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技術成果

大跨度斜管段倒虹吸混凝土入倉施工工法

信息來源:   作者:   點擊數:4954  更新時間:2016-12-23

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格。而斜管段管身砼澆筑困難更大,采用吊車不易站位,砼運輸和入倉均較為困難。
我公司在倒虹吸施工中,采用卷揚機牽引三角小車帶動門式布料皮帶機進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,在一個非汛期內完成大型倒虹吸管身段砼澆筑,具有顯著的工期和經濟效益。
二、工法特點
2.1 采用大跨度門式布料皮帶機加裝活動卸料小車,對倉面進行布料。
2.2采用卷揚機拉動三角小車與門式布料皮帶機在坡道上行走,無死角控制全倉面砼澆筑。
2.3將門式布料皮帶機與三角小車捆挷在一起,增加門式布料皮帶機在斜坡上的穩固性,方便門式布料皮帶機在水平管身段運行,保證了門式布料皮帶機安全工作。
三、適用范圍
本工法適用于構筑物工期要求緊、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、工法原理及關鍵技術
在龍門架上安裝皮帶機,混凝土熟料自砼罐車下到皮帶機上,經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在軌道上水平行走下料,斜管段上門式布料皮帶機行走至三角小車上并加以捆綁固定,采用卷揚機拉動三角小車使門式布料皮帶機能全面覆蓋全部斜管段,達到無死角下料。
本工法的關鍵在于卷揚機拉動三角小車的行走,行走動力采用低速渦桿式卷揚機,一臺4輪滑車,一臺5輪滑車,走十道鋼絲繩,使布料皮帶機在斜坡上安全工作。
五、工藝流程及施工要點
5.1施工工藝流程

5.2施工要點
5.2.1施工準備
(1)熟悉施工圖紙,確定砼澆筑方案;
(2)拌和站準備;
(3)倉面驗收;
(4)培訓卷揚機操作人員,確定運行信號;
(5)準備施工人員和設備。
5.2.2斜管段布料皮帶機試運行;
(1)小車空載試運行
軌道、卷揚機和三角小車安裝完成后,先進行單側空載試運行,調整鋼絲繩長度,測試卷桶容繩量,三角小車在斜坡道上上下運行三次,確保單機運行正常。
(2)布料皮帶機捆綁到小車上后整體試運行
兩側的三角小車在斜坡上試運行后,將門式布料皮帶機開至三角小車上,采用鋼絲繩和法蘭螺絲捆綁固定,然后開動卷揚機,使門式布料皮帶機和三角小車同時在軌道上上下行走,觀察布料皮帶機的運行狀況,沒有異常情況方可正式進行砼布料作業。
5.2.3砼布料作業
斜管段砼布料一般自最低處向高處進行。
(1)將布料機運行至所澆筑斜管段最低處倉面正上方,根據所澆筑倉面的高度安裝下料導管。
(2)開動皮帶機,并在皮帶機上灑水濕潤。
(3)砼運輸罐車就位,與皮帶機進料口對接。若布料皮帶機上升位置較高,則在布料皮帶機進料口處設置移動小皮帶機。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,由小皮帶機輸送到布料機上入倉。
布料皮帶機入倉示意圖如下所示:

(4)打開罐車放料開關,放砼熟料到皮帶機,經下料小車送到串筒入倉。
(5)平倉振搗。
(6)根據既定的砼入倉鋪料方案,一個澆筑層完成后,操作卷揚機拉動布料皮帶機向上或向下運行,到達下一個澆筑層繼續下料。
(7)澆筑結束后將布料機停至斜管段最低處,準備下一個澆筑循環。
5.2.4關鍵問題處理
(1)采用慢速卷揚機
采用JM5慢速卷揚機,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,減小卷揚機拉力和門式布料皮帶機的行走速度。
采用走十鋼絲繩門式布料機的行走速度為0.8m/min。
(3)在軌道上按20cm的間距進行標識,在三角小車上下運行時根據標識確定其是否同步,當有偏差時對操作人員發出指令對三角小車進行調整,保證門式布料皮帶機兩端支腿在同一高程。
5.2.5勞動力組織


布料機運行作業勞動組織

 


序號 工種 人數 備注
1 機長 1 指揮調度
2 卷揚機操作手 2 卷揚機操作
3 巡查員 2 巡查三角小車運行狀況
4 皮帶機工 2 操作皮帶機運行、下料
5 砼工 8 下料、振搗、收面、養護
六、材料與設備
施工機械配備表
序號 機械名稱 規格型號 數量
1 自行式門式布料皮帶機 皮帶寬800mm 1臺
2 三角小車  4臺
3 卷揚機 JM5 4臺
4 移動式皮帶機 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、質量控制
混凝土澆筑除執行《混凝土結構工程施工及驗收規范》及有關設計文件外,還應做好以下幾點要求:
7.1皮帶機使用前先灑水濕潤,并先灑砂漿試運行。
7.2皮帶機上卸料小車采用橡皮作為刮料板,刮料板設置三道,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卷揚機地錨采用長3米的?500mm鋼管,可承受拉力20T以上。
8.4鋼絲繩經常涂油保養。
8.5門式布料皮帶機在上下運行期門設專人對三角小車觀察,發現異常情況時吹哨示警,立即停止設備運行。
8.6經常檢查皮帶運行情況,發現皮帶走偏及時調整。
8.7定期檢查電氣系統,防漏電,防電氣故障。
8.8安裝接地和避雷裝置。
九、環保措施
9.1成立由項目部分管副經理任組長,由工程技術科、安全科、計劃管理科、物資機械科等部門組成的環境保護工作小組。分解環境保護控制目標,從安裝到生產,建立橫向問題找部門、找作業隊,縱向問題找個人的環境保護網絡,進而實現環境保護的總體目標。
9.2在施工現場允許的范圍內,合理布置、規范圍擋,做到標牌清楚、齊全,各種標識醒目,施工場地整潔文明。
9.3施工機械、車輛選擇低噪音的設備,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進行清理,清理出的棄渣按工程建設指定的地點堆放。棄渣及其它工程材料運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滿足施工規劃要求,碴場四周設置擋墻、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坡面開挖時應減少開挖線以外的地區的坡面及植被破壞。在坡面開挖邊線外側挖截水溝,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,開拓了布料機在倒虹吸工程中砼入倉的應用,使倒虹吸斜管段砼澆筑能順利、保證質量地快速澆筑,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,具有良好的工期效益、經濟效益和社會效益。
南水北調中線新鄉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先左岸后岸施工的工期縮短了10個月,而且連續均衡施工,避免了汛期停工。經濟方面與采用傳統的吊車配合吊罐入倉相比,每立方米混凝土節約砼運輸費用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用,管理費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輝縣段河渠交叉建筑物,建筑物總長271m,由進口漸變段、進口檢修閘、管身段、出口控制閘和出口漸變段組成,其中管身段由進口斜管段、水平管段和出口斜管段組成,進口斜管段坡率為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孔箱形鋼筋砼結構,每2孔一聯,為左右對稱的箱形鋼筋砼結構,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。砼澆筑質量評定為優良。
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輝縣段河渠交叉建筑物,由進口連接段、進口漸變段、進口檢修閘、倒虹管身段、出口節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、出口斜管段和水平段三部分,其中進、出口斜管段長分別為52.64m和61.259m(水平投影長),管身進、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,一聯2孔。采用箱形鋼筋混凝土結構,單孔過水斷面6.5m×6.5m(寬×高)。總跨度為33.02m。
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。砼澆筑質量評定為優良。

砼入倉

施工準備

布料機就位

止水、伸縮縫、埋件安裝

倉位驗收

布料機爬升或下降

平倉振搗

收面養護

鋼筋制安

模板安裝


 

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