石质渠段渠坡混凝土衬砌施工方案

石质渠段渠坡混凝土衬砌施工石质渠段渠坡混凝土衬砌施工1 前言1 前言南水北调中线一期工程黄河北-羑河北辉县段总干渠苏门山段石方渠道约 1.4Km，挖深在 15-42m 不等，开挖完成后，对一级马道以上边坡进行喷锚施工，对一级马道以下过水断面全断面进行现浇混凝土衬砌施工。渠坡衬砌施工主要包括：锚杆加固边坡、排水孔钻设并安装逆止式排水器、挂钢筋网片、浇筑混凝土。边坡高度为 9.03m,坡度为 1:0.4，坡长为 9.73m,混凝土设计厚度为 20cm，但是由于部分段落岩石较破碎，存在较多小型断层，节理发育，石方开挖存在不同程度的超挖，局部实际混凝土厚度平均在 40cm 左右,部分仓面混凝土厚度达 1m,且开挖面凹凸不平。针对混凝土浇筑高度大，边坡外倾成钝角，仓面狭小，混凝土方量大、成片施工段面小，转移频繁等因素，确定外模采用大平钢模板，侧模采用木模，外模分层安装、分层浇筑、一次浇筑到顶的施工方法。该叠模模板安装、分层浇筑混凝凝土工艺，经苏门山石方渠道衬砌大面积应用，在进度、质量、成本等方面都取得了良好的效果。现总结该施工方法形成本工法，为其他类似工程作为参考。2 工法特点2 工法特点2.1 操作简单，便于浇筑、振捣，混凝土外观质量好。2.2 可形成流水作业，交替施工，便于人员合理组织安排，提高生产效率。2.3 模板分块拼装，重量小，装模快，拆装方便，钢木模结合，地质条件适应性强。2.4 模板周转快，转移方便，投资小，性价比高，安全性高。3 适用范围3 适用范围本工法适用于渠道、公路等工程高边坡、长断面各种岩体的永久性衬砌和混凝土挡墙施工。4 工艺原理4 工艺原理混凝土施工采用常规的插入式振捣施工法，分层浇筑混凝土，分层安装模板。在岩石边坡上按照模板拉杆孔位置，进行放线并钻孔，孔径30，预埋28 螺纹钢筋，并灌注 P.O42.5水泥浆，外端设弯钩。调仓模板靠立在两侧槽钢支架上，补仓模板靠立在成型混凝土上。模板加固利用22 钢筋作为拉杆与岩石边坡预埋28 锚筋进行对拉固定，模板上下用16 螺栓连接。模板拉杆外连27 丝杆，紧固丝杆螺母用风炮紧固，整个模板吊装固定时间短，固定牢靠。补仓模板加固充分利用调仓成型混凝土的钢筋埋置，在调仓侧面打孔埋筋，在调仓正面用锥形体埋筋等。两仓同时施工，一台吊车配合，装模、浇筑混凝土交替进行。5 工艺流程及操作要点5 工艺流程及操作要点依据图纸要求，石方渠坡、渠底衬砌垂直水流方向设置横缝，为通缝，缝距 4m，缝宽 2cm 要求，混凝土首先浇筑坡脚 1m宽底板，作为边坡施工平台，然后按照 4m 一个单元的原则，先进行调仓施工，最后进行补仓施工，通缝处填塞闭孔塑料泡沫板，伸缩缝沉降缝上部临水侧 2cm 均采用密封胶灌注封闭。整个渠坡坡面由 5 块平钢模组成，下部四块模板高 2m，最上面一块模板高 1.7m,浇筑完一层模板后，快速安装上层模板，然后继续混凝土，直至浇筑到顶。渠道衬砌混凝土工艺流程图见下图：图 5 渠道衬砌混凝土流程图施工准备表层清理钢筋挂网、逆止阀安装模板架立、泡沫板安装装混凝土原材料检验 配合比设计试验材料供应混凝土拌合配合比检验、调整混凝土运输混凝土浇筑模板拆除混凝土养护养护设备就位聚硫密封胶施工缝面清理聚硫密封胶 准备质量检测申请验收锚杆施工调仓混凝土结构板施工顺序：坡脚平台施工放线、安装坡顶放线钢筋支架边坡地锚筋埋设施工立侧模槽钢支架、加固支架并安装竹胶板侧模坡脚混凝土基面凿毛、仓面清理挂钢筋网、加固钢筋网安装外模第一层模板、并安装逆止阀浇筑第一层混凝土安装第二层模板、浇筑混凝土直至到顶。补仓混凝土土结构板施工顺序：坡脚平台施工坡脚混凝土基面凿毛、仓面清理挂钢筋网、加固钢筋网安装外模第一层模板、并安装逆止阀浇筑第一层混凝土安装第二层模板、浇筑混凝土直至到顶。5.1 原材料准备5.1 原材料准备水泥、粉煤灰、砂、石、水、外加剂等原材料的选用均符合设计和有关规范要求，并经检测合格。5.2 施工准备5.2 施工准备5.2.1 岩面清理在渠道边坡开挖成型后,用全球卫星定位系统 GPS 进行坡脚和坡顶的施工放线,按照设计图纸要求,对坡度和高程进行修整，对岩面进行挂线清理，使渠坡揭露为较稳定平整的岩面。1、欠挖10cm以上的开挖面采用液压破碎锤破碎、人工配合清理方式开挖；2、欠挖0-10cm以内开挖面的采用人工手持电锤和风镐打除；3、将边坡岩面上松动的岩块及淤积物等用人工手持撬棍、风镐清除干净；4、对裂隙及夹泥裂隙、断层、破碎带等实施挖槽清除，挖槽深度为宽度的 1.5 倍，遇软弱夹层清理至新鲜岩层，上述不良地质实施清除清理后与衬砌混凝土一起浇筑。若遇岩溶洞穴则按照设计要求清理后用 C10 混凝土进行充填。5.2.2 锚杆和排水孔施工锚杆分系统锚杆和随机锚杆两种，系统锚杆为整个岩面按一定间排距均匀设置；随机锚杆主要设置在边坡薄弱地带，如断层带两侧、相对破碎带处、有倾向的危石处。苏门山渠段锚杆采用水泥砂浆系统锚杆，采用22级插筋，衬砌渠坡的系统锚杆长度为 9m 和 5m，间排距均为 3m。每侧渠坡设置两排排水孔，排水孔成梅花型布置。排水孔采用风钻进行钻孔，排水孔的斜率 i=0.1，孔径 50mm，间排距4m，梅花形布置，出口处连接拍门式逆止式排水器。排水器由逆止式排水阀和排水管组成，其作用是有效排除衬砌面板背部的坡面积水。5.2.3 坡脚施工坡脚侧模依地形采用竹胶板作为面板，方木做背肋，用方木作为围檩，内拉外撑，与岩基结合部外侧培石渣防止跑浆。每 4 米设一道伸缩缝填塞闭孔泡沫板，用钢筋骨架固定牢固，防止伸缩缝变形。在顶面下保护层 5cm 处铺设6 钢筋网片间距200mm，并预留与渠坡钢筋网的连接筋。应在岩基上用电锤钻孔植入16 钢筋形成骨架，架立钢筋网。在施工前，对岩基进行清理，保证混凝土厚度，对松渣、浮石进行清理，用风管吹净灰尘后，洒水湿润后浇筑混凝土，振捣找平后，要进行抹平、收面、压光处理。5.2.4 施工平台的制作 在锚杆及地锚筋埋设施工前，要搭设施工平台。施工平台用48 钢管贴边坡墙面搭设，底部为已经浇筑完成的坡脚。脚手架平台长度在 6m、宽度 2 米 m、高度为 9m。钢管脚手架应搭设牢固，布设一定的剪刀撑，也可以焊接。脚手架内侧平台分五层，每层铺设模板作为跳板，并绑扎牢固，上下应焊接上爬梯。平台移动可以借助 25T 吊车进行转移。另外也可以将钢管脚手架配上一定量的 12#槽钢，把施工脚手架焊接在 ZL-30 装载机的铲斗上，在平台使用时，铲斗落地；在平台转移时，利用装载机的托力自行转移。在衬砌混凝土成片施工完成后，对混凝土外观修饰及拉杆外露钢筋处理所用的施工平台，仍然采用钢管脚手架，但是应充分利用下部 1m 平台，在坡面和底面安装塑料行走轮，以便于施工平台变换地方。 5.2.5 地锚筋施工根据模板拉杆孔位置、数量，在岩石边坡上进行放线，用18 型风钻进行直径30 的钻孔作业，每 4 米仓面应至少设置32 个地锚筋。钻孔深度依据地质条件决定，在岩体较破碎处，深度为 2m，在岩体风化小，较完整的部位，深度为 0.51.0m；钻孔角度应垂直于岩石边坡设计面。地锚筋采用28 钢筋，一端弯钩，弯钩处附焊一段 20cm 长22 的直钢筋，便于锲入岩体。安装地锚筋前，首先在孔内灌入高标号的水泥浆，然后再钢筋上裹浆后，用风镐加帽将钢筋顶入岩基内。第一、二层模板拉杆数量应为 9 道，其余模板通常有 6 道拉杆，但在混凝土容量特别大时应增加拉杆数量。5.3 钢筋挂网5.3 钢筋挂网 5.3.1 钢筋表面洁净。钢筋所用的种类、型号、直径必须符合施工图纸规定。钢筋加工前将表面油漆和铁锈等清除干净，带有颗粒状或片状老锈的钢筋剔除使用。5.3.2 测量放线。按设计要求分块用全站仪进行放线，坡脚用红漆作标记，坡顶用钢筋制作骨架，上下拉线挂网，保证混凝土保护层厚度 5cm。5.3.3 钢筋制安。首先定位造孔、布置架立筋，垂向架立筋选用16 钢筋，入岩 20cm，间距 200cm200cm；顺渠道方向设 5 道平架立筋16 钢筋，同时钢筋骨架与锚杆焊接牢固，钢筋骨架要焊接、架立牢固。钢筋网片在平坦水泥地面人工用6.5 钢筋按200mm 间距绑扎制作，要求绑扎牢固，钢筋间距、数量符合设计要求。用吊车将钢筋网片吊入仓面，贴挂到钢筋骨架上，侧面及迎水面保护层厚度均为 5cm，网片要与骨架绑扎牢固。钢筋网片要绑扎牢靠，横平竖直，间距均匀，确保设计保护层厚度。5.3.4 在已架设好的钢筋工程中，泥土、有害的铁锈、松散的铁屑、油漆、油脂或有害的其他物质必须清除。5.3.5 钢筋绑扎完毕后，经监理单位验收，确认符合施工设计要求后，再进行下步工序施工。5.4 排水系统安装首先在建基面上钻设排水孔，然后将 DN160 逆止式排水器后面套110PVC 管与坡面排水孔相连，排水孔内插套50PVC管，管底部与岩石面缝隙采用砂浆封堵或土工布包裹，局部超挖部位排水管要加长，外露面采用胶带封堵，拆模后将胶带撕开，排水阀的表面要与混凝土表面保持在同一平面。为了保证排水器在施工中不产生位移，需采取加固措施：先在排水器周围固定 4 根16 锚筋作为支架，锚筋深入基岩 20cm，后焊接上下两层6.5 钢筋井型架加以围箍、固定。逆止式排水器内侧阀盖要自然垂落，水孔与排水器要贯通，施工时混凝土不得堵塞通道，用钢筋固定时，不得损坏排水器。5.5 模板工程5.5 模板工程5.5.1 模板选择渠坡模板采用大块平钢模，叠模拼装，贴挂就位。迎水面模板宽度分为两种，调仓模板为 4.15m 和补仓模板为 4.30m。高度为 2m 和 1.73m 两种大块模板组合，由 5 块组成一仓的模板，模板竖向由 16 根 10cm 的槽钢作为竖肋，横向由 4 根 14cm的槽钢作为横肋，面板为 6mm 的钢板。在加固模板时在模板中间加一道竖向围檩，围檩由两道 16cm 的槽钢组成。侧模采用20槽钢（b=75mm）外侧加焊 14角钢组成的支架，角钢平面与槽钢端平面焊平，槽钢中空部分采用 10mm 钢板进行封堵处理。侧模支架作为龙骨支撑面挂靠， 。整个面板沿两侧槽钢支架吊装入仓定位。渠肩采用 0.2*4 米钢模，坡面超挖处侧模则采用竹胶板根据地形拼装而成。图 5.5-1 单侧渠坡断面示意图阳口5#下上5.5.2 模板安装 调仓施工时，安装模板前，首先要测量放样，对坡脚和坡顶按标高和定位进行挂线，然后安装侧模支架，利用网片骨架做参考面，吊入最下端模板，最后根据浇筑速度由人工配合吊车按模板顺序自下而上进行模板安装。混凝土浇筑前校正模板的安放位置是否正确，并调节、纠正；混凝土施工中，多注意观察模板的位移情况，并及时采取措施，避免涨模。 补仓施工，不需要支架，可以直接装模，由于拉杆较多、仓面狭小拟采用拉钩式螺杆与边坡预埋筋拉结，以减少拉杆焊接时间，提高装模效率。根据混凝土施工情况，按顺序进行模板的吊装和加固。5.5.3 模板固定1、跳仓模板均采用内撑外拉法固定，内撑设计为间距 4m两块槽钢支架，底部坐落在坡脚 1m 平台上，下端用预埋在平台上的地脚螺栓固定，顶部用钢筋固定在渠肩平台上，利用外模与槽钢的螺栓连接保证侧模净距为 4 米。模板两侧设置耳板，用 14 号槽钢焊制。用模板两端耳板与槽钢龙骨外侧的角钢采用定位27 螺栓卡紧，并固定牢固；在两个龙骨支架外侧各用 6根22 螺杆与岩石边坡预埋螺栓28 进行对拉，避免支架外移,用 6 根22 钢筋将地锚筋与支架电焊连接，以避免支架向内移动。每块板中部自下而上在石质建基面预埋螺栓同过拉杆为22 钢筋，用丝杠进行对拉。模板外侧用山字母或27 螺母固定，对拉位置固定且准确。为保持模板拼缝严密，上下相邻两块模板拼缝处设计采用鸳鸯搭扣式，加密封条，同时用螺栓连接牢固，以避免漏浆和保证砼的外观质量。 侧模部位为避免漏浆，紧邻模板内侧伸缩缝处按放闭孔泡沫板，因坡面存在不同程度超挖现象，侧模采用 20cm 宽的槽钢加不同宽度的竹胶板插接形成，用 5*10cm 方木作背肋，利用岩面预埋筋固定牢固，对侧模宽度较大处背肋方木要加密、加粗，支撑要用方木、油托、