堆石坝中固坡砂浆自振滑模施工技术.pdf
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1、39堆石坝中固坡砂浆自振滑模施工技术王峰/中国水利水电第十二工程局有限公司【摘要】本文以浙江省丽水市松阳县黄南水库工程面板堆石坝中固坡砂浆施工为例,介绍了自振滑模在堆石坝固坡砂浆施工中的施工工艺原理、适用范围和施工方法。【关键词】固坡砂浆自振滑模施工技术1引言面板堆石坝结构中固坡砂浆结构位于面板混凝土与坝体垫层料之间,作为坝体前期的防止冲刷结构以及后期面板混凝土的建基面,其施工质量将对大坝的整体稳定和面板混凝土的施工质量产生直接影响。固坡砂浆自振滑模施工技术结合了滑模的工艺特点和固坡砂浆结构自身薄而强度低的特点,在固坡砂浆建基面铺设侧模,在传统滑模施工工艺基础上加装振动装置,实现了“随铺随压、
2、及时成型”,提高砂浆自身强度及成型后的表观质量,降低因碾压不及时造成的缺陷处理工作量,节省了劳动力和设备投人。2工程概况黄南水库坝型为混凝土面板堆石坝,坝顶高程337.00m,坝顶宽度10.0 0 m,坝顶长度2 6 7.0 0 m,防浪墙顶高程337.50 m,坝基趾板最低高程2 40.0 0 m,相应最大坝高9 7.0 0 m,上、下游坝坡坡比均为1.:1.4。上游坡在高程332.0 0 m以上设L形直立挡墙至防浪墙顶,墙高为5.50 m。下游坡在高程334.0 0 m以上设L形直立挡墙,墙顶高程337.2 0 m,墙高为3.2 0 m。大坝坝体从上至下结构依次为混凝土面板、碾压砂浆、垫层
3、料、过渡料、主堆石区以及次堆石区。碾压砂浆厚度为8 cm,砂浆强度为M7.5,总计310 0 0 m。坝体固坡砂浆单幅施工宽度设为6 m,分为三期施工到位,每期均一次性连续施工,分别是:第一期施工范围为高程2 40.0 0 2 8 2.50 m,坝体坝前部位填筑至高程2 8 2.50 m具备施工条件后可以施工;第二期施工范围为高程2 8 2.50 30 0.0 0 m,坝体坝前部位填筑至高程300.00m具备施工条件后可以施工;第三期施工范围为高程30 0.0 0 332.0 0 m。3施工方法3.1施工工艺流程固坡砂浆施工工艺流程主要包括砂浆基础面处理、砂浆施工,具体如图1所示。不合格施工准
4、备测量放样垫层料坡面修整坡面测量验收合自振滑模设计、制作格滑模系统就位滑模导轨铺设测量二次放样坡面垫层料碾压砂浆拌和砂浆配合比设计人工辅助摊铺砂浆自振滑模压实养护图1固坡砂浆工艺流程图40土石坝工程3.2施工要点3.2.1施工准备(1)施工前现场技术质量部门全面熟悉图纸要求,及时完成碾压砂浆配合比工作,备齐碾压砂浆、垫层试验所需的各种仪器、设备。(2)碾压砂浆施工所需的斜坡碾、自振滑模等设备及时进场、报验,检查、落实施工作业人员进场情况。同时做好斜坡碾、自振滑模、砂浆拌和设备的维修与保养工作。(3)碾压砂浆施工所需的原材料砂、石均由项目部自行加工,及时按生产批次、规格检验,施工前检查水泥储量情
5、况,满足现场连续作业需求。(4)项目部提前完成测量控制桩、养护材料以及标高控制线的采购工作。3.2.2测量放样测量放线时,按照6 mX6m的网格做控制点,以$14mm螺纹钢作为控制点插人垫层料坡面,每根螺纹钢长度约6 0 cm(具体长度可按照现场实际条件予以调整)。根据设计高程通过测量在插筋上进行标记,作为削坡线控制点,初始边线在法线方向与设计线平齐,要求预留5cm的碾压沉降量。3.2.3垫层料坡面修整根据做好的标记,采用2 0 号铁丝按照6 m6m网格沿方格网控制桩钢钎挂出控制标高,方格网内采用尼龙线拉线确定表面控制高程,将高出尼龙线部位的垫层料用铁锹从上至下进行人工修整,施工过程中不得使坡
6、面钢钎移位变形。待修整完成后,再次进行坡面测量验收,对验收不合格部位进行二次修整,直至合格后方可进人下道工序。削坡后的垫层料全部堆积在趾板上,用以保护趾板,防止被意外破坏,待固坡砂浆施工结束后再清理至坝外。3.2.4坡面垫层料碾压(1)垫层料斜坡碾压施工工艺对修整完成的垫层料坡面洒水湿润,洒水呈均匀雾状,避免冲击坡面。坡面碾压采用10 t斜坡振动碾。在大面积碾压施工之前,先进行生产性试验,并对试验后的坡面及时进行检测并适当调整,确定合理的施工参数用于指导施工。碾压后的坡面与设计边线法向的偏差不允许超过5cm。对于超高5cm以上的部分需人工削除,对于不能碾压或者碾压不到的垫层料坡面通过人工抹砂浆
7、找平。垫层料坡面碾压利用改装的反铲作导向和固定装置,推土机水平牵引10 t斜坡振动碾进行施工,见图2。斜坡最大长度7 3.2 m1:1.4T-220型推土机示意趾板下游边线斜坡碾10 tPC360型挖掘机(移动地锚)坝体高程2 8 2.50 m1:1.4坝顶宽度30 m图2斜坡碾施工示意图钢丝绳选型。大坝坝面坡度为1:1.4。经受力分析,钢丝绳主要受斜坡碾沿坡度方向轴线的分力,振动碾自重为10 t。静碾时钢丝绳分力F1:F,=mgsin+mgcosaf+mu/t(1)式中m振动碾质量,取10 10 kg;g重力加速度,取9.8 1m/s;f一滚动阻力系数,在砂石混合垫层上取f=0.2;振动碾行
8、走速度,取1km/h=0.27m/s;振动碾从静止到达到0.2 7 m/s速度的起步时间,取 2 s;坡面与水平面的夹角,(),sin0.58;coS0.81。41F103.80kN.可以满足使用堆石坝中固坡砂浆自振滑模施工技术F,=10X103X9.81X0.58+10X103X9.81X0.81X0.2+10X103X0.27/2=74.14X10N=74.14(kN)。考虑振动时对牵引力的影响,F=1.4XF1,1.4为振动影响系数。斜坡碾压最大需要牵引力F=1.474.14kN=103.80(kN)。查人民交通出版社出版的路桥施工计算手册得相关数据:1)选用D36.5mm,6 X 37
9、 S+FC 型钢丝绳:A=503.64mm=5.0364cm;拉=1550 MPa=15500kg/cm,安全载重系数取6,不均匀受力系数取0.8 5。2)Sb 破=o拉XA=15500X5.0364=78064.2(k g);F较=Sb破XgX0.85/6=78064.2kgX10N/kgX0.85/6=110.59(kN);校要求。3)牵引推土机参数、移动地锚、滑轮组联结方法。推土机技术参数为T2 2 0 型推土机,额定牵引力为2 0 2 kN。推土机牵引力2 0.2 t,斜坡碾压最大需要牵引力需11.2t,安全系数K=20.2/11.2=1.80。采用定向滑轮的方案,15t滑轮一套。采用
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