種規(guī)格,最低部選 用2.0m的長導管,在接兩節(jié)0.5m短導管,然后長短間隔布置接出倉外.導管 底部距離基巖面不大于0.5m 0根據(jù)倉面的大小不設導管套數(shù),導管的間距不大于4.0m
12、 ,且導管距離結構邊線不小于1.5m o5.8.2 導管配置施工要點1導管管徑與澆筑強度和骨料最大粒徑有關,導管直徑應不小于骨料最大 粒徑的4倍.2導管的平面布置與混凝土的擴散半徑有關,一套導管的限制面積不宜超 過30m 2,并且在澆筑塊最低部位不設專門的下料管.3導管安裝前應進行壓水檢驗,水壓力應大于滿管混凝土是的最大壓力,且管身與接頭不得漏水.4導管各節(jié)通過法蘭盤用螺栓連接,螺栓練接要可靠,隨混凝土澆筑上升 在導管逐節(jié)撤除.5.9 混凝土澆筑5.9.1 混凝土采用6m 3攪拌車配IPF-85B2型混凝土泵機送人收料斗,由受 收料斗經(jīng)下料導管入倉.根據(jù)水下混凝土的特性,澆筑過程應盡量減少甚至
13、預防混凝土直接與水接觸,影響混凝土質量.因此首批入倉的混凝土量必須保證導管底部具有一定的埋深,保證后續(xù)入倉混凝土是通過擠壓的方式連續(xù)不斷的抬升先澆筑混凝土面,避免與水接觸,同時到達擠壓密實混凝土.導管的埋深根據(jù)導管間距與混凝土擴散 坡率碎試驗確定的乘積來確定.再根據(jù)混凝土擴散范圍和埋深確定首批入倉 的混凝土量.水下混凝土是靠下料導管內外的壓力差來到達密實效果,同時保證混凝土下料通暢,不出現(xiàn)堵管現(xiàn)象,通過限制下料導管距水面的最小高度來限制.根據(jù)公式:Ha=P- RC-RW XHac/Rc式中:P導管底部的最小超壓力取 7.5T/m 2.Rc水下混凝土的容重取 2.4T/m 3.Rw水的容重取 1
14、T/m 3.Hac 水面至己澆筑混凝土面的高度,取最小值0m.那么下料導管距離水面的最小高度為3.0m受料斗導管浮箱對穿拉條組合鋼模板水下錨桿可調斜撐水下混凝土立模澆筑示意圖固定支撐5.9.2 混凝土施工要點1混凝土開始澆筑時,為預防堵管,先用水泥砂漿潤滑泵管.水泥砂漿用 量根據(jù)輸送泵管長度確定.2混凝土澆筑應連續(xù),假設澆筑間隙時間過長或澆筑過稱導管脫空導致停倉, 均應按施工縫處理.3根據(jù)混凝土生產系統(tǒng)的供給水平進行倉面劃分,同時澆筑量限制在白班時段能完成.單層倉位應跳倉施工,減少組合模板的安裝工程量,相鄰層倉位必須進行錯縫,錯縫長度不小于1.5m.水平和垂直施工縫上應設置過縫插筋,過 縫插筋
15、設計參數(shù)為201500呈梅花型布置.4施工過程派專人進行下料指揮,在保證混凝土澆筑連續(xù)性的條件下,根 據(jù)實際澆筑方量和導管提升、拆卸長度限制導管埋深;各個導管應輪流下料,確保混凝土面均勻上升,預防出現(xiàn)覆蓋產生堰體空洞.5收倉階段由于隨混凝土澆筑面的上升,導管內外的壓力也隨之減少,下 料難度增大,為到達預定的澆筑高程,預防產生欠澆、高差過大等缺陷,采用加 大入倉混凝土的坍落度、經(jīng)?;顒酉铝蠈Ч芤约案挠密浌芟铝系确绞?6混凝土澆筑過程必須嚴格限制混凝土的質量,受原材料、配料、攪拌及 施工組織等各方面的原因,混凝土的和易性難免受到影響,采用和易性較好、坍落度損失較小的配合比,入倉的混凝土坍落度不小于
16、18cm o7混凝土凝固后要鑿除與水接觸部位強度不滿足要求局部.6、材料與設備6.1 混凝土主要施工材料水泥:選用滿足?通用硅酸鹽水泥? GB175-2007標準的P.C32.5水泥.粉煤灰:選用滿足?用于水泥和混凝土中的粉煤灰?GB/T1596-2005 標準 的II級粉煤灰.砂:采用滿足?建筑用砂? GB/T14684-2001 標準中II類砂的要求的天然 砂.天然砂.骨料:采用人工骨料,質量標準滿足?建筑用卵石、碎石?GB/T14685-2001 標準中I類碎石的品質要求.外加劑:外加劑品質應符合?混凝土外加劑?(GB8076-1997 )要求,不同 品種外加劑應分別儲存,在運輸與儲存中
17、不得相互混裝,以預防交叉污染6.2 施工主要機具見表6-1 .表6-1主要機具設備表廳P設備名稱型號單位數(shù)量備注1水下測儀叁12潛水裝具TF-12叁4輕裝、重裝3空壓機0.9叁3潛水專用4直流焊機500A25水下割焊矩SWH- n叁26高壓水泵1.0MPa27浮舶6X3 X1.5208泥漿泵59電焊機300A310經(jīng)緯儀J2211水準儀DSC240112運輸車10Ti 113泵車IPF-85B2i 1每小時60m314碎運輸車6m31127、質量限制7.1 質量限制標準7.1.1 所有老混凝土面碳化層應全部鑿除.新增鍵槽位置、結構尺寸、鍵槽長短邊方向和間距滿足設計要求.7.1.2 碳化層鑿除應
18、在鑿除面按2mx2m的網(wǎng)格設置,預留面積約為25m 2 的檢驗墩檢測鑿毛深度,經(jīng)驗收合格后應鑿除檢驗墩.7.1.3 碳化層鑿除應重點檢查碳化層是否去除、鑿除深度是否滿足最小值要求.質量檢查標準按表7.1.3執(zhí)行.表7.1.3碳化層鑿除質量檢查標準表序號工程質 量 標準備注1碳化層全部去除2鑿除深度所有結合面最小鑿除厚度小小于20mm混凝土外表無破碎及松動骨料和混凝土塊、殘硝及污物7.1.4 新增鍵槽應重點檢查鍵槽位置、尺寸,鍵槽外表質量.新增鍵槽質量檢查標準見表7.1.4表7.1.4新增鍵槽質量檢查標準表序號工程質 量 標準備注1鍵槽尺寸滿足設計文件要求,輪廓誤差小超過±30mm .
19、2鍵槽表向無機械或爆破裂隙,無殘留切口或鉆孔,無破碎及松動骨料及混凝土塊7.1.5 止?jié){片型式、尺寸應符合施工圖紙要求,其拉伸強度、斷裂伸長率及抗老化性能等均應符合設計要求;其拉伸試驗應按國家標準進行.7.2 質量保證舉措7.2.1 建立質量限制網(wǎng),健全質量治理體系.見下框格圖:施工作業(yè)層專兼職質檢員7.2.2 混凝土澆筑過程必須嚴格限制混凝土的質量,受原材料、配料、攪拌 及施工組織等各方面的原因,混凝土的和易性難免受到影響,采用和易性較好、 坍落度損失較小的配合比,入倉的混凝土坍落度不小于18cm o7.2.3 施工過程派專人進行下料指揮,在保證混凝土澆筑連續(xù)性的條件下, 根據(jù)實際澆筑方量和
20、導管提升、拆卸長度限制導管埋深;各個導管應輪流下料, 保證混凝土面均勻上升,預防出現(xiàn)覆蓋產生堰體空洞.7.2.4 收倉階段由于隨混凝土澆筑面的上升,導管內外的壓力也隨之減少, 下料難度增大,為到達預定的澆筑高程,預防產生欠澆、高差過大等缺陷,采用 加大入倉混凝土的坍落度、經(jīng)?;顒酉铝蠈Ч芤约案挠密浌芟铝系确绞?7.2.5 施工過程,進行嚴格的全面質量治理,質檢部門隨時對施工質量進行 檢查,杜絕質量事故的發(fā)生,保證質量目標的實現(xiàn).7.2.6 按科學化、標準化、程序化作業(yè),實行定人、定部位、定崗施工,在 崗位人員應承當崗位工作的質量責任.施工現(xiàn)場掛牌,寫明施工區(qū)域,技術負責人及行政負責人,接受全方
21、位、全過程的監(jiān)督.7.2.7 嚴格執(zhí)行質量三級自檢制度.在施工的整個過程中堅持質檢員旁站制. 在現(xiàn)場進行質量跟蹤檢查,增強對各道工序的專職檢查,嚴格把關,發(fā)現(xiàn)問題及時催促有關人員糾正.對在施工中發(fā)現(xiàn)的問題作好記錄,達不到質量要求或工藝 要求的工序不得進入到下道工序.8、平安舉措8.1 依照國家公布的平安生產法規(guī)、政策,結合生產實際,組織編制工程施 工平安生產技術舉措.8.2 認真實行標準化作業(yè),嚴格按平安操作規(guī)程進行施工,嚴肅勞動紀律, 杜絕違章指揮與違章作業(yè),保證防護設施的投入,使平安生產建立在治理科學、 技術先進、防護可靠的根底上.8.3 深化平安教育,強化平安意識.施工人員上崗前必須進行
22、平安教育和技 術培訓,牢記“平安第一的宗旨,平安員堅持持證上崗.8.4 嚴格執(zhí)行操作規(guī)程,遵守平安文明生產紀律,施工人員進入施工現(xiàn)場按 勞保規(guī)定著裝和使用平安防護用品,禁止違章作業(yè).8.5 各種交通、施工信號標志完備,供電線路暢通、架設正確.施工現(xiàn)場緊 張有序,施工工序有條不紊.8.6 施工現(xiàn)場的臨時用電嚴格根據(jù)?施工現(xiàn)場臨時用電平安技術標準?(JGJ46-2005 )的有關規(guī)定執(zhí)行.澆筑設備用電,按用電標準配置接線盤、接 線板、設置漏電保護器,雨季施工時,增強線路、設備檢測,預防漏電事故.8.7 潛水員潛水施工時,必須專人負責指揮,并備用一套潛水工具,進行應 急.上操作平臺作業(yè)人員必須穿戴救生衣,并在現(xiàn)場配備一定數(shù)量的救生圈.操作平臺四周設置欄桿,做好防凍、防滑工作.8.8 安排專職人員與電站水調中央聯(lián)系,24小時了解庫區(qū)水位及流量情況, 隨時做好2小時內全部撤離現(xiàn)場準備.
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