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

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。