南水北調中線草場溝倒虹吸混凝土澆筑施工與質量控制

□申紅旗（河南科源水利建設工程檢測有限公司）

1.工程概況

草場溝排水倒虹吸工程位于河南省中牟縣三官廟鄉草場村東約600m處，是南水北調中線總干渠與草場溝之交叉建筑物，河渠交叉點處總干渠樁號為SH（3）157+158.0。河渠交叉點以上流域面積2.9km2。50年一遇天然洪峰流量16m3/s、200年一遇天然洪峰流量23m3/s；工程修建后溝道50年一遇洪峰流量14m3/s、200年一遇洪峰流量16m3/s；工程交叉處總干渠設計流量305m3/s，加大流量365m3/s。建筑物總長174.84m，由進口段連接段、管身段、出口消能防沖段組成，其中洞身段長104.84m，孔數1孔、孔徑為2.0m×2.0m（寬×高）。

草場溝排水倒虹吸主要合同工程量包括：土方開挖2.97萬m3，水泥土換填0.01萬m3，土方填筑2.37萬m3，砌石工程0.047萬 m3，混凝土工程 0.11萬 m3，鋼筋80.52t。

2.混凝土工程施工方法

2.1 拌和

一是拌和采用JS1500型攪拌站集中拌制，該型設備為電腦自動化控制，計量精確；二是拌制現場澆筑混凝土時，嚴格按照該標段現場試驗室提供并經監理工程師批準的混凝土配料單進行配料，確保所拌混凝土質量符合相關規范要求；三是混凝土拌和程序和時間均通過試驗確定，其純拌和時間不少于表1及其他施工規范的規定；四是如有個別拌和批次，因混凝土拌和及配料不當，或拌和時間過長而報廢的混凝土則棄置在監理工程師指定的場地。

表1 混凝土純拌和時間（min）表

2.2 運輸、入倉

一是為保證混凝土拌和完畢后迅速運達澆筑地點，運輸中不產生分離、漏漿和嚴重泌水現象,擬采用MR4500型混凝土攪拌運輸車進行水平運輸，垂直運輸采用溜槽、吊車相結合的方法，并確保入倉的強度和速度，以滿足混凝土施工進度和工藝質量要求。當澆筑工作面較低時可用混凝土罐車或溜槽直接入倉澆筑；當不能直接入倉澆筑時，計劃采用QY25型汽車起重機吊配混凝土吊罐或簡易輸送帶入倉澆筑。二是混凝土入倉時，為防止離析，按照招標文件的要求限制混凝土的垂直落距，對混凝土自由傾落高度超過2.0m的應采取加掛串筒的緩沖措施。不合格的混凝土嚴禁入倉，已入倉的不合格混凝土必須予以清除，并按監理工程師的指示棄置在指定地點。三是如果混凝土運輸及入倉方式調整時將報經監理工程師批準后實施。

2.3 澆筑

一是混凝土開始澆筑前，項目部將首先按照“三檢制”對各工序進行驗收，驗收合格后再通知監理工程師對澆筑部位的準備工作進行檢查，檢查內容包括：基礎處理、已澆筑混凝土面的清理以及模板、鋼筋、插筋、預埋件、止水和觀測儀器等設施的埋設和安裝等；二是混凝土澆筑前，對施工縫的已澆筑混凝土表面進行鑿毛，沖洗干凈，并保持濕潤，但無積水。經驗收合格后，再進行混凝土澆筑；三是混凝土分層澆筑時，應滿足澆筑層容許間隔時間的要求，一般控制在初凝前；四是混凝土澆筑層厚度根據攪拌、運輸和澆筑能力、振搗器性能及氣溫因素確定，并要滿足相關技術規范的要求，計劃控制在30～50cm之間;五是澆筑混凝土時，嚴禁在倉內加水，如發現混凝土和易性較差，則采取加強振搗等措施，以保證質量；六是底板澆筑時，按照設計圖紙劃定的分倉塊，跳倉澆筑。從塊體短邊一端向另一端鋪料，采用斜層臺階法澆筑法，一次性澆筑完整塊底板。其鋪料順序如圖1所示；七是倒虹吸管身段分兩次澆筑完成，第一次澆筑完成底板，第二次澆筑完成墩墻和頂板。墩墻澆筑采用分層厚度30cm，均衡上升。頂板采用水平分層澆筑，每次鋪料厚度30cm；八是混凝土入倉后采用人工平倉，插入式振搗器振搗，振搗器選用變頻插入式，振搗須避免直接接觸止水帶、鋼筋、模板，對有止水的地方適當延長振搗時間。水平止水帶一定要在止水帶下部混凝土填滿后再進行上部澆筑，施工時現場需設專人看護；垂直止水帶兩邊同時受料，避免出現止水帶扭曲、歪斜和位移;九是振搗棒的插入深度，在振搗第一層混凝土時，以振搗器頭部不碰到基巖或老混凝土面，但相距不超過5cm為宜；振搗上層混凝土時，則插入下層混凝土5cm左右，使上下兩層結合良好。振搗時間以混凝土不再顯著下沉、水分和氣泡不再逸出并開始泛漿為準，不得長期在下料口處振搗；在管身底部拐角處采取加強振搗的方法以保證此薄若處的質量，但也不能過振。振搗器的插入間距控制在振搗器有效作用半徑1.5倍以內。振搗混凝土時嚴防漏振現象的發生，同時避免振搗過度，振搗操作嚴格遵循施工規范要求。十是對于混凝土底板過水道，表面采用平板振搗器，人工收平，澆筑時嚴格控制澆筑面高程。在氣溫較高時，可架設遮陽網避免太陽直射使得混凝土表面失水過快，造成混凝土表面開裂。十一是澆筑過程中，安排專人負責檢查振搗部位模板、鋼筋、混凝土泌水排除情況、止水帶變形位移情況，混凝土澆筑保持連續性，若間歇超過允許時間，則按施工縫處理。混凝土澆筑結束后，保證頂面平整，高程符合圖紙要求（見圖2）。

圖1 臺階法鋪料澆筑底板示意圖

圖2 管身段分倉分層澆筑示意圖

2.4 抹面和養護

一是混凝土振搗密實以后，拉線檢查，及時補料，先用木泥抹收面2次，再用鐵泥抹收光，直至初凝結束。二是在平均氣溫5℃條件下，用適當的材料覆蓋混凝土并適當灑水，大面積結構采用塑料薄膜覆蓋，小面積結構用草袋覆蓋養護。使混凝土在規定時間內有足夠的濕潤狀態，并符合下列規定。

開始養護時間：由溫度決定，當最高氣溫低于25℃時，澆筑完畢12h內覆蓋并灑水養護。當最高氣溫高于25℃時，澆筑完畢6h內覆蓋并灑水養護。

灑水養護時間：對于普通水泥或礦渣水泥拌制的混凝土，不少于14晝夜。對摻有緩凝性外加劑或有抗滲要求的混凝土，不少于28d。

灑水次數：以能保持足夠的濕潤狀態為準，養護初期水泥水化作用較快，灑水次數要多。氣溫高時，要相應增加灑水次數。

混凝土必須養護至強度達到2.5MPa以上，方準在其上行人或組織下一工序的施工。

2.5 結合面處理

水平施工縫處理是在新澆筑混凝土達到一定強度后進行（一般要達到2.5MPa以上），方可開始采用人工鑿毛或沖毛的方式進行處理。待清除掉已硬化混凝土表面的水泥乳皮并用水沖洗干凈，經監理工程師驗收合格后方可進行下道工序施工。

在施工縫上澆筑混凝土時，每次澆筑前都要對結合面灑水潤濕，并鋪一層水泥砂漿、小級配混凝土或同強度等級的富砂漿混凝土，保證新老混凝土的結合質量。

3.混凝土澆筑質量控制措施

3.1 拌和管理

嚴格按試驗室開具的、并經監理人批準的混凝土配料單進行配料，如使用外加劑，要提前做不同種類外加劑的適配性試驗，嚴格控制外加劑的摻量。根據砂石料含水量、氣溫變化、混凝土運輸距離等因素的變化，及時調整用水量，以確保混凝土入倉坍落度滿足配合比的要求。定期檢查、校正拌和機的稱量系統，確保稱量準確，且誤差控制在規范允許范圍內；保證混凝土拌和時間滿足規范要求。所有混凝土拌和記錄要做到真實、準確、完整，以便存檔或追溯。

3.2 現場施工管理

成立混凝土施工專業班子，施工前進行系統專業培訓，持證上崗，混凝土入倉后及時進行平倉振搗，振搗插點要均勻，不欠振、不漏振、不過振；振搗器根據澆筑部位的混凝土特性來選擇，靠近模板的部位采用軟管振搗器振搗。混凝土澆筑施工時，做到吃飯、交接班不停產、澆筑不中斷，以免造成冷縫；混凝土澆筑時，掌握好脫模時間，并在脫模后及時進行表面處理，消除表面的機械損傷、早期裂隙、微通道等，提高混凝土外觀質量。

3.3 專職人員管理

混凝土澆筑時安排專職質檢人員旁站，對混凝土澆筑全過程質量進行指導、檢查、監督和記錄。

3.4 溫控管理

高溫季節混凝土施工時，采用分時段澆筑作業，盡量在早上、晚間及利用陰天進行混凝土澆筑作業，確保混凝土的入倉溫度。

4.結語

混凝土工程是草場溝倒虹吸工程的重要組成部分，其澆筑施工過程及控制的合理性與科學性對整體質量起著重要作用。