鋼管混凝土灌注施工方案

周挺，婁紹輝

（1. 浙江臨海市宏業混凝土有限公司，浙江 臨海 317000；2. 浙江忠信混凝土有限公司，浙江 臨海 317000）

鋼管混凝土灌注施工方案

周挺1，婁紹輝2

（1. 浙江臨海市宏業混凝土有限公司，浙江 臨海 317000；2. 浙江忠信混凝土有限公司，浙江 臨海 317000）

文章主要介紹鋼管混凝土施工方法、施工工藝流程、施工中的質量要求和施工中應注意的一些問題。

鋼管混凝土；頂升壓注法；施工

1 工程概述

靈江三橋主橋為36m+110m+36m的飛鳥式鋼管混凝土拱橋，主橋中跨為中承式鋼管混凝土拱橋，拱軸線為二次拋物線，矢跨比1/4，矢高27.5m，凈跨徑101.7m。拱肋橫橋向設置二片，左右側拱肋中心間距27m，拱肋斷面形式為橫啞鈴形四管桁式，拱肋高2.7m，寬2.0m，主弦管采用Φ70cm、δ=16mm的鋼管，拱肋靠近拱腳處設置10m實心段和5m實腹段，實心段和實腹段鋼管間設δ=12mm綴板連成一體，桁架段橫向設Φ40cm、δ=12mm的直聯桿，豎向鋼管間設Φ25cm、δ=12mm的直腹桿和斜桿；縱向四根鋼管和實心段、實腹段綴板內灌注C50混凝土，其余均為空鋼管。

2 鋼管混凝土施工方案

2.1 鋼管混凝土配合比設計

鋼管混凝土要求坍落度大、和易性好，且不泌水、不離析。同時充分發揮鋼管套箍作用，要求混凝土收縮率小，填充飽滿。

為滿足混凝土強度、坍落度、和易性要求，采用高效減水劑以降低用水量、減少水灰比、增大混凝土流動度、提高混凝土強度和耐久性。為保證管內混凝土密實性，減少混凝土收縮系數和孔隙率，按設計要求加入膨脹劑。膨脹劑擬采用UEA膨脹劑，以補償混凝土收縮。為改善管內混凝土性能，擬在混凝土中摻入適量粉煤灰，以降低水化熱，提高混凝土的施工和易性。

根據上述要求，在查閱同類工程相關資料的基礎上，決定采用自流平免振搗混凝土進行澆筑，以確保拱肋混凝土灌注質量。免振混凝土一般要求坍落度大于200mm、擴展度大于550mm、粗集料最大粒徑小于25mm、砂率大于40%，以保證混凝土在流動自密下不產生離析。

現場混凝土攪拌要求：混凝土的攪拌時間自全部配料加完至攪拌完成不得少于150s，減水劑在加完水后加入，以確保新拌混凝土性能。

2.2 泵送頂升法施工

2.2.1 基本原理

泵送頂升法是在鋼管拱腳部接近地面適當位置處開壓注孔，并將設有閘閥的鋼管進料口與泵管相連，混凝土在泵壓力作用下，由下而上頂升，靠自重擠壓密實充填管腔，與鋼管共同工作。混凝土從進料支管出來后，在重力作用下填充支管口與隔板之間的空腔，直至淹沒進料支管口，此時粗骨料最先下降，所以泵送前要先泵送砂漿，以免粗骨料反彈以及接頭處混凝土質量差。

2.2.2 泵送工藝

影響管內混凝土灌注質量因素主要是泵送混凝土配合比以及泵送工藝。泵送工藝主要流程：清洗管內油污→濕潤內壁→安設壓注頭和閘閥→泵送高強度等級砂漿→泵送壓注管內混凝土→拱頂排漿孔振搗混凝土→關閉壓注口處閘閥→拆除閘閥完成泵送。

為潤滑管壁，減少泵送過程混凝土和管壁之間摩擦力，在泵送混凝土前，先泵入適量水泥漿后再開始壓注混凝土，直至拱頂鋼管排漿管排出合格混凝土時停止，然后關閉下壓注口倒流截止閥，待混凝土終凝后即可拆除倒流截止閥，管內混凝土泵送施工過程中應保持輸送泵儲料斗內混凝土量不少于料斗容量一半，以減少泵送時吸入空氣數量，并保證連續施工。

2.2.3 施工順序及方法

拱肋灌注示意圖見圖1。

圖1 拱肋灌注順序圖

灌注步驟：1灌注右拱肋下弦內側鋼管混凝土，2灌注左拱肋下弦內側鋼管混凝土，3灌注左拱肋下弦外側鋼管混凝土，4灌注右拱肋下弦外側鋼管混凝土，5待四根下弦鋼管混凝土達到90%設計強度后再灌注右拱肋上弦內側鋼管混凝土，6灌注左拱肋上弦內側鋼管混凝土，7灌注左拱肋上弦外側鋼管混凝土，8灌注右拱肋上弦外側鋼管混凝土，9灌注右拱肋實心、實腹段混凝土，10灌注左拱肋實心、實腹段混凝土。

拱肋混凝土灌注兩頭對稱進行，共投入3臺高壓泵，其中2臺同時灌注，1臺備用。由于泵送時，泵送壓力是間歇性的，對輸送管有較大沖擊力，因此輸送管不宜有太大折角。輸送管在拱肋上要牢牢固定，特別是在灌注孔位置。

灌注孔安設：灌注孔孔徑采用125mm，與混凝土輸送管等直徑，其方向向上，與鋼管軸線成30°。混凝土輸送管與鋼管灌注管用法蘭盤連接，并設止漿閥。

排氣孔安設：在每個法蘭盤下側及拱頂增壓管兩側2m處各設排氣孔一個，孔徑50mm，露出管外200mm，方向垂直于鋼管軸線，并在拱頂增設Φ200mm鋼管作為增壓管，管長1.5m。灌注過程中應減少兩側混凝土灌注的時間間隔，灌注結束后利用增壓管對鋼管拱內混凝土的沉落間隙進行壓灌。

2.2.4 技術保證措施

所有輸送泵在每次混凝土灌注前對各部件進行認真檢查，并試運行，確保在整個混凝土灌注過程中，機器設備運行良好。同時備用一臺輸送泵，保證在輸送泵有問題時，能及時進行更換。布設輸送管時，盡量減少彎管的數量，管道固定牢固，接頭連接緊密，不漏漿、不漏氣。當出氣孔冒漿時，應立即堵塞該出氣孔，出氣孔未冒漿時不得堵塞。

混凝土應連續供應，并有一車混凝土的備用量，當混凝土供應出現間斷時，用到備用混凝土只每隔5min泵送一次維持可持續泵送施工狀態，直到下車混凝土到來。輸送泵料斗必須有足夠的混凝土，防止無混凝土空泵使管中泵入空氣引起堵管，或鋼管內混凝土進入空氣而形成空洞影響混凝土質量，或因壓縮空氣產生高壓造成鋼管壁破裂。

2.2.5 質量保證措施

為保證混凝土泵送施工順利進行，按實際泵送距離和高度進行設備試運行及混凝土壓注模擬試驗。

灌注混凝土前，壓入清水洗管并潤濕內壁（管內不得留有油污和銹蝕物），再泵入水泥漿，然后連續泵入混凝土。一根管內混凝土從兩側拱腳對稱灌注，兩端灌注速度須保持均衡，混凝土攪拌車供料的方量相同，保證泵送的高度基本一致，結束灌注以拱頂增壓管大量涌出品質相同的混凝土為標志。

泵送混凝土時兩邊泵送速度加強協調，盡量對稱頂升。特別是接近拱頂時，要注意避免一邊上升過快越過拱頂，引起鋼管骨架的縱向振動。混凝土泵送完后，立即關閉止漿閥門，拆除輸送管，配備兩臺高壓水槍，及時清洗拱肋。混凝土灌注完24h后，應對鋼管表面淋水降溫，以保證混凝土的質量。

3 結論

通過采取上述一系列綜合措施，臨海市靈江三橋主橋中跨的中承式鋼管混凝土完成施工，拱肋的混凝土在達到設計強度后，依據《鋼管混凝土結構設計與施工規程》CECS28:90，用超聲波、輔用錘擊法檢查密實度，經檢測，本橋鋼管拱混凝土完全符合設計和規范要求。由于采取了適當的措施和工藝，該橋已竣工并順利通車。

通過實踐證明，只要采取科學的施工方案，并運用合理的預防措施和嚴格的過程監控，鋼管混凝土的一些通病能很好的得到解決。

[1]公路橋涵施工技術規范[S].JTJ041-2000

[2]鋼管混凝土結構設計與施工規程[S].CECS28:90

[單位地址]浙江省臨海市古城街道許墅村臨海市宏業混凝土有限公司（317000）

周挺（1979-），男，臨海市宏業混凝土有限公司實驗室副主任，主要研究方向混凝土工民建。