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充水式橡胶坝螺栓压板锚固槽封堵新工艺

发布日期:2021-06-03   00:00:00  信息来源:青岛华明工业  浏览数:822 次

由于橡胶坝具有施工工期短、工程造价低、运行维修简便、抗震能力强等特点,在国内外得到广泛应用,橡胶坝新技术、新工艺的推广与应用也受到较高重视。橡胶坝螺栓压板锚固槽封堵一般采用细石混凝土或沥青砂浆封堵锚固槽的施工方法,该方法具封堵部位易冻胀粉碎剥落、磨损坝袋、施工周期长、锚固槽检修不方便等缺点。如何对锚固槽封堵工艺进行改进,尤为重要。在调研国内橡胶坝锚固槽封堵工艺的基础上,创造性地提出采用橡胶锚固块对锚固槽进行封堵,来解决传统锚固槽封堵工艺的有关问题。

一、工艺原理
橡胶锚固块由三元乙丙橡胶块,内置水平加固钢板组成,具有一定的强度、耐腐蚀和耐磨性。由生产厂家全部制作完成后运至施工现场即可安装。橡胶锚固块型号尺寸应根据锚固槽和螺栓压板的具体尺寸确定,一般单块橡胶锚固块长度为1m,重量约为30kg,高度与锚固槽顶面齐平,宽度与锚固槽底宽一致,橡胶锚固块预留螺栓孔间距与坝袋锚固件螺栓间距相同。

橡胶锚固块安装前准备工作包括锚固槽的清理、锚固件螺母的紧固,在螺栓、螺母涂抹足量的黄油等工作。橡胶锚固块安装时应注意尽量减小块与块之间空隙,遇到折点处应根据折点情况使用切割机进行现场加工制作。紧固橡胶块螺母时用风炮套筒直接紧固螺帽,螺母的紧固是橡胶锚固块安装的重要环节,直接影响橡胶锚固块安装质量,螺母的紧固不应过紧,也不应过松。螺母紧固完成后,封盖好橡胶帽即可。

二、工艺流程及操作要点

 

1.基础底板及坝墩、锚固槽表面处理

橡胶坝袋容易受到锐利和有尖角物体的损坏,凡是与橡胶坝坝袋相接触的混凝土表面应保持平整、无毛刺。坝底板与坝墩范围内混凝土局部有凹凸、棱角的要用磨光机打磨掉,认真清除锚固槽周围及坝袋塌落范围内的混凝土残渣、铁丝及木块等一切杂物。并对橡胶坝中、边墩表面所有对拉螺栓、铁丝等进行打磨处理,中边墩打磨光滑后涂刷丙乳水泥砂浆,丙乳水泥砂浆要严格按照配比,刷涂均匀,以减少坝袋与墩墙的摩擦。混凝土表面的孔洞和低凹处用水泥砂浆抹平压实,再用砂轮将表面打磨平整。人工清理锚固槽、垫板表面残留砂浆、混凝土等附着物。同时,用砂轮将锚固槽内侧混凝土棱角及坝底板伸缩缝打磨平整。此项工作主要是防止由于水流脉动、波浪冲击等因素产生的振动摩擦而造成坝袋损伤,并可消除因坝头塌肩而造成的不良影响。

2.锚固件处理
检查预埋螺栓、锚固槽的位置、尺寸是否符合设计要求。清除预埋螺栓上的杂物,并用扳牙将螺纹部位扳一遍,把倾斜的螺栓校正成垂直状态。检查垫板有无变形、锈蚀,孔距是否符合设计要求,并用砂轮将边刺磨掉,以免在安装时伤及坝袋。

3.水帽口、溢流口处理
检查水帽口、溢流口的位置、尺寸是否符合设计要求。为防止底垫片被划破,应将水帽口、溢流口表面的棱刺及其周围混凝土表面打磨平整。并检查管道内钉子、小碎石、木块等杂物是否清除干净,此项工作主要是预防底垫片受损而导致坝袋渗漏。

4.底垫片、止水海绵安装
坝袋和底垫片运到现场后,首先应对其质量及外观进行检查,检查坝袋是否有变形和损伤,是否符合设计要求。其次复核海绵片、保护片等尺寸、数量是否符合图纸要求,以确保安装顺利进行。

安装前,先在混凝土底板上标出坝轴线、中心线,根据底垫片就位线将底垫片展开,四周大小均匀后,在底垫片上分别标出上下游锚固线。底垫片的铺设采用人工铺展。伸展后的底垫片应顺直、平展,应使铺展后的垫片上的锚固线与锚固槽内的螺栓中心线相重合,且展开不能有褶皱,两端距坝墩与两边距锚固槽尺寸要一致。在底垫片上打孔,根据现场的实际螺栓位置,将误差分给每个螺栓间距,定出每个对应螺栓孔位置,在垫片上划线,用手电钻进行打孔,且所打孔洞应比螺栓稍小,确保其安装后的密封效果。在底垫片上画出水帽和超压溢流管位置,复核无误后在各管口处打孔,并在各管口四周的底垫片打毛,然后粘上一层加强胶片作补强处理,粘贴部分超出水帽、溢流口周圈1m左右,以防坝袋磨损。根据螺栓位置及所打的孔洞进行底垫片安装,保证安装孔洞四周不出现破损现象。止水海绵中心线要与螺栓中心线一致,其打孔方式与底垫片方式相同。只要安装平整顺直,连接密实,无皱褶即满足要求。

5.坝袋铺设
底垫片安装完成验收合格后,将坝袋铺平,测量出上下游锚固线及侧锚线。坝袋的铺设顺序为:先下游,后上游,最后边墙。橡胶坝袋铺设从底板中心线开始,向两侧同时进行,采用人工配合机械的方法将坝袋展开。先将中间段的坝袋摊平,使坝袋端部落在锚固线上,根据坝袋尺寸定出压板线及钻孔中心线,量出坝底板长度、宽度及坝袋长度、宽度,确定出长度、宽度总长误差。坝袋螺栓孔的定位打孔自两端开始,将总长误差均分到每个螺距,避免误差集中在一小段内,引起坝袋皱褶,保证接触面顺直相接、结合紧密。用手电钻钻孔,钻孔大小根据预埋螺栓大小而定。按照从下游到上游的顺序逐渐将坝袋套放在螺栓上。坝袋堵头拐角处,斜坡上的坝袋采用拉链葫芦牵引,要对坝袋进行折叠、理顺,用橡胶片垫平袋布的折叠、皱折处。拐角处是容易造成漏水的关键部位,安装时要引起重视。坝袋嵌入螺栓后及时放置上压板。坝袋的中心线、锚固线等点线面重叠吻合后,方可放置螺栓弹簧垫圈和锁上锚固螺帽。

6.保护片、压板安装
压板安装前打磨干净,根据设计压板号数对号就位,注意排列整齐,间距均匀。安装压板时要首尾对齐,如不平整要用橡胶片垫平,特别是两侧边坡拐角处,不得用剪口补强处理。

7.坝袋锚固
坝袋锚固应遵循“先中间,后两边,上下游同时进行,最后两边堵头”的原则。螺帽的紧固是坝袋安装的最后一道程序,也是保证坝袋安全的重要环节。因为坝袋安装的最后质量好坏,漏水与否,主要靠螺帽的紧固使螺栓和压板锚紧,形成封闭的坝体。螺帽的紧固不应过紧,也不应过松。紧固过紧,一方面容易引起应力集中,导致螺杆断裂,无法保证坝袋的安装质量;另一方面容易引起保护片等局部出现皱折。紧固过松,使各层接触面之间闭合不紧密,容易发生漏水,影响安装质量。紧固压板螺帽时先用风炮套筒上螺帽,紧固后再用特制工具制作的套筒,使用人力将每一个螺帽紧固好。

8.坝袋充水试验
坝袋锚固完成后,必须进行全面的质量检查,各项检查结果达到设计及规范要求后,开始进行坝袋充水试验。充水试验的目的在于检查充排水系统是否能满足运行要求、坝袋表面及锚固处是否有漏水现象、坝袋充胀后是否平顺等。在坝袋充水前先把排气阀关闭,待坝袋充胀到设计高度的70%~80%,能够使两端坝袋堵头充分鼓起时,再把排气阀打开排气,排除坝袋内的空气,关闭排气阀。整个过程均匀充水,以免坝袋受力不均。待坝袋内充满水后,检查坝袋四周漏水情况,如发现漏水应做好标记,等坝袋放完水后再处理。坝袋充满水放置一天后将坝袋内水放空,并对逐个螺母进行检查,并按以上程序重新进行一次螺母紧固。

9.橡胶块安装
坝袋充水试验结束,并满足设计和规范规定各项技术指标后进行封锚。先将螺栓、螺母涂抹一层黄油,再用厚一点的塑料布将螺栓包紧,防止锚固件的锈蚀,以便下一次更换坝袋时螺栓能正常使用。完成后用橡胶块封堵锚固槽,以保护锚固螺帽、螺栓和压板。橡胶锚固块可直接运至工地现场,按照上下游安装位置的不同,对应摆放。安装时每两人为一组,上下游各两组,也可根据工程情况,随时增减人员。因安装简便,只需将橡胶块抬起后使锚固螺栓与橡胶块螺栓孔对准放入即可,可根据先简后难的原则,先将直线段安装完成后,再进行拐弯折点处的安装。拐弯折点处应根据折点角度,在橡胶块上划出标线,使用切割机对锚固块进行现场加工制作。橡胶锚固块安装时注意尽量的减小块与块之间空隙,使其能够紧密结合。

10.紧固螺帽

橡胶锚固块安装完成后,再上第二个螺母。紧固螺帽时用风炮套筒直接紧固螺帽,螺帽的紧固是橡胶锚固块安装的重要环节,直接影响橡胶锚固块安装质量,螺帽的紧固不应过紧,也不应过松,且不可遗漏,安装完成后并盖好橡胶帽。(见图1)。

橡胶锚固块安装图

图1 橡胶锚固块安装图

 

三、工艺应用
某工程设计蓄水位92.6m,设计坝高4.0m,橡胶坝480m,共布置6跨,锚固槽封堵施工时,采用橡胶锚固块工艺。施工时严格控制施工质量,预埋螺栓中端和下端固定在底板钢筋上,上端套上螺母固定在锚固槽钢模板上,避免混凝土浇筑时移位和变形,锚固螺栓高程差、位移差均不得超过5mm,采用经纬仪和水准仪同时定位。在进行坝袋堵头清理时应在超出坝袋充水状态0.25m范围的坝袋堵头采用砂轮抹平,以减少坝袋磨损。对橡胶坝中、边墩表面所有对拉螺栓、铁丝等进行打磨处理,中边墩打磨光滑后刷涂丙乳水泥砂浆,丙乳水泥砂浆要严格按照配比,刷涂均匀,以减少坝袋与墩墙的摩擦。坝袋锚固时螺帽的紧固应分5次进行,紧固的顺序要按奇偶顺序紧固、间隔进行,不得由一方向向另一方向渐次推进。检验螺母是否紧固可采用0~150kg力的弹簧秤。坝袋充水实验时不得一次充至设计高程,宜将坝袋分次进行充水,每次充水后停留时间不少于30min。充水试验完成后,最后进行橡胶锚固块的安装。工程实施后效果良好,达到了相应的技术要求,并节省了施工工期和投资,取得了较好的经济效益和社会效益