某倒虹吸主體工程施工技術

陳 佳

(天津市水利工程有限公司 天津300222)

某倒虹吸主體工程施工技術

陳 佳

(天津市水利工程有限公司 天津300222)

倒虹吸是輸水工程中常用的建筑物，其施工技術備受關注。某倒虹吸由進口漸變段、進口檢修閘、管身段、出口控制閘和出口漸變段組成，建筑物總長336,m。從土方開挖、土方回填、CFG樁施工及混凝土施工4個方面介紹了該倒虹吸管身段的施工技術，供類似工程參考。提出只有嚴格按照工藝要求進行施工才能保證施工的安全、質量和工期。

倒虹吸 土方 CFG樁 混凝土

0 引 言

某倒虹吸由進口漸變段、進口檢修閘、管身段、出口控制閘和出口漸變段組成，建筑物總長336,m。進、出口漸變段分別長45,m、55,m，進口檢修閘室段長13,m，出口控制閘室段長23,m，閘室均為4孔(單孔凈寬6.5,m)；管身段水平投影長200,m(由進口斜管段、水平段和出口斜管段組成)，管身橫向為4孔兩聯箱形鋼筋混凝土結構，單孔尺寸6.5,m×6.7,m (寬×高)。

倒虹吸主體工程實行分期施工，管身段為一期工程，進、出口漸變段及檢修閘、控制閘室為二期工程；土方開挖施工采取自上而下分層梯級開挖；土方回填從臨時存渣場取料、運輸、攤鋪碾壓；CFG樁采用振動沉管法施工，混合料采用廠拌；混凝土采取拌和站集中拌制，支架法澆筑；模板采用組合鋼模板。[1-2]

1 土方工程

1.1 土方開挖

倒虹吸主體工程土方開挖工序包括：①場地清理，砍伐灌木、雜草，清除垃圾、樹根，有用材料運至指定地點堆碼整齊，無用材料焚燒掩埋。②施工排水、臨時截水溝開挖，為了避免地表水及雨水流入開挖工作面，在開挖邊界外指定地方設置臨時截水溝；由于倒虹吸管身水平段建基面位于地下水位以下，開挖前在擋水圍堰之內、開挖開口線之外開挖臨時截水溝；保證截水溝邊坡穩定、溝底縱坡平順、保持排水通暢，并在適當位置設立集水坑，使用排水設施進行排水。③清基，清基層厚0.5,m左右，采用裝載機推土，集料作為棄料處理。④土方開挖，土方開挖采用自上而下分層梯級開挖的施工程序，開挖分層厚度3～4,m，滿足施工圖紙要求的坡度和平整度。

土方開挖施工程序如圖1所示，斷面示意如圖2所示。

圖1 土方開挖施工程序Fig.1 Construction procedures of earthwork excavation

圖2 開挖斷面示意圖Fig.2 Schematic of the excavation section

1.2 土方回填

在存棄碴場開挖適宜的土料、劃定開采區界線、清理表層，并在開挖料的周圍設置必要的排水設施；選定與實際施工條件相仿的現場開展碾壓、含水量、壓實土密度、滲透系數、壓縮系數和抗剪強度等生產性試驗，根據確定的各個參數進行回填料制備和加工；在料場嚴格控制、調整回填料的含水量，填料的分布及級配應當均勻。填筑一律采用分層均勻平鋪，鋪料層厚度50～80,cm，每層碾壓6～8遍；施工中嚴格控制攤鋪厚度、壓實參數，壓實合格后鋪筑上層新料；分段填筑時，每層接縫處做成斜坡，碾跡重疊0.5～1.0,m，上下層分段位置應錯開，錯縫距離不小于1.0,m。土方回填施工程序如圖3所示。

圖3 土方回填施工程序Fig.3 Construction procedures of earthwork backfilling

2 CFG樁施工

根據建筑物場地地質水文、現存構建物、障礙物等情況以及CFG樁布樁圖、設計施工說明確定CFG樁施工的技術措施和工藝方法。該工程段地基為壤土，屬于軟基礎，選用振動沉管法進行CFG樁施工。CFG樁施工工藝、方法如圖4所示。

① 清理施工場地，按設計做好封底層；施工放樣，根據設計圖紙布置樁位，做好標志。進行工藝性試樁，確定混合料配合比、拔管速度、施打順序等各項施工參數。

圖4 CFG樁施工工藝流程Fig.4 Process of CFG pile construction

② 樁機就位，調整套管與地面垂直，保證垂直度符合規范要求；在套管上標志出打設深度，確保加固深度滿足設計要求。

③ 啟動電動機，開始沉管，注意保持樁機的穩定，避免傾斜和錯位。沉管過程中須做好記錄。激振電流每沉1.0,m記錄一次，對土層變化處應特別說明，直到沉管至設計標高后停機。

④ 停機后立即向管內投料(混合料采用廠拌)，直到混合料與進料口齊平，開動電動機，沉管原地留振l0,s左右，然后根據試樁確定的拔管速度邊振動邊拔管。

⑤ 當樁管拔出地面，確認成樁符合設計要求后用粒狀材料封頂，然后移機繼續下一根樁施工。

⑥ CFG樁施工完成并檢測合格后，人工切割樁頭施工質量較差段，在樁頂鋪設0.6,m厚碎石墊層。

CFG樁施工程序如圖4所示。

3 混凝土施工

3.1 總體方案

① 管身段混凝土澆筑：管身為鋼筋混凝土箱形結構，采用支架法跳倉澆筑施工。開挖完成后先進行墊層澆筑；用長臂反鏟進行底板混凝土澆筑，分左右幅進行；澆筑左(右)幅靠邊坡一側的兩面墻體；澆筑至頂板底面處時將該段進行回填。[3]

② 進出口閘室段和漸變段混凝土澆筑：閘室段(包括底板、閘墩、邊墻及上部結構等)混凝土和漸變段混凝土采用相同的澆筑方法穿插澆筑。混凝土采用支架法澆筑；模板采用組合鋼模板；澆筑分層高度以結構體型轉折點為界或2～3,m；入倉方式采用履帶吊，水平運輸使用砼罐車。

混凝土澆筑施工工藝流程如圖5所示。

圖5 混凝土澆筑施工工藝流程Fig.5 Process of concrete pouring

3.2 混凝土工程

閘室、邊坡、擋墻及框架根據混凝土結構、入倉強度和分層分塊情況設置臨時施工縫，分層高度不大于3,m。管身斜管段分塊長度為15.5,m，平管段分塊長度為15.4,m。管身段每塊分3個倉號：底板倉號、側墻倉號、頂板倉號。管身段倉號分層如圖6所示，管身段混凝土各倉主要工作量見表1。

圖6 倒虹吸管身分層圖Fig.6 Layered graph of the Invert Siphon Project tube

表1 管身段混凝土工程量清單表Tab.1 Concrete BOQ of the tube

3.2.1 澆筑準備、倉面驗收

當每一倉位的各項程序工作結束后進行清倉，并做好施工場面及道路的整理，振搗器、手推車、工作人員全部就位。驗收合格后開倉澆筑。

3.2.2 運輸、入倉、平倉及振搗

混凝土水平運輸采用砼罐車；管身混凝土、閘室及上部框架結構混凝土主要采用長臂反鏟、QUYT-55履帶吊以及砼臥罐入倉。一般混凝土根據倉面大小、墻寬及澆筑方法等選用φ50或φ100軟軸插入式振搗器或附著式振搗器進行振搗；墊層薄層混凝土采用平板振搗器振搗，混凝土澆筑采用通倉薄層平鋪法施工，澆筑坯層厚度控制在30～50,cm。

3.2.3 混凝土入倉手段

① 底板倉號：用擋土墻平臺作為混凝土水平運輸平臺并布置一個混凝土集料槽，自卸汽車運料至集料槽內，液壓反鏟(斗容0.8,m3、有效臂長14.5,m)自槽內取料后布料入倉。②側墻倉號：側墻厚度為1.1,m，單個側墻倉號面積為18.5,m2，倉號受料寬度相對狹窄，使用QUYT-55履帶吊起吊1.5,m3吊罐入倉，采用平鋪法澆筑。側墻倉號較高，為防止混凝土料下落出現骨料分離現象，在吊罐下料處下方加掛溜筒(溜筒長度控制為溜筒出口距離混澆筑面不超過1.5,m)，將吊罐內的混凝土料卸入溜筒上方的受料斗內控制下料速度。③頂板倉號：頂板倉號采用平鋪法進行澆筑，混凝土入倉采用長臂反鏟和履帶吊起吊1.5,m3吊罐的綜合手段。

3.2.4 防凍措施

天氣較冷時進行混凝土澆筑，需采取溫控措施：[4]混凝土拌制時添加防凍劑；現場澆筑可采取蓋單層彩條布再覆蓋一層草袋保溫；也可以根據實際施工情況錯開冷凍期澆筑預制構件。

3.2.5 拆模養護

一般非承重模板在澆筑48,h后即可拆除，小跨度承重模板在混凝土強度達到設計強度的70%,時方可拆除，大跨度承重模板及特殊部位模板必須在混凝土強度達到100%,設計強度后才能拆除。低溫時拆模時間盡可能推遲，拆模時混凝土強度必須大于允許受凍臨界強度，并避免在夜間或氣溫驟降期間拆模。拆模要避免對混凝土表面及模板的損傷和毀壞。拆模后用草袋覆蓋、灑水養護，保持草袋的濕潤，養護時間不少于14,d。

4 結 語

倒虹吸是輸水工程中常用的建筑物，其施工技術備受關注。土方開挖、土方回填、CFG樁施工及混凝土施工是倒虹吸施工過程中非常重要的環節，只有嚴格按照工藝要求進行施工才能保證施工的安全、質量和工期。

［1］ 石泉，張立德，李紅偉. 大型倒虹吸工程設計與施工[M]. 北京：水利水電出版社，2007.

［2］ 丁利明. 南水北調中線唐河倒虹吸工程施工技術[J].水利水電技術，2007，38(5)：37-38.

［3］ DL/T5144—2001 水工混凝土施工規范[S].

［4］ 高楓，郭娟. 大體積混凝土冬季施工技術探討[J]. 山西建筑，2009，35(26)：35-37.

Construction Technology of Main Works of Invert Siphon Project

CHEN Jia
(Tianjin Water Conservancy Engineering Co.，Ltd.，Tianjin 300222，China)

Inverted siphon is commonly used in water conveyance projects，therefore the construction technology of inverted siphon receives considerable attention.An inverted siphon was described，which consists of a transition section at inlet，inlet overhauling valve，pipe，outlet control valve and a transition section at outlet.The total length of the structure is 336,m.The construction technology of inverted siphon was introduced，which involves earthwork excavation，earthwork backfilling，CFG pile construction and concrete construction.It is hoped it can provide reference and guidance for similar projects.

inverted siphon；earthwork；CFG pile；concrete

TV68

：A

：1006-8945(2016)05-0077-03

2016-04-20