三维可视化技术水电工程施工探讨

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摘要：阐述施工工艺三维可视化技术逼真地演示了施工方案的动态过程，该技术的应用对于施工单位提高工程质量、保障施工安全及工期起到了重要作用。

关键词：三维可视化，面板堆石坝，施工工艺，技术交底

施工工艺可视化技术交底的目的在于工艺规程的分层次步骤展现，并通过施工工艺仿真过程动画以及三维模型使施工人员直观理解施工工艺要点。施工工艺可视化包括工艺要点说明文字、施工规范、仿真动画、视频、图片等，用以指导现场施工。与传统施工作业技术交底相比，采用三维可视化技术交底直观、易懂、具有视觉和听力冲击感，可以使参加交底人员更快、更好的理解设计意图、技术标准、施工控制要点，是提高建设质量的一种管理手段和方法。抽水蓄能面板堆石坝石一种典型的当地材料坝型，其施工安全质量控制的好坏直接决定运行其的安全及大坝的使用寿命，现以面板堆石板混凝土建设为案例，说明采用三维可视化技术交底的优点。

1施工准备

混凝土面板工程施工工艺流程，主要包括：施工准备、坝面测量修整、钢筋制安、接缝止水、模板制安、面板混凝土、养护、表面止水。水泥、骨料、水、外加剂、钢筋、预埋件、止水带等原材料的材质、规格型号应符合设计和相关规范规定。混凝土配合比应满足强度、抗冻、抗渗、抗侵蚀、抗裂等的设计指标及DL/T5144的规定。滑模模板的设计与加工，必须符合DL/T5110的规定。混凝土面板混凝土浇筑前，首先应清除大坝迎水面坡面砂浆或干硬性混凝土垫层上的废料，进行坡面分区，按照3m×3m（面积9m2）的网格分区测量平整度。超过大坝坡面设计坡比平面5cm的地方要进行修整削坡。检查大坝迎水面固坡砂浆脱空情况，对脱空部位凿除后，利用同标号砂浆进行填补，并修整平顺。对于周边缝止水底部一定范围的固坡砂浆进行开槽凿除施工，开槽尺寸应满足设计要求。然后采用沥青砂浆填筑，并用橡皮锤进行分层振捣密实。做好已浇筑完毕的沥青砂浆垫层成品保护，采用彩条布或者塑料薄膜进行覆盖，周边设置成品保护标志，防止人员踩踏。

2钢筋制安接缝止水

面板钢筋由加工厂加工成形后运抵现场。面板钢筋的安装一般采用现场绑扎和焊接等方式。现场绑扎是利用坝坡牵引式台车配合人工运输钢筋至仓面。先在坡面上打法向架立筋，架立筋身入垫层30cm，同步，绑扎横向架立筋。完成一段架立筋架设后，按设计技术要求进行混凝土面板钢筋绑扎，开展循环作业。混凝土面板钢筋绑扎要自下而上，钢筋接头连接方式首选双面焊，不具备条件的可采用单面焊或者直螺纹套筒机械连接，特别注意在面板浇筑时，需要割除架立筋。采用三维可视化方式展示混凝土面板钢筋施工工序，先法向架立筋、后横向架立筋、再纵向面板钢筋、再横向面板钢筋、最后安装周边加强筋。绑扎钢筋的铁丝和垫块上的铁丝均应按倒，不得伸入混凝土保护层内。已绑扎安装好的钢筋应妥善保护，不能压重物，防止变形。绑扎钢筋时，应将止水带固定在正确位置，按设计要求设置灌浆导管。混凝土面板周边缝设置F型止水，张压性缝设置Ш型止水，防浪墙底部设置V型止水。趾板与面板之间、防浪墙与面板、面板之间的缝间采用15mm厚三元乙丙橡胶板充填。混凝土面板周边缝“F”型止水采用成品的“Т”型异型接头，面板垂直缝“Ш”止水采用“Ш”型异型接头。按照设计的周边缝或者垂直缝长度，尽可能一次制作成型，利用冷切割方式加工，减少铜止水接头数量，如必须进行搭接，则采用焊接方式，搭接长度不小于2cm。已焊接完成止水铜片，再安装就位前，将直径1.5cm的成品橡胶棒植入止水铜片中心折角内，作为弹性物料，防止中心折角处挤压破坏，再用聚氨脂泡沫填满，最后利用塑性胶带完整封闭。

3模板制安

模板在单独的模板加工厂进行制作，现场安装前，对面板垂直缝位置线和面板顶面线测量放样，根据放样位置校正止水铜片，再将架立侧模，侧模应紧贴“Ш”型止水铜片，内侧面要求平直，并且对准止水铜片中心折角。侧模后期要作为混凝土面板滑模的轨道，要求侧模坚固牢靠，并符合规范要求的平整度，不得出现陡坎接头。在侧模安装完成后，要下方滑模台车进行试滑，检测其顶面平整度，试滑平顺无阻滞后，校方可具备混凝土浇筑条件。卷扬系统由卷扬机、机架、配重块组成。为便于安装，可将卷扬机与机架连成一体。在滑模安装前，滑动模板表面应清洗干净，模板需单独进行验收，不得沾有污泥、结块砂浆等，保证混凝土浇筑前滑面平整、光洁。等侧模和钢筋安装好后，安装卷扬系统就位，利用汽车吊将滑模放到先浇块，将滑模用钢绳固定在卷扬机支架上，检查钢丝绳是否牢固、卷扬机是否固定稳固，确保无问题后，将滑模下放就位（图1）。进行牵引系统调试，安放混凝土溜槽或串筒。确保溜槽顺直平滑，沿坝体斜面布置到预备浇筑仓位的最下方，为防止不良天气，需在溜槽上遮盖防雨防晒篷布。

4面板混凝土施工

一般在面板堆石坝填筑完成后经过6个月的沉降期，待坝顶沉降速率小于5mm/月，水平沉降速率小于3mm/月时，实施面板混凝土浇筑施工。在开仓前，应根据骨料含水率调整好混凝土的施工配合比，现浇混凝土面板堆石坝的坍落度宜控制在3～7mm，根据运输距离选择合适的运输工具，用溜槽入仓时，考虑气温、空气湿度、天气情况进行动态调整。混凝土拌和应符合DL/T5144的规定，运输过程中防止发生骨料分离、泌水等情况，每仓均需进行坍落度检测。因面板较长，在浇筑第一车时，需采用高标号砂浆对溜槽进行润滑。混凝土面板浇筑宜优先选择溜槽输送，溜槽宽度应根据面板宽度选择。每节溜槽长度的选择应保证溜槽挂接摘取方便，溜槽连接紧密，按照“上节压接下节”原则敷设。最后一节溜槽出料口距仓面距离应小于1.5m。混凝土浇筑层厚为30～50cm，采用插入式振捣器振捣，振捣时不得接触滑模、侧模和止水带等。振捣器垂直插入混凝土深度宜为5cm，止水铜片附近应选择30振捣棒振捣。混凝土浇筑应保持连续性。提前应查询好天气情况，根据单块面板浇筑强度，选择晴朗天气中有效时间段作为浇筑时段，如特殊原因终止浇筑或超过允许间歇时间，该部位按施工缝进行处理。施工缝的处理与留设，应符合DL/T5144的规定要求。滑模每次上滑距离不得大于300mm，提模前保证模体前30cm范围内有混凝土，平均滑升速度为1.5～2.5m/h，每次滑升间隔时间不应超过30min，以防止滑模与混凝土粘结，滑模使用后要及时清理表面至光洁程度。

5表面止水

混凝土达到设计强度70%后，从下而上分段进行表面止水施工。其施工工艺流程包括预留槽清洗，汽油喷灯烘干（预留槽），放氯丁橡胶棒、SR塑性填料嵌填，防渗盖片安装、不锈扁钢和膨胀螺栓安装、遮面封边施工。

6结语

以三维可视化方式进行混凝土面板堆石坝面板浇筑施工工艺技术交底，逼真形象展示施工工序动态过程，将施工工艺的数据和信息以直观方式呈现，使现场管理和技术人员能够快速准确地掌握施工安全质量技术控制要点，从而能够有效管控。随着水电行业的迅速发展和三维仿真技术的成熟，三维可视化技术交底增强技术人员对工程工艺质量的控制，促进整体施工工艺的现代化。

参考文献

[1]闫兴亚,赵杰,崔晓云.基于Unity3D建筑施工虚拟培训系统的研究与实现[J].计算机与数图1滑模安防就位三维场景字工程,2016,44(07):1281-1285.

作者：胡紫航 潘福营 单位：山东文登抽水蓄能有限公司 国网新源控股有限公司基建部