蔣金城 陳言兵
水閘胸墻預(yù)制、吊裝施工工藝探討
蔣金城 陳言兵
胸墻是位于閘孔上部、閘室胸位的擋水墻,當(dāng)水閘設(shè)計(jì)擋水位高于泄流控制水位且差值較大時(shí),為減小閘門(mén)高度,可設(shè)置胸墻。胸墻與閘墩間有固支與簡(jiǎn)支二類(lèi)連接形式。在水閘施工中,受限于胸墻重量和吊裝條件限制,一般采取原位立模現(xiàn)澆,但此種施工方法中對(duì)澆筑的支撐結(jié)構(gòu)、澆筑質(zhì)量、止水設(shè)置等要求較高,施工工藝也較為復(fù)雜。本文以寶應(yīng)湖退水閘施工為例,就胸墻施工現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制、吊裝施工進(jìn)行一些探討。
寶應(yīng)湖退水閘位于大汕子隔堤,處于寶應(yīng)縣和金湖縣交界處,上游寶應(yīng)湖,下游入江水道,主要功能為汛前預(yù)排寶應(yīng)湖澇水,汛期擋住入江水道洪水,汛后排除寶應(yīng)湖澇水。經(jīng)多年運(yùn)行,存在不同程度的病害,經(jīng)安全鑒定為三類(lèi)閘,被列入了淮河入江水道整治工程的加固項(xiàng)目。本次加固中一個(gè)重要內(nèi)容即為胸墻重建,一方面考慮到胸墻支撐、澆筑、止水設(shè)置較復(fù)雜;另一方面因地理位置特殊,無(wú)汛期導(dǎo)流措施,必須在一個(gè)非汛期內(nèi)完成,工期較短,因此對(duì)胸墻重建工程采取現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制、吊裝的方法進(jìn)行施工。
寶應(yīng)湖退水閘設(shè)計(jì)流量160m3/s,閘孔總凈寬40m,分5孔,每孔凈寬8.0m。5孔均設(shè)簡(jiǎn)支梁板式胸墻,高度為4.9m,長(zhǎng)度為8.38m,板厚度為0.45m。
胸墻采用面板側(cè)向下的方式進(jìn)行預(yù)制,為更好地控制門(mén)楣埋件的安裝進(jìn)度,門(mén)楣部分在胸墻安裝完成后采用二期混凝土澆筑。
制作底?!摻罴庸ぜ鞍惭b→架設(shè)側(cè)?!炷翝仓鸪齻?cè)模→試塊試壓→吊運(yùn)準(zhǔn)備。
在原水閘護(hù)坦上澆筑10cm厚混凝土,表面壓實(shí)抹光。
按型號(hào)、規(guī)格進(jìn)行復(fù)檢,合格后進(jìn)行分類(lèi)標(biāo)識(shí)、堆放,鋼筋經(jīng)切斷、彎曲成型后的半成品分類(lèi)堆放。在底模上彈出鋼筋安裝位置控制線(xiàn),安裝位置及尺寸偏差符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。逐一檢查鋼筋連接或焊接接頭,確保鋼筋連接質(zhì)量。
模板均采用定型鋼模,強(qiáng)度、剛度滿(mǎn)足規(guī)范要求。對(duì)鋼筋、預(yù)埋件驗(yàn)收合格后,涂刷脫模劑,安裝模板。與混凝土接觸的鋼模表面打磨除銹,達(dá)到視覺(jué)上無(wú)銹跡,分片組裝。
混凝土采用拌合系統(tǒng)集中拌制,人工入倉(cāng),插入式振搗器振搗密實(shí),澆筑完成收面后及時(shí)覆蓋,終凝后及時(shí)開(kāi)始養(yǎng)護(hù)。
(1)起吊設(shè)備的選擇
根據(jù)施工預(yù)制構(gòu)件預(yù)制現(xiàn)場(chǎng)情況,以距離安裝點(diǎn)最遠(yuǎn)構(gòu)件作為最不利狀況進(jìn)行計(jì)算,采用跨外吊裝方式,現(xiàn)場(chǎng)確定起重機(jī)在上游護(hù)坦就位(高程為 3.50m),工作幅度為12m,胸墻底高程為7.00m,胸墻頂高程11.90m,經(jīng)計(jì)算吊臂頂點(diǎn)須達(dá)到的高程為20.30m(鋼絲繩夾角 α=600),查《建筑施工手冊(cè)》及相關(guān)起重機(jī)起重特性數(shù)據(jù),選用450t格魯夫GMK7450汽車(chē)起重機(jī)一臺(tái),胸墻就位時(shí),采用臂長(zhǎng)L=〔122+(20.3-3.5-2.0)2〕1/2=19.05m,查詢(xún)樣本臂長(zhǎng)取20.9m,作業(yè)半徑12m時(shí),全配重、支腿全伸情況吊裝最大起重量可達(dá)到107t,而實(shí)際起吊重量 Q=kQ1+Q2=78.3+1.5=79.8t(Q1為構(gòu)件的重量,胸墻自重為78.3t;Q2為索具構(gòu)件加固等的重量約1.5t),滿(mǎn)足要求。
(2)吊裝用具的復(fù)核
選用φ52mm鋼絲繩15m共2根,折雙后用于槽鋼穿預(yù)制構(gòu)件預(yù)留孔連接;吊索每邊吊索上的受力:s=Q/(4cosβ)=79.8/(4cos30°)=23.04t(β為吊索與垂直線(xiàn)之間的角度,Q為吊重)。
而鋼絲繩允許拉力:σg=(α×Fg)/K=(0.85×155.5)/5=26.44t(Fg為鋼絲繩的鋼絲破斷拉力總和;α為換算系數(shù),取α=0.85;K為鋼絲繩的安全系數(shù),機(jī)動(dòng)起重設(shè)備K取5)。
鋼絲繩允許拉力大于鋼絲繩受力,選用吊具安全可靠。
安裝位置彈線(xiàn)、標(biāo)記→主吊車(chē)進(jìn)場(chǎng)→主吊車(chē)就位→吊車(chē)支車(chē)→工作半徑核實(shí)→吊車(chē)掛鉤→試吊→正式吊裝→翻身(起臺(tái)、扶直)→構(gòu)件就位→臨時(shí)固定→拆除主鉤。
(1)平整場(chǎng)地,保證場(chǎng)地堅(jiān)實(shí),道路暢通。
(2)檢查結(jié)構(gòu)有無(wú)缺損、變形、裂紋等。檢查結(jié)構(gòu)外形尺寸,預(yù)埋件位置是否符合圖紙要求。
(3)在閘墩上彈出截面軸線(xiàn)位置及安裝線(xiàn),在胸墻兩端上也要彈出縱向吊裝基準(zhǔn)線(xiàn)。
(4)混凝土強(qiáng)度必須達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度,方可起運(yùn)。
(1)清掃定位線(xiàn)。
(2)掛鉤:四根吊索要等長(zhǎng)。復(fù)核吊點(diǎn)是否對(duì)稱(chēng),在兩端設(shè)置溜繩控制胸墻起升時(shí)的擺動(dòng)。
(3)試吊:緩慢吊至離地面0.5m時(shí),暫停止起升,進(jìn)行胸墻及起吊點(diǎn)的檢查,確認(rèn)無(wú)誤后,繼續(xù)提升。
(4)起吊翻身:繼續(xù)提升,胸墻下口提升至剛好離地時(shí),暫停止起升,進(jìn)行構(gòu)件及起吊點(diǎn)的檢查,確認(rèn)無(wú)誤后,繼續(xù)緩慢提升,將胸墻慢慢扶正。再次對(duì)構(gòu)件及起吊點(diǎn)進(jìn)行檢查,確認(rèn)無(wú)誤后,繼續(xù)提升。
(5)就位:繼續(xù)提升,胸墻提升高程7.5m處,垂直緩慢將胸墻落下,以便對(duì)線(xiàn)就位。就位時(shí)緩慢落鉤,盡量一次對(duì)好縱軸線(xiàn),就位后的胸墻位置如仍與設(shè)計(jì)位置有較大的偏差,將胸墻再次吊起重新對(duì)線(xiàn)就位,不得在閘墩上拖拉胸墻,也不得使用撬杠沿縱向撬動(dòng)胸墻。必須注意底部膨脹橡膠止水的安放位置準(zhǔn)確。
(6)垂直度校正:胸墻的校正采用“邊吊邊校法”,在吊裝前,在閘墩上距胸墻下游側(cè)50cm處用木斗彈出一條垂直線(xiàn),胸墻吊裝時(shí)一邊就位一邊用量水平距離的方法校正垂直度。
(7)最后固定:校正完畢后,及時(shí)將胸墻的預(yù)設(shè)定位鋼板與閘墩上的鋼筋焊接固定,并在兩側(cè)采用鋼管臨時(shí)頂撐的方式進(jìn)行固定,尤其要重視胸墻重心偏向的一側(cè)。
(8)吊裝結(jié)束后,及時(shí)檢查、驗(yàn)收構(gòu)件的安裝位置、止水安裝是否符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求,外觀是否有碰損、掉角等情況。
(1)底模澆筑時(shí)要重點(diǎn)控制好表面平整度,使用磨光機(jī)等進(jìn)行收光。
(2)側(cè)模安裝時(shí)應(yīng)注意控制平面尺寸。為提高胸墻預(yù)制外觀質(zhì)量,在側(cè)模與底座間加墊泡沫條防止漏漿。
(3)鋼筋的加工和安裝應(yīng)符合《水工混凝土鋼筋施工規(guī)范》(DL/T5169-2002)及《鋼筋焊接及驗(yàn)收規(guī)程》(JGJ18-2012)的要求。
(4)應(yīng)確保預(yù)埋件、預(yù)留孔洞的位置和尺寸符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。
(5)澆筑時(shí)應(yīng)注意梁等位置的混凝土振搗密實(shí)。
(6)預(yù)制完成后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行外形尺寸、外觀質(zhì)量等檢查驗(yàn)收工作。
(1)胸墻吊裝的方案應(yīng)進(jìn)行方案審查,重點(diǎn)做好安全復(fù)核、安全措施審查工作。
(2)胸墻吊裝過(guò)程前,應(yīng)注意審查吊車(chē)、鋼絲繩等設(shè)備的檢驗(yàn)證書(shū),審查吊裝人員的資格證書(shū)。現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)完善組織體系,做到現(xiàn)場(chǎng)人員分工明確、責(zé)任到人。
(3)胸墻起吊前構(gòu)件強(qiáng)度必須符合設(shè)計(jì)要求。
(4)吊裝過(guò)程中應(yīng)注意嚴(yán)格按照經(jīng)監(jiān)理批準(zhǔn)的施工方案進(jìn)行施工。重點(diǎn)應(yīng)注意吊車(chē)位置、吊具的安裝必須嚴(yán)格按照施工方案進(jìn)行。
(5)就位時(shí)應(yīng)重點(diǎn)控制好縱橫向位置、垂直度、頂面高程等指標(biāo)。要對(duì)照的縱橫向位置,在閘墩上彈出控制輪廓線(xiàn)便于對(duì)照。
(6)就位后應(yīng)及時(shí)檢查止水的安裝是否符合要求。
(7)吊裝完成后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行固定工作。
采用預(yù)制、吊裝的方法施工,有效縮短了關(guān)鍵線(xiàn)路中關(guān)鍵工作時(shí)間,經(jīng)測(cè)算可節(jié)約工期約15天。在當(dāng)下人員經(jīng)費(fèi)高昂的情況下,采用本文的施工方法節(jié)約了支撐系統(tǒng)搭設(shè)、高空模板安裝等成本。
本工程經(jīng)2013年汛期考驗(yàn),經(jīng)多次檢查無(wú)異常情況,質(zhì)量較好,取得了較好的效果
江蘇省灌溉總渠管理處 223200 淮安市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 223001)