某火车站倒锥壳水塔施工实例

摘　要:从基础工程施工、筒身滑模施工、钢筋混凝土水箱施工三方面对某火车站倒锥壳水塔施工进行了详细的阐述,总结了几点施工体会。
关键词:基础工程,筒身滑模,混凝土水箱
　　该水塔位于某火车站给水工区院内,全高40.18 m,水头高度H=32 m,水箱有效容积300 m3,为钢筋混凝土倒锥壳形水塔,由铁道部专业设计院设计,中铁三局集团建筑安装工程处施工,这种水塔造型美观,结构合理,施工中筒身采用滑模施工,水箱在水塔筒身下就地预制,液压提升安装,减少了高空作业,施工工艺比较先进,施工也比较安全。
1　基础工程
基坑开挖,根据钻探资料、设计图纸和设计要求的地基承载力进行核对。基础模板使用定型模板,模板底部设Φ20撑脚支托,外模板上下设紧线器围箍,内模板采用10×10方木支撑。预埋地笼锚筋时,采用对称埋设并与卷扬机牵引方向一致。在基础外预埋铁件或钢筋,以做滑升时吊笼坑地锚。避雷接地用-40×4镀锌扁钢与基础底主钢筋连接,基础施工完毕时,检查接地情况,接地电阻不大于设计要求。
2　筒身滑模施工
筒身是本工程主体结构部分,具有工程量大,作业面小,施工工期短,技术性强,高空立体交叉连续作业等特点。因此要求施工组织严密明确,统一指挥,各负其责,确保滑模作业正常进行。
2.1　机具组装
机具组装前,对所有的部件、配件及钢模进行认真的清查和核对,符合要求后方可使用。中轴是机具组装的基准件,要求对中,置平和定向,即筒中心线和塔身中心线对准,保持上钢圈平面水平及两侧辐射梁连接座与筒身两条轴线相重合,其余部分组装顺序为:组装骨架→内模及部分操作平板→提升系统组装及试验基层钢筋绑扎焊接→安装外模及其他操作平台。
在提升器支撑杆插入前,必须进行组装效果检查和试运装,拧紧螺栓,保证机架的整体刚度。插入爬杆时应首先切断电源,以免失误而造成事故。爬杆必须与基础钢筋对应焊牢。爬杆采用帮条双面焊长度为10d,爬杆是水塔滑升的唯一支撑和避雷引下线,不仅接头要按强度要求焊接,而且必须和加固环筋焊接,并与基础内接地及引下线构成通路。为增强支撑筒的刚度,保证滑模施工的质量和安全,每隔1 m设Φ12钢筋箍一道,并与支撑杆及主筋焊接牢固。爬杆接头要错开,在使用前要调直,两端头要锉平并清除毛刺,以便于通过提升器。
2.2　起步与滑升
底层120 cm高的混凝土浇筑后,根据施工气候需静停1 h~2 h后方能起步滑升,先升高6 cm~10 cm,观察滑出混凝土凝硬度,有无塌落、下坐、变形及泌水现象,待正常后再继续滑升。滑升时应严格监视支撑杆的工作状况,发现有弯曲趋势应立即停滑,对接爬杆时要注意是否接妥,防止提升器空位时将导杆拉起胀空,否则会造成模板的急速倾斜。待接头露出提升器后应立即点焊,避免下部导杆错位。露出250 mm时,必须帮条焊接。滑升后空模板内粘带的混凝土,必须及时清理。筒身轴线垂直度控制是保证工程质量的重要一环,筒身高度为37.26 m,采用8 kg重线坠控制滑升过程的垂直度。
2.3　模具拆除
大件利用吊笼放下,小件利用绳索下入。为拆除安全和方便,对平台事先做必要的加固和固定。
3　钢筋混凝土水箱施工
3.1　混凝土水箱的预制
在筒身滑升完毕后,围绕筒身就地支撑预制水箱,按照安装吊杆平面布置尺寸,预埋48根Φ50钢套管作为顶升时穿吊杆用。水箱下壳内外模板根据水箱外形尺寸用若干块木模板组拼而成,并以若干排支撑固定。
水箱下环梁底模分成八等份,采用多节脱模法,八个支墩与支筒顶部八块预埋件轴线相重合,以防止吊杆的位置不落在墩上,同时也防止起吊时水柜旋转。水柜下环梁底部预埋钢板,与Φ50钢套管焊牢,并增加4Φ12锚固钢筋。水柜顶盖模板须支撑牢固可靠,不变形,模板宜预先起拱20 mm。
3.2　水塔水箱的整体吊装
水塔水箱的整体吊装,是整个水塔工程施工的关键工序,因它所需的设备数量多,工作协调要求高,施工组织难度较大,使其成为施工中的难点,为此,制定了如下的施工方案。当水箱的混凝土抗压强度达到设计强度的70 %以上时,开始进行吊装。
3.2.1　机具组装
筒身顶部井架,滑轮组支承底及支柱下钢圈、千斤顶、丝杆、吊杆加固及丝杆处理液压系统等组装后应对连接件焊缝进行检查,对油路整体进行试压,符合技术要求后才能正常使用。
3.2.2　提升支架
提升水箱主要由上下钢圈及支承组成,支承架是一个装有倾角的锥台钢结构,下端用电焊与筒身固定,上部支承着下钢圈,用螺栓与支架固定,上下钢圈之间设置12个提升用千斤顶,每只千斤顶左右两侧对称布置两根工作丝杆,串接联着吊杆及小丝杆。吊杆连接点必须错位,保证换杆时换杆数量不多于12根,换杆时要对称进行。
3.2.3　提升方法
液压提升系统组装经检验合格后,对千斤顶、吊杆、丝杆和水箱进行一次试提,先将一组24根丝杆、吊杆与水箱连接,提升水箱底部,使离开底模5 cm~10 cm,静止24 h,次日再换另外一组24根杆件静压24 h,提升10 cm,在支架和筒身无变化的情况下,方可正式提升。每次提升高度与千斤顶的一个冲程11 cm。
3.2.4　提升操作
拧紧全部丝杆上螺母,千斤顶驱动上钢圈、带动丝杆吊杆,水箱上升。同时将下钢圈上的螺母上下旋动,并锁紧在下钢圈上,使丝杆、下螺母及水箱等固定在新的位置。随后回油,上钢圈复位。这样提升一个冲程,水箱上升约11 cm,如此反复,水箱不断上升。调平工作按每升高1 m检查一次,以最高一只为准,其他相应调高找平,使水箱在同步的情况下徐徐上升。
3.2.5　支承圈梁
当水箱的底标提升到32 m,水箱提升完毕,开始做承重水箱的圈梁,由于圈梁混凝土入口处较小,断面复杂,浇筑难度大,同时考虑到混凝土的收缩,在混凝土掺入适量的UEA膨胀剂,在混凝土振捣上采用人工与机械振捣相结合的方式,保证混凝土浇筑的密实性。圈梁浇筑完成并达到一定强度后,拆除吊杆、工作丝杆、设备机具和支承架,提升工艺结束。
4　施工体会
1)缩短工期:采用滑模施工后,有效地缩短了结构施工工期。
2)减少模板和脚手架使用量:滑模施工的模板一次配置而成,大大减少了模板使用量,滑模施工的操作平台一次组装好后,便不需搭设结构施工外脚手架。
3)节省结构施工用工:滑模施工支筒结构一次组装、一次拆除,减少了倒模施工竖向构件的支模、拆模用工,整个结构施工可比倒模施工方法节省40 %的费用。
4)工程质量有保证,可有效控制支筒的截面尺寸、内外壁平整度和垂直度。整个结构的垂直度,可控制在规范允许的范围内。
5)可节约垂直运输费:采用滑模施工支筒及水箱采用在水塔筒身下就地预制,液压提升安装,与采用塔吊或其他起重机械做垂直运输工具比较,可大大节约垂直运输费用。