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大跨度斜管段倒虹吸混凝土入倉施工工法

發(fā)布時間:2020-05-25 14:02:35

一、前言

    大型渠道工程在穿越小型河道時,多采用倒虹吸。大跨度的倒虹吸砼量較大,單節(jié)管身砼量大多在1000m3以上,由于受地形限制,砼澆筑入倉難度較大,傳統(tǒng)的吊車帶吊罐入倉速度較慢,澆筑時間長,對工期影響較大。穿河建筑物又有度汛要求,只能在非汛期施工,對工期的要求比較嚴(yán)格。而斜管段管身砼澆筑困難更大,采用吊車不易站位,砼運(yùn)輸和入倉均較為困難。

我公司在倒虹吸施工中,采用卷揚(yáng)機(jī)牽引三角小車帶動門式布料皮帶機(jī)進(jìn)行砼布料澆筑斜管段砼這一工法,有效解決了斜管段砼入倉速度,在一個非汛期內(nèi)完成大型倒虹吸管身段砼澆筑,具有顯著的工期和經(jīng)濟(jì)效益。

二、工法特點(diǎn)

2.1 采用大跨度門式布料皮帶機(jī)加裝活動卸料小車,對倉面進(jìn)行布料。

2.2采用卷揚(yáng)機(jī)拉動三角小車與門式布料皮帶機(jī)在坡道上行走,無死角控制全倉面砼澆筑。

2.3將門式布料皮帶機(jī)與三角小車?yán)苍谝黄穑黾娱T式布料皮帶機(jī)在斜坡上的穩(wěn)固性,方便門式布料皮帶機(jī)在水平管身段運(yùn)行,保證了門式布料皮帶機(jī)安全工作。

三、適用范圍

    本工法適用于構(gòu)筑物工期要求緊、倒虹吸跨度大、斜管段長的大型渠道跨河倒虹吸斜管段砼施工。

四、工法原理及關(guān)鍵技術(shù)

    在龍門架上安裝皮帶機(jī),混凝土熟料自砼罐車下到皮帶機(jī)上,經(jīng)布料小車刮料下至串筒中入倉。分料小車采用三層活動隔板,隔板下連700mm長多組平滾托板,以減少漏漿。水平段門式布料皮帶機(jī)在軌道上水平行走下料,斜管段上門式布料皮帶機(jī)行走至三角小車上并加以捆綁固定,采用卷揚(yáng)機(jī)拉動三角小車使門式布料皮帶機(jī)能全面覆蓋全部斜管段,達(dá)到無死角下料。

    本工法的關(guān)鍵在于卷揚(yáng)機(jī)拉動三角小車的行走,行走動力采用低速渦桿式卷揚(yáng)機(jī),一臺4輪滑車,一臺5輪滑車,走十道鋼絲繩,使布料皮帶機(jī)在斜坡上安全工作。

五、工藝流程及施工要點(diǎn)

5.1施工工藝流程

5.2施工要點(diǎn)

5.2.1施工準(zhǔn)備

(1)熟悉施工圖紙,確定砼澆筑方案;

(2)拌和站準(zhǔn)備;

(3)倉面驗收;

(4)培訓(xùn)卷揚(yáng)機(jī)操作人員,確定運(yùn)行信號;

(5)準(zhǔn)備施工人員和設(shè)備。

5.2.2斜管段布料皮帶機(jī)試運(yùn)行;

(1)小車空載試運(yùn)行

軌道、卷揚(yáng)機(jī)和三角小車安裝完成后,先進(jìn)行單側(cè)空載試運(yùn)行,調(diào)整鋼絲繩長度,測試卷桶容繩量,三角小車在斜坡道上上下運(yùn)行三次,確保單機(jī)運(yùn)行正常。

(2)布料皮帶機(jī)捆綁到小車上后整體試運(yùn)行

兩側(cè)的三角小車在斜坡上試運(yùn)行后,將門式布料皮帶機(jī)開至三角小車上,采用鋼絲繩和法蘭螺絲捆綁固定,然后開動卷揚(yáng)機(jī),使門式布料皮帶機(jī)和三角小車同時在軌道上上下行走,觀察布料皮帶機(jī)的運(yùn)行狀況,沒有異常情況方可正式進(jìn)行砼布料作業(yè)。

5.2.3砼布料作業(yè)

斜管段砼布料一般自最低處向高處進(jìn)行。

(1)將布料機(jī)運(yùn)行至所澆筑斜管段最低處倉面正上方,根據(jù)所澆筑倉面的高度安裝下料導(dǎo)管。

(2)開動皮帶機(jī),并在皮帶機(jī)上灑水濕潤。

(3)砼運(yùn)輸罐車就位,與皮帶機(jī)進(jìn)料口對接。若布料皮帶機(jī)上升位置較高,則在布料皮帶機(jī)進(jìn)料口處設(shè)置移動小皮帶機(jī)。斜管段混凝土由混凝土攪拌車把混凝土卸至移動小皮帶機(jī),由小皮帶機(jī)輸送到布料機(jī)上入倉。

布料皮帶機(jī)入倉示意圖如下所示:

(4)打開罐車放料開關(guān),放砼熟料到皮帶機(jī),經(jīng)下料小車送到串筒入倉。

(5)平倉振搗。

(6)根據(jù)既定的砼入倉鋪料方案,一個澆筑層完成后,操作卷揚(yáng)機(jī)拉動布料皮帶機(jī)向上或向下運(yùn)行,到達(dá)下一個澆筑層繼續(xù)下料。

(7)澆筑結(jié)束后將布料機(jī)停至斜管段最低處,準(zhǔn)備下一個澆筑循環(huán)。

5.2.4關(guān)鍵問題處理

(1)采用慢速卷揚(yáng)機(jī)

采用JM5慢速卷揚(yáng)機(jī),其額定拉力50kN,卷筒直徑410mm,卷筒寬度840mm,平均繩速8m/min,容繩量250m,功率11kW。

(2)走十鋼絲繩

門式布料皮帶機(jī)加小車共重50T,斜管段坡度在1:5~1:6之間,水平分力為10噸,采用一臺四輪滑車和一臺五輪滑車,走十道鋼絲繩,減小卷揚(yáng)機(jī)拉力和門式布料皮帶機(jī)的行走速度。

采用走十鋼絲繩門式布料機(jī)的行走速度為0.8m/min。

(3)在軌道上按20cm的間距進(jìn)行標(biāo)識,在三角小車上下運(yùn)行時根據(jù)標(biāo)識確定其是否同步,當(dāng)有偏差時對操作人員發(fā)出指令對三角小車進(jìn)行調(diào)整,保證門式布料皮帶機(jī)兩端支腿在同一高程。

5.2.5勞動力組織

    布料機(jī)運(yùn)行作業(yè)勞動組織

    序號 工種 人數(shù) 備注

1 機(jī)長 1 指揮調(diào)度

2 卷揚(yáng)機(jī)操作手 2 卷揚(yáng)機(jī)操作

3 巡查員 2 巡查三角小車運(yùn)行狀況

4 皮帶機(jī)工 2 操作皮帶機(jī)運(yùn)行、下料

5 砼工 8 下料、振搗、收面、養(yǎng)護(hù)

六、材料與設(shè)備

    施工機(jī)械配備表

    序號 機(jī)械名稱 規(guī)格型號 數(shù)量

1 自行式門式布料皮帶機(jī) 皮帶寬800mm 1臺

2 三角小車  4臺

3 卷揚(yáng)機(jī) JM5 4臺

4 移動式皮帶機(jī) 15米長 1臺

5 砼拌和站 HZ75 1套

6 砼罐車 9m3 3臺

7 滑車 四輪 2臺

8 滑車 五輪 2臺

七、質(zhì)量控制

    混凝土澆筑除執(zhí)行《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范》及有關(guān)設(shè)計文件外,還應(yīng)做好以下幾點(diǎn)要求:

7.1皮帶機(jī)使用前先灑水濕潤,并先灑砂漿試運(yùn)行。

7.2皮帶機(jī)上卸料小車采用橡皮作為刮料板,刮料板設(shè)置三道,減少漏漿量。

7.3采用下料串筒,串筒出料口不得高于倉面2米,下料時來回移動出料位置,使混凝土入倉均勻,避免離析現(xiàn)象。

八、安全措施

8.1四門滑車和五門滑車在使用前加油潤滑,減少磨擦阻力。

8.2串筒采用鋼絲繩捆挷防串筒脫落。

8.3卷揚(yáng)機(jī)地錨采用長3米的?500mm鋼管,可承受拉力20T以上。

8.4鋼絲繩經(jīng)常涂油保養(yǎng)。

8.5門式布料皮帶機(jī)在上下運(yùn)行期門設(shè)專人對三角小車觀察,發(fā)現(xiàn)異常情況時吹哨示警,立即停止設(shè)備運(yùn)行。

8.6經(jīng)常檢查皮帶運(yùn)行情況,發(fā)現(xiàn)皮帶走偏及時調(diào)整。

8.7定期檢查電氣系統(tǒng),防漏電,防電氣故障。

8.8安裝接地和避雷裝置。

九、環(huán)保措施

9.1成立由項目部分管副經(jīng)理任組長,由工程技術(shù)科、安全科、計劃管理科、物資機(jī)械科等部門組成的環(huán)境保護(hù)工作小組。分解環(huán)境保護(hù)控制目標(biāo),從安裝到生產(chǎn),建立橫向問題找部門、找作業(yè)隊,縱向問題找個人的環(huán)境保護(hù)網(wǎng)絡(luò),進(jìn)而實現(xiàn)環(huán)境保護(hù)的總體目標(biāo)。

9.2在施工現(xiàn)場允許的范圍內(nèi),合理布置、規(guī)范圍擋,做到標(biāo)牌清楚、齊全,各種標(biāo)識醒目,施工場地整潔文明。

9.3施工機(jī)械、車輛選擇低噪音的設(shè)備,采用新的降噪聲凈化尾氣排放工藝,以減少廢氣造成污染。

9.4每倉砼澆筑完畢后對布料皮帶機(jī)進(jìn)行清理,清理出的棄渣按工程建設(shè)指定的地點(diǎn)堆放。棄渣及其它工程材料運(yùn)輸過程中做好防散落與沿途污染措施。棄渣堆放位置、堆放高程及表面保護(hù)滿足施工規(guī)劃要求,碴場四周設(shè)置擋墻、布置排水溝,防止水土流失及開挖棄渣沖蝕河床或淤積河道。

9.5坡面開挖時應(yīng)減少開挖線以外的地區(qū)的坡面及植被破壞。在坡面開挖邊線外側(cè)挖截水溝,攔住全部或部分地表徑流,減免徑流沖刷,使之流至附近地點(diǎn)溝渠。

十、效益分析

    本工法解決了大型倒虹吸斜管段砼入倉困難的問題,加快了深基坑、大跨度倒虹吸的砼入倉速度,開拓了布料機(jī)在倒虹吸工程中砼入倉的應(yīng)用,使倒虹吸斜管段砼澆筑能順利、保證質(zhì)量地快速澆筑,大大縮短了工期,使倒虹吸工程在一個非汛期內(nèi)澆筑完洞身段成為可能,避免了汛期施工,同時也為安全度汛打下了基礎(chǔ),具有良好的工期效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

南水北調(diào)中線新鄉(xiāng)段孟墳河倒虹吸工程和小蒲河倒虹吸工程采用本工法施工,在一個非汛期完成洞身段砼澆筑,縮短了工期,比原計劃在兩個汛期內(nèi)先左岸后岸施工的工期縮短了10個月,而且連續(xù)均衡施工,避免了汛期停工。經(jīng)濟(jì)方面與采用傳統(tǒng)的吊車配合吊罐入倉相比,每立方米混凝土節(jié)約砼運(yùn)輸費(fèi)用10元,同時減少了一次分二期施工所需的施工圍堰拆除和修筑費(fèi)用,管理費(fèi)用也因工期提前而減少。

十一、施工實例

11.1小蒲河倒虹吸斜管段砼施工

    小蒲河渠道倒虹吸工程屬南水北調(diào)輝縣段河渠交叉建筑物,建筑物總長271m,由進(jìn)口漸變段、進(jìn)口檢修閘、管身段、出口控制閘和出口漸變段組成,其中管身段由進(jìn)口斜管段、水平管段和出口斜管段組成,進(jìn)口斜管段坡率為1:5,出口斜管段坡率為1:6,水平管身長72m,斜管段長68m。管身橫向為4孔箱形鋼筋砼結(jié)構(gòu),每2孔一聯(lián),為左右對稱的箱形鋼筋砼結(jié)構(gòu),單孔孔徑為6.5m?6.5m(寬×高),總跨度為32.4m。

    倒虹吸河堤下管身邊墻厚度采用1.2m,中墻厚1.0m,頂板厚1.3m,底板厚1.3m;河床下管身邊墻厚度采用1.1m,中墻厚1.0m,頂板厚1.2m,底板厚1.2m。

    該倒虹吸洞身段施工時間為2009年10月至2010年4月,歷時6個月,澆筑砼18900m3,平均月澆筑量3150m3。砼澆筑質(zhì)量評定為優(yōu)良。

11.2孟墳河倒虹吸斜管段砼施工

    孟墳河渠道倒虹吸工程屬南水北調(diào)輝縣段河渠交叉建筑物,由進(jìn)口連接段、進(jìn)口漸變段、進(jìn)口檢修閘、倒虹管身段、出口節(jié)制閘和出口漸變段組成。

    倒虹吸管身段,管身水平投影長165m。包括進(jìn)、出口斜管段和水平段三部分,其中進(jìn)、出口斜管段長分別為52.64m和61.259m(水平投影長),管身進(jìn)、出口段斜坡坡率為1:4.9;管身水平段長51.101m。倒虹吸管身橫向共4孔,分為兩聯(lián),一聯(lián)2孔。采用箱形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),單孔過水?dāng)嗝?.5m×6.5m(寬×高)??偪缍葹?3.02m。

    倒虹吸河堤下管身邊墻厚度采用1.2m,中墻厚1.1m,頂板厚1.4m,底板厚1.4m;河床下管身邊墻厚度采用1.2m,中墻厚1.1m,頂板厚1.45m,底板厚1.45m。

    該倒虹吸洞身段施工時間為2009年9月至2010年4月,歷時7個月,澆筑砼24732m3,平均月澆筑量3533m3。砼澆筑質(zhì)量評定為優(yōu)良。

    砼入倉、施工準(zhǔn)備、布料機(jī)就位、止水、伸縮縫、埋件安裝、倉位驗收、布料機(jī)爬升或下降、平倉振搗、收面養(yǎng)護(hù)、鋼筋制安、模板安裝