王瑞煒 劉彥杰
(1中交二航局第一工程有限公司, 湖北 武漢 430000;2中交第四航務工程勘察設計院有限公司, 廣東 廣州 510230)
近年來,我國經(jīng)濟發(fā)展進入新階段,內(nèi)河航運的提質(zhì)增效進一步被提上議程,一些內(nèi)河的航道整治工程相繼開工建設。如今內(nèi)河航道的治理不僅要保證防洪排澇,還要與經(jīng)濟發(fā)展匹配,航道的升級改造正在不斷發(fā)酵。而在航道工程中,護岸施工技術(shù)是航道工程的施工質(zhì)量重要保障部分,而混凝土護岸的施工技術(shù)應用也在不斷提高、融合、創(chuàng)新,特別是混凝土滑模施工技術(shù),由于其標準化、可重復利用、易變通、施工成型質(zhì)量好、施工速度快等優(yōu)點,逐漸在航道混凝土護岸施工中被廣泛使用。
南水北調(diào)是我國一項重大的水利水運工程,其中引江濟漢通航工程是利用南水北調(diào)中線引江濟漢通航工程干渠作為通航渠道,輔助建設通航設施,同步實現(xiàn)通航的水運工程。該工程進口位于長江中游沙市河段龍洲垸,途經(jīng)荊門市沙洋縣,在潛江市高石碑鎮(zhèn)匯入漢江,按限制性Ⅲ級航道標準建設,航道里程約67.22km。航道全程護岸結(jié)構(gòu)大部分為混凝土護坡,工程體量極大,且出入口部分受長江和漢江汛期的影響,施工時機及工期尤為重要,而岸坡高差7m,坡面長度21m以上(坡度1:3),故施工需高效快速完成,在航道口門處及其他部分區(qū)域采用了滑模技術(shù)進行混凝土護坡施工,取得了較好的成績。
在工程實施時,對護岸結(jié)構(gòu)和護岸施工方式進行了對比,預制塊護坡需提前進行預制,且在收尾階段往往會需等待預制塊的補充,同時在施工過程中還需要較多的施工人員進行鋪砌;而現(xiàn)澆護坡是整體成型,砼量易控制;在人工澆筑及滑模澆筑的對比中,人工往往需要4人左右進行收面壓實、提漿,4~6人進行滾筒操作及平倉,2~3人輔助施工,而采用滑模施工的方案,僅需要1人操作滑模,2~3人進行補充收面,1~2人輔助,一般不超過6人次,且滑模成型較人工澆筑快,最終在3種方案的同步進行下,滑模施工承擔了大部分工程量的施工任務[1]。
混凝土滑模施工技術(shù)經(jīng)過長期的實踐和技術(shù)改進,已經(jīng)較為成熟,雖然在大型預制構(gòu)件或高支立現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)中應用較多,但將混凝土滑模施工技術(shù)應用到戰(zhàn)線長、工程量大、施工時機短暫的航道護岸工程中來也能展現(xiàn)其優(yōu)勢和效果。
在滑模技術(shù)中,其結(jié)構(gòu)系統(tǒng)可因地制宜,結(jié)合現(xiàn)場實際,可采用有軌滑模和無軌滑模等,動力可采用成組千斤頂同步作用提供滑升動力,也可采用卷揚機等設備作為提升動力,更可使用手拉葫蘆人工提升。
一般滑模的操作過程是:通過動力系統(tǒng)帶動倉式模板或滑框沿著已成型的混凝土表面或軌道滑動,而混凝土沿著模板的上口向套槽內(nèi)澆筑,隨著滑模提升混凝土面板進而逐段形成。在澆筑時一般按照相關技術(shù)規(guī)范要求,每層澆灌≤30cm高,當前澆筑層的混凝土達到規(guī)范規(guī)定或設計規(guī)定的強度之后,模板套槽即可繼續(xù)向上滑動,以此逐層循環(huán)操作,直到完成當前板塊的澆筑,完成一個板塊后可通過抬升橫移或拆卸重組將系統(tǒng)至下一板塊。
通常用于岸坡面板澆筑的滑模組成結(jié)構(gòu)可能有所差異,但相關的施工技術(shù)和工藝流程基本相似,其施工技術(shù)流程如圖1所示。
在此次項目運用中,采用了卷揚設備作為動力系統(tǒng),無軌設導向的滑模。
(1)在精修、整坡完成的坡面上打設高過坡面的定位鋼筋(或鋼管),用儀器測量出固定的控制點,然后將側(cè)模與導向管組合,吊裝到位,然后再將滑模大面模板吊裝,并與側(cè)模螺栓連接固定,最后再次調(diào)整滑模位置,檢查滑模模板和每個控制點是否一一對應,最后檢查加固限位措施,安放模板配重,以此確?;L嵘呦蚣盎炷寥雮}后模板不發(fā)生上浮。
圖1 混凝土岸坡滑模施工技術(shù)流程圖
滑模組裝就位后,接通電源試提升滑模整體至10~20cm高,同時用儀器檢測滑模是否發(fā)生位移和偏差。如果滑模沒有安裝到位,需及時進行調(diào)整,保證滑模與控制點的對應[2]。
本次滑模按設計縱向結(jié)構(gòu)縫劃分,采取了滑模寬度為3m,其主要組成為:設套環(huán)的側(cè)模、限位措施和導向鋼管,以及大面模板和配重,提升系統(tǒng)按兩側(cè)同步提升,簡略結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。
圖2 現(xiàn)澆混凝土滑模組合示意圖
為確保岸坡板塊的整體連續(xù)性,混凝土采取連續(xù)澆筑,但下層砼出模強度必須符合規(guī)范規(guī)定,本次工程岸坡坡度1:3,模板傾角<45°,出模強度控制在0.05~0.1MPa,通過控制入倉混凝土的配比、塌落度,確保在澆筑一層后提升滑模時下層砼已符合該強度范圍,按預制砼配比的性能控制,塌落度控制在4~6cm,確保滿足了滑模連續(xù)施工需求。
在澆筑時,在模板的中間位置,安裝固定振動器振搗入倉混凝土,所選振動器的變頻值不宜過高,防止出現(xiàn)爆模。另根據(jù)澆筑的砼量靈活增減配重,配重采用袋土,就地取材,可靈活操作。
實施過程中,根據(jù)實際情況,合理確定滑模提升的高度,一般為30cm。并從第一層混凝土澆筑結(jié)束后,施工人員跟隨其后進行初步測量檢測,對出模后局部表面有缺陷的進行人工抹面、收平。
當岸坡一個板塊施工完成后,采取跳幅施工,當前面施工完成的板塊強度達到設計強度80%以上時,再返回進行中間幅的施工,此時不導向設施及側(cè)模板,直接將大面模板在已成型的板塊上滑動,而為防止模板對砼表面產(chǎn)生劃傷,采取鋪墊光滑木模板。
本次以航道入口段(左右岸共計約2.7km)的護岸用工進行了類比計算,按3m/幅,共施工900幅的工程量進行分析,并按表1進行對比,滑模施工對比純?nèi)斯な┕?,累計可?jié)約人工3600人,在當前施工用工市場環(huán)境下,僅折算為人工工資就節(jié)約了24萬元左右,且工期還相對較短,節(jié)約了其他措施投入費用。
在此次工程實施中,對比人工澆筑,總結(jié)了滑模施工的特點,其具有工程建設速度快、成本較低、質(zhì)量可靠、結(jié)構(gòu)組成靈活、適應性強等特點。
表1 傳統(tǒng)人工與滑模施工現(xiàn)澆砼護坡效能對比
(1)質(zhì)量方面:避免了人工澆筑時可能產(chǎn)生水平施工縫的情況,僅有縱向施工縫,而且不同的的結(jié)構(gòu)板塊可以連續(xù)施工,工程的整體性較強,且大大減少了施工工期。
(2)人力方面:正常情況下,滑模施工人工使用量為6人次左右,而與傳統(tǒng)的人力施工方式相比,人工耗用低。
(3)物力方面:因其操作簡單,減少了施工過程中的其他輔助性人工或設備的投入;另一方面,施工質(zhì)量可靠,觀感質(zhì)量高,延長了后期的維護周期,從而減少了維護費用。
(4)其他:由于施工速度快,有一定的設備依耐性,對于施工過程中各環(huán)節(jié)工序的組織、銜接需嚴格控制,做到有序、高效。
因此,為充分發(fā)揮岸坡混凝土工程滑模施工技術(shù)的優(yōu)勢,需加強對施工過程管理,做到有序銜接,加強施工技術(shù)人員的交底、培訓。另外,該施工技術(shù)的優(yōu)勢發(fā)揮對工程體量也有一定的要求,工程量越大,其節(jié)約成本的表現(xiàn)越強。
目前,國家已經(jīng)提出河長制、湖長制等一系列方針政策,航運將會得到飛速發(fā)展,我國內(nèi)河現(xiàn)在亟待升級改造的尤為眾多,工程體量極大,因此在岸坡混凝土滑模技術(shù)具備經(jīng)濟成本較低,質(zhì)量可靠,施工周期短,具有很好的經(jīng)濟效益的優(yōu)勢前提下,岸坡混凝土滑模施工技術(shù)運用到航道整治岸坡施工中是有推廣空間和發(fā)展?jié)摿Φ摹?/p>
綜上所述,通過實踐證明,在航道現(xiàn)澆混凝土岸坡工程中,滑模施工技術(shù)可以有效節(jié)約施工成本,并可縮短施工工期,在工程的整體結(jié)構(gòu)性能上提高質(zhì)量。同時,在施工的過程中,也要以全面的施工組織為基礎,以根據(jù)現(xiàn)場情況的不同不斷調(diào)整優(yōu)化結(jié)構(gòu)為保障,進而確保工程質(zhì)量,使岸坡混凝土滑模施工技術(shù)能夠更加完善。