三維可視化技術水電工程施工探討

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摘要：闡述施工工藝三維可視化技術逼真地演示了施工方案的動態(tài)過程，該技術的應用對于施工單位提高工程質(zhì)量、保障施工安全及工期起到了重要作用。

關鍵詞：三維可視化，面板堆石壩，施工工藝，技術交底

施工工藝可視化技術交底的目的在于工藝規(guī)程的分層次步驟展現(xiàn)，并通過施工工藝仿真過程動畫以及三維模型使施工人員直觀理解施工工藝要點。施工工藝可視化包括工藝要點說明文字、施工規(guī)范、仿真動畫、視頻、圖片等，用以指導現(xiàn)場施工。與傳統(tǒng)施工作業(yè)技術交底相比，采用三維可視化技術交底直觀、易懂、具有視覺和聽力沖擊感，可以使參加交底人員更快、更好的理解設計意圖、技術標準、施工控制要點，是提高建設質(zhì)量的一種管理手段和方法。抽水蓄能面板堆石壩石一種典型的當?shù)夭牧蠅涡停涫┕ぐ踩|(zhì)量控制的好壞直接決定運行其的安全及大壩的使用壽命，現(xiàn)以面板堆石板混凝土建設為案例，說明采用三維可視化技術交底的優(yōu)點。

1施工準備

混凝土面板工程施工工藝流程，主要包括：施工準備、壩面測量修整、鋼筋制安、接縫止水、模板制安、面板混凝土、養(yǎng)護、表面止水。水泥、骨料、水、外加劑、鋼筋、預埋件、止水帶等原材料的材質(zhì)、規(guī)格型號應符合設計和相關規(guī)范規(guī)定。混凝土配合比應滿足強度、抗凍、抗?jié)B、抗侵蝕、抗裂等的設計指標及DL/T5144的規(guī)定。滑模模板的設計與加工，必須符合DL/T5110的規(guī)定。混凝土面板混凝土澆筑前，首先應清除大壩迎水面坡面砂漿或干硬性混凝土墊層上的廢料，進行坡面分區(qū)，按照3m×3m（面積9m2）的網(wǎng)格分區(qū)測量平整度。超過大壩坡面設計坡比平面5cm的地方要進行修整削坡。檢查大壩迎水面固坡砂漿脫空情況，對脫空部位鑿除后，利用同標號砂漿進行填補，并修整平順。對于周邊縫止水底部一定范圍的固坡砂漿進行開槽鑿除施工，開槽尺寸應滿足設計要求。然后采用瀝青砂漿填筑，并用橡皮錘進行分層振搗密實。做好已澆筑完畢的瀝青砂漿墊層成品保護，采用彩條布或者塑料薄膜進行覆蓋，周邊設置成品保護標志，防止人員踩踏。

2鋼筋制安接縫止水

面板鋼筋由加工廠加工成形后運抵現(xiàn)場。面板鋼筋的安裝一般采用現(xiàn)場綁扎和焊接等方式。現(xiàn)場綁扎是利用壩坡牽引式臺車配合人工運輸鋼筋至倉面。先在坡面上打法向架立筋，架立筋身入墊層30cm，同步，綁扎橫向架立筋。完成一段架立筋架設后，按設計技術要求進行混凝土面板鋼筋綁扎，開展循環(huán)作業(yè)。混凝土面板鋼筋綁扎要自下而上，鋼筋接頭連接方式首選雙面焊，不具備條件的可采用單面焊或者直螺紋套筒機械連接，特別注意在面板澆筑時，需要割除架立筋。采用三維可視化方式展示混凝土面板鋼筋施工工序，先法向架立筋、后橫向架立筋、再縱向面板鋼筋、再橫向面板鋼筋、最后安裝周邊加強筋。綁扎鋼筋的鐵絲和墊塊上的鐵絲均應按倒，不得伸入混凝土保護層內(nèi)。已綁扎安裝好的鋼筋應妥善保護，不能壓重物，防止變形。綁扎鋼筋時，應將止水帶固定在正確位置，按設計要求設置灌漿導管。混凝土面板周邊縫設置F型止水，張壓性縫設置Ш型止水，防浪墻底部設置V型止水。趾板與面板之間、防浪墻與面板、面板之間的縫間采用15mm厚三元乙丙橡膠板充填。混凝土面板周邊縫“F”型止水采用成品的“Т”型異型接頭，面板垂直縫“Ш”止水采用“Ш”型異型接頭。按照設計的周邊縫或者垂直縫長度，盡可能一次制作成型，利用冷切割方式加工，減少銅止水接頭數(shù)量，如必須進行搭接，則采用焊接方式，搭接長度不小于2cm。已焊接完成止水銅片，再安裝就位前，將直徑1.5cm的成品橡膠棒植入止水銅片中心折角內(nèi)，作為彈性物料，防止中心折角處擠壓破壞，再用聚氨脂泡沫填滿，最后利用塑性膠帶完整封閉。

3模板制安

模板在單獨的模板加工廠進行制作，現(xiàn)場安裝前，對面板垂直縫位置線和面板頂面線測量放樣，根據(jù)放樣位置校正止水銅片，再將架立側模，側模應緊貼“Ш”型止水銅片，內(nèi)側面要求平直，并且對準止水銅片中心折角。側模后期要作為混凝土面板滑模的軌道，要求側模堅固牢靠，并符合規(guī)范要求的平整度，不得出現(xiàn)陡坎接頭。在側模安裝完成后，要下方滑模臺車進行試滑，檢測其頂面平整度，試滑平順無阻滯后，校方可具備混凝土澆筑條件。卷揚系統(tǒng)由卷揚機、機架、配重塊組成。為便于安裝，可將卷揚機與機架連成一體。在滑模安裝前，滑動模板表面應清洗干凈，模板需單獨進行驗收，不得沾有污泥、結塊砂漿等，保證混凝土澆筑前滑面平整、光潔。等側模和鋼筋安裝好后，安裝卷揚系統(tǒng)就位，利用汽車吊將滑模放到先澆塊，將滑模用鋼繩固定在卷揚機支架上，檢查鋼絲繩是否牢固、卷揚機是否固定穩(wěn)固，確保無問題后，將滑模下放就位（圖1）。進行牽引系統(tǒng)調(diào)試，安放混凝土溜槽或串筒。確保溜槽順直平滑，沿壩體斜面布置到預備澆筑倉位的最下方，為防止不良天氣，需在溜槽上遮蓋防雨防曬篷布。

4面板混凝土施工

一般在面板堆石壩填筑完成后經(jīng)過6個月的沉降期，待壩頂沉降速率小于5mm/月，水平沉降速率小于3mm/月時，實施面板混凝土澆筑施工。在開倉前，應根據(jù)骨料含水率調(diào)整好混凝土的施工配合比，現(xiàn)澆混凝土面板堆石壩的坍落度宜控制在3～7mm，根據(jù)運輸距離選擇合適的運輸工具，用溜槽入倉時，考慮氣溫、空氣濕度、天氣情況進行動態(tài)調(diào)整。混凝土拌和應符合DL/T5144的規(guī)定，運輸過程中防止發(fā)生骨料分離、泌水等情況，每倉均需進行坍落度檢測。因面板較長，在澆筑第一車時，需采用高標號砂漿對溜槽進行潤滑。混凝土面板澆筑宜優(yōu)先選擇溜槽輸送，溜槽寬度應根據(jù)面板寬度選擇。每節(jié)溜槽長度的選擇應保證溜槽掛接摘取方便，溜槽連接緊密，按照“上節(jié)壓接下節(jié)”原則敷設。最后一節(jié)溜槽出料口距倉面距離應小于1.5m。混凝土澆筑層厚為30～50cm，采用插入式振搗器振搗，振搗時不得接觸滑模、側模和止水帶等。振搗器垂直插入混凝土深度宜為5cm，止水銅片附近應選擇30振搗棒振搗。混凝土澆筑應保持連續(xù)性。提前應查詢好天氣情況，根據(jù)單塊面板澆筑強度，選擇晴朗天氣中有效時間段作為澆筑時段，如特殊原因終止?jié)仓虺^允許間歇時間，該部位按施工縫進行處理。施工縫的處理與留設，應符合DL/T5144的規(guī)定要求。滑模每次上滑距離不得大于300mm，提模前保證模體前30cm范圍內(nèi)有混凝土，平均滑升速度為1.5～2.5m/h，每次滑升間隔時間不應超過30min，以防止滑模與混凝土粘結，滑模使用后要及時清理表面至光潔程度。

5表面止水

混凝土達到設計強度70%后，從下而上分段進行表面止水施工。其施工工藝流程包括預留槽清洗，汽油噴燈烘干（預留槽），放氯丁橡膠棒、SR塑性填料嵌填，防滲蓋片安裝、不銹扁鋼和膨脹螺栓安裝、遮面封邊施工。

6結語

以三維可視化方式進行混凝土面板堆石壩面板澆筑施工工藝技術交底，逼真形象展示施工工序動態(tài)過程，將施工工藝的數(shù)據(jù)和信息以直觀方式呈現(xiàn)，使現(xiàn)場管理和技術人員能夠快速準確地掌握施工安全質(zhì)量技術控制要點，從而能夠有效管控。隨著水電行業(yè)的迅速發(fā)展和三維仿真技術的成熟，三維可視化技術交底增強技術人員對工程工藝質(zhì)量的控制，促進整體施工工藝的現(xiàn)代化。

參考文獻

[1]閆興亞,趙杰,崔曉云.基于Unity3D建筑施工虛擬培訓系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[J].計算機與數(shù)圖1滑模安防就位三維場景字工程,2016,44(07):1281-1285.

作者：胡紫航 潘福營 單位：山東文登抽水蓄能有限公司 國網(wǎng)新源控股有限公司基建部