南水北調(diào)中線草場溝倒虹吸混凝土澆筑施工與質(zhì)量控制

□申紅旗（河南科源水利建設(shè)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(xiāng)草場村東約600m處，是南水北調(diào)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(shè)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(shù)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(shè)備為電腦自動化控制，計量精確；二是拌制現(xiàn)場澆筑混凝土?xí)r，嚴(yán)格按照該標(biāo)段現(xiàn)場試驗室提供并經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)的混凝土配料單進行配料，確保所拌混凝土質(zhì)量符合相關(guān)規(guī)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(guī)范的規(guī)定；四是如有個別拌和批次，因混凝土拌和及配料不當(dāng)，或拌和時間過長而報廢的混凝土則棄置在監(jiān)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(dá)澆筑地點，運輸中不產(chǎn)生分離、漏漿和嚴(yán)重泌水現(xiàn)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(jié)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(zhì)量要求。當(dāng)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(dāng)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(biāo)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(yīng)采取加掛串筒的緩沖措施。不合格的混凝土嚴(yán)禁入倉，已入倉的不合格混凝土必須予以清除，并按監(jiān)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(diào)整時將報經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)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(jiān)理工程師對澆筑部位的準(zhǔn)備工作進行檢查，檢查內(nèi)容包括：基礎(chǔ)處理、已澆筑混凝土面的清理以及模板、鋼筋、插筋、預(yù)埋件、止水和觀測儀器等設(shè)施的埋設(shè)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(jīng)驗收合格后，再進行混凝土澆筑；三是混凝土分層澆筑時，應(yīng)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(jù)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(guān)技術(shù)規(guī)范的要求，計劃控制在30～50cm之間;五是澆筑混凝土?xí)r，嚴(yán)禁在倉內(nèi)加水，如發(fā)現(xiàn)混凝土和易性較差，則采取加強振搗等措施，以保證質(zhì)量；六是底板澆筑時，按照設(shè)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(dāng)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(xiàn)場需設(shè)專人看護；垂直止水帶兩邊同時受料，避免出現(xiàn)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?xí)r，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?xí)r，則插入下層混凝土5cm左右，使上下兩層結(jié)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(zhǔn)，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(zhì)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(nèi)。振搗混凝土?xí)r嚴(yán)防漏振現(xiàn)象的發(fā)生，同時避免振搗過度，振搗操作嚴(yán)格遵循施工規(guī)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(yán)格控制澆筑面高程。在氣溫較高時，可架設(shè)遮陽網(wǎng)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(fù)責(zé)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(xù)性，若間歇超過允許時間，則按施工縫處理。混凝土澆筑結(jié)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(yǎng)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(jié)束。二是在平均氣溫5℃條件下，用適當(dāng)?shù)牟牧细采w混凝土并適當(dāng)灑水，大面積結(jié)構(gòu)采用塑料薄膜覆蓋，小面積結(jié)構(gòu)用草袋覆蓋養(yǎng)護。使混凝土在規(guī)定時間內(nèi)有足夠的濕潤狀態(tài)，并符合下列規(guī)定。

開始養(yǎng)護時間：由溫度決定，當(dāng)最高氣溫低于25℃時，澆筑完畢12h內(nèi)覆蓋并灑水養(yǎng)護。當(dāng)最高氣溫高于25℃時，澆筑完畢6h內(nèi)覆蓋并灑水養(yǎng)護。

灑水養(yǎng)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?jié)B要求的混凝土，不少于28d。

灑水次數(shù)：以能保持足夠的濕潤狀態(tài)為準(zhǔn)，養(yǎng)護初期水泥水化作用較快，灑水次數(shù)要多。氣溫高時，要相應(yīng)增加灑水次數(shù)。

混凝土必須養(yǎng)護至強度達(dá)到2.5MPa以上，方準(zhǔn)在其上行人或組織下一工序的施工。

2.5 結(jié)合面處理

水平施工縫處理是在新澆筑混凝土達(dá)到一定強度后進行（一般要達(dá)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(jīng)監(jiān)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?xí)r，每次澆筑前都要對結(jié)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(jié)合質(zhì)量。

3.混凝土澆筑質(zhì)量控制措施

3.1 拌和管理

嚴(yán)格按試驗室開具的、并經(jīng)監(jiān)理人批準(zhǔn)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(yán)格控制外加劑的摻量。根據(jù)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(diào)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(tǒng)，確保稱量準(zhǔn)確，且誤差控制在規(guī)范允許范圍內(nèi)；保證混凝土拌和時間滿足規(guī)范要求。所有混凝土拌和記錄要做到真實、準(zhǔn)確、完整，以便存檔或追溯。

3.2 現(xiàn)場施工管理

成立混凝土施工專業(yè)班子，施工前進行系統(tǒng)專業(yè)培訓(xùn)，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(jù)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(chǎn)、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(zhì)量。

3.3 專職人員管理

混凝土澆筑時安排專職質(zhì)檢人員旁站，對混凝土澆筑全過程質(zhì)量進行指導(dǎo)、檢查、監(jiān)督和記錄。

3.4 溫控管理

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

4.結(jié)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(xué)性對整體質(zhì)量起著重要作用。