南水北調(diào)中線渠道倒虹吸管身段混凝土施工設(shè)計(jì)

□劉元永（河南省豫北水利工程管理局）

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南水北調(diào)中線渠道倒虹吸管身段混凝土施工設(shè)計(jì)

□劉元永（河南省豫北水利工程管理局）

摘要：南水北調(diào)中線山莊河渠道倒虹吸是新衛(wèi)段一標(biāo)最大的水工建筑物，倒虹吸管身段共有九節(jié)，混凝土澆筑分兩期施工，采用混凝土攪拌車水平運(yùn)輸和吊車垂直運(yùn)輸，配合混凝土吊罐及布料機(jī)送混凝土入倉，并采用串桶進(jìn)行緩降。同時(shí)制定了嚴(yán)格的混凝土平倉、振搗和養(yǎng)護(hù)措施。該施工技術(shù)為管身段工程按節(jié)點(diǎn)工期和工程質(zhì)量要求完工奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：南水北調(diào)；倒虹吸；混凝土；施工設(shè)計(jì)

1工程概況

山莊河渠道倒虹吸管身段總干渠設(shè)計(jì)樁號(hào)為Ⅳ126+365～Ⅳ126+505，包括進(jìn)、出口斜管段和水平段三部分，其中進(jìn)、出口斜管段和管身段水平投影長(zhǎng)分別為16 m、31 m和93 m。結(jié)構(gòu)型式為箱形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，倒虹吸管身橫向一聯(lián)3孔，單孔過水?dāng)嗝? m×7.30 m（寬×高）。倒虹吸管身坐落于卵石層，設(shè)計(jì)混凝土標(biāo)號(hào)C30、W6、F150，底部為10 cm的C10素混凝土墊層和20 cm的碎石墊層。

2施工程序

管身段混凝土施工程序：施工準(zhǔn)備、測(cè)量放線、隱蔽工程驗(yàn)收、碎石和混凝土墊層、鋼筋模板止水制作安裝、管身底板混凝土澆筑、管身側(cè)墻混凝土澆筑、管身頂板混凝土澆筑、混凝土養(yǎng)護(hù)待強(qiáng)等。

3施工措施

3.1施工交通

施工區(qū)內(nèi)，在進(jìn)口段和出口段位置設(shè)置上下渠施工道路，施工道路坡比1：8～1：10，并與一級(jí)馬道形成環(huán)形施工道路。施工區(qū)外，沿該段渠道左右岸外側(cè)綠化帶位置各修建一條施工道路，與地方公路相連，作為場(chǎng)外連接路。

3.2施工期水電供應(yīng)

施工期間生活、生產(chǎn)用水使用施工營(yíng)地自備井地下水。施工期間用電以電網(wǎng)供電為主，利用施工營(yíng)地從地方變電站10kV變壓器引輸電線路設(shè)置的變壓器經(jīng)變壓至工地，另配備1臺(tái)HL30型流動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)組。

3.3測(cè)量放線

利用全站儀根據(jù)施工圖紙的結(jié)構(gòu)尺寸，測(cè)放出各節(jié)管身基礎(chǔ)分界線、基礎(chǔ)齒槽的結(jié)構(gòu)尺寸邊線及基底高程，采用人工進(jìn)行預(yù)留的保護(hù)層及齒槽開挖、整理。

3.4隱蔽工程驗(yàn)收

在管身基礎(chǔ)墊層混凝土澆筑之前，由監(jiān)理審核驗(yàn)收施工放樣測(cè)量成果，待驗(yàn)收合格后，再進(jìn)行碎石墊層鋪筑。

3.5碎石、混凝土墊層

3.5.1碎石墊層

鋪筑前，應(yīng)先打控制樁，然后采用人工帶線進(jìn)行鋪筑，由一端向另一端依次進(jìn)行。墊層鋪筑的平整度和厚度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。

3.5.2混凝土墊層

墊層澆筑前，應(yīng)先打好控制樁，然后拉設(shè)基準(zhǔn)線，采用混凝土攪拌車運(yùn)輸至作業(yè)面附近，采用人工入倉，平板振動(dòng)器振實(shí)，人工配合滾杠整平。

3.6模板施工

第一次澆筑時(shí)模板，外側(cè)采用組合鋼模板，貼角采用定型鋼模板。貼角模板安裝時(shí)為懸空模板，在倉內(nèi)用鋼筋支撐，2根對(duì)拉螺栓固定。模板上口部每1 m設(shè)置一根木壓桿和豎向拉筋連接，以防止懸空模板在澆筑混凝土?xí)r上浮。第二次澆筑側(cè)墻模板，內(nèi)外模板均采用組合鋼模板。側(cè)墻模板安裝與第一次澆筑混凝土搭接0.05 m，側(cè)墻模板采用鋼管站筋、圍囹加固法，站筋采用兩根Φ48鋼管，間距0.75 m，圍囹采用單根Φ48鋼管，間距0.90 m，對(duì)拉螺栓和站筋連接。內(nèi)外模板通過“撐、拉”加以固定，以保證混凝土斷面尺寸，外模采用鋼管作斜向支撐，其水平夾角為45°，以確保箱涵模板的整體穩(wěn)定性。第三次澆筑時(shí)模板，頂板采用木模板，貼角和外側(cè)采用組合鋼模板。頂板采用Φ48×3.50 mm鋼管支撐；貼角模板采用對(duì)拉螺栓和鋼管水平橫撐固定；外模采用對(duì)拉螺栓固定，外設(shè)纜風(fēng)校正。管身段底板齒墻、止水模板、管身橫頭模板均采用木模，內(nèi)拉和外支撐結(jié)合固定。

3.7鋼筋施工

管身鋼筋在附近營(yíng)地加工廠按設(shè)計(jì)要求集中加工，加工成形的鋼筋，應(yīng)分類掛牌堆放，標(biāo)明使用的部位，安裝前運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)，按設(shè)計(jì)圖紙要求安裝。安裝嚴(yán)格按有關(guān)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行，確保鋼筋的搭接、間距及綁扎滿足設(shè)計(jì)要求。

4混凝土澆筑施工

4.1混凝土拌制及運(yùn)輸

4.1.1混凝土拌制

山莊河倒虹吸管身段混凝土采用施工營(yíng)地混凝土拌和站拌制，混凝土配料按監(jiān)理工程師批準(zhǔn)的原材料和混凝土配料單進(jìn)行拌制，各種原材料的計(jì)量必須準(zhǔn)確，施工過程中嚴(yán)禁擅自更改。拌和時(shí)間和拌和程序，通過試驗(yàn)決定。

在混凝土拌和過程中，應(yīng)根據(jù)氣候條件定時(shí)測(cè)定細(xì)、粗骨料的含水量（尤其是砂的含水量）；在降雨的情況下，及時(shí)調(diào)整混凝土拌和料重量和加水量，相應(yīng)地增加測(cè)量次數(shù)。砂子含水率應(yīng)控制在6%以內(nèi)。

4.1.2混凝土運(yùn)輸

混凝土水平運(yùn)輸采用6 m3混凝土攪拌車運(yùn)輸。垂直運(yùn)輸采用35 t吊車，配合1 m3混凝土吊罐以及布料機(jī)送混凝土入倉。當(dāng)混凝土自由落距＞2 m時(shí)，采用串桶進(jìn)行緩降。

4.2混凝土澆筑

4.2.1混凝土澆筑前的準(zhǔn)備工作

混凝土澆筑前完成模板、鋼筋、止水等設(shè)施的安裝和埋設(shè)。在管身墻和頂蓋混凝土澆筑前，在已澆筑的混凝土面上鋪一層2～3 cm厚與混凝土同標(biāo)號(hào)水泥砂漿，以保證已澆混凝土和新澆混凝土結(jié)合良好。

4.2.2混凝土澆筑施工

在澆筑混凝土?xí)r，嚴(yán)禁在倉內(nèi)加水，嚴(yán)禁不合格混凝土拌和物入倉，如發(fā)現(xiàn)混凝土和易性較差時(shí)，應(yīng)及時(shí)調(diào)整混凝土坍落度。混凝土澆筑強(qiáng)度根據(jù)混凝土拌和強(qiáng)度90 m3/h、布料機(jī)運(yùn)輸強(qiáng)度15 m3/h，按照規(guī)范要求的允許間歇時(shí)間、澆筑強(qiáng)度和澆筑層允許最大厚度確定混凝土的澆筑方法。混凝土的允許間歇時(shí)間和混凝土澆筑層的允許最大厚度見表1和表2。

表1　混凝土的允許間歇時(shí)間表

表2　混凝土澆筑層的允許最大厚度表（mm）

底（頂）板澆筑，采用斜坡式澆筑法，斜坡坡比1：3。寬25.60 m的管身，澆筑厚度0.35 m/層，澆筑方量為28.30 m3/層；寬27 m的管身，澆筑厚度0.35 m/層，澆筑方量為30 m3/層；可滿足混凝土的允許間歇時(shí)間要求。

側(cè)墻澆筑，采用分層平倉澆筑法，側(cè)墻長(zhǎng)16 m，邊墻厚度1.20 m，中墻厚1.10 m，澆筑厚度0.40 m/層，澆筑方量為29.50 m3/層，可滿足混凝土的允許間歇時(shí)間要求。

4.2.3混凝土振搗

混凝土入倉采用布料機(jī)直接輸送入倉，插入式振搗器振搗，墻體平倉借助插入式振搗器，底板和頂板混凝土采用人工平倉。混凝土振搗時(shí)不得超過振搗器有效半徑的1.50倍，同時(shí)控制振搗器前后兩次插入混凝土中的間距。振搗器垂直插入混凝土中，按順序依次振搗。如略帶傾斜，則傾斜方向應(yīng)保持一致，以免漏振。振搗上層混凝土?xí)r，為加強(qiáng)上下層混凝土的結(jié)合，須將振搗器插入下層混凝土5 cm左右。振搗器距模板的垂直距離，應(yīng)大于振搗器有效半徑的1/2，同時(shí)不得觸動(dòng)鋼筋及預(yù)埋件。在振搗下部倒角及止水附近時(shí)，要仔細(xì)振搗，防止漏振及空洞。

5混凝土養(yǎng)護(hù)

混凝土澆筑時(shí)，根據(jù)氣溫情況采取恰當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)措施。在混凝土澆筑完畢后12-18 h內(nèi)即開始養(yǎng)護(hù)，如氣溫較低，則采取搭設(shè)保溫棚，內(nèi)設(shè)蜂窩煤爐增溫進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，混凝土的養(yǎng)護(hù)期根據(jù)同期試件強(qiáng)度來確定；如氣溫較高，則采取及時(shí)灑水或鋪設(shè)濕潤(rùn)的黑心棉毯加以遮蓋養(yǎng)護(hù)，以保持混凝土表面經(jīng)常濕潤(rùn)。養(yǎng)護(hù)工作派專人負(fù)責(zé)，并及時(shí)作好養(yǎng)護(hù)記錄。

6質(zhì)量保證措施

6.1混凝土工程質(zhì)量保證措施

嚴(yán)格控制混凝土原材料、配合比，不準(zhǔn)使用未經(jīng)監(jiān)理檢驗(yàn)驗(yàn)收的原材料及配合比，嚴(yán)禁不合格料入倉。混凝土澆筑前，要檢查保護(hù)層厚度和鋼筋位置是否符合規(guī)范要求，檢查倉內(nèi)是否干凈，模板面是否清理干凈。要保持混凝土澆筑的連續(xù)性，如因中斷且超過允許間歇時(shí)間時(shí)，應(yīng)按工作縫處理。混凝土澆筑期間，混凝土振搗要到位，避免漏振，且應(yīng)注意對(duì)止水的保護(hù)，表面泌水較多應(yīng)及時(shí)清除。模板安裝時(shí)，為確保混凝土外觀質(zhì)量，在模板接縫中設(shè)置雙面膠帶，以防止漏漿。模板拆除時(shí)應(yīng)保證混凝土結(jié)構(gòu)棱角不受損壞，確保混凝土的外觀質(zhì)量。

6.2混凝土溫控措施

6.2.1夏季混凝土施工溫度控制

盡可能將混凝土澆筑時(shí)間安排15：30至次日11：00時(shí)段內(nèi)，加快混凝土運(yùn)輸入倉及平倉振搗速度，減少混凝土出機(jī)后溫度回升。同時(shí)在混凝土運(yùn)輸采用混凝土攪拌運(yùn)輸車，減少混凝土在運(yùn)輸過程中的溫升。及時(shí)覆蓋倉面，避免陽光直射。

6.2.2冬季混凝土施工溫度控制

采用水化熱低的水泥，降低水泥用量、摻加適量粉煤灰、降低澆筑速度并減少澆筑層厚度，采取覆蓋保溫材料等措施控制混凝土內(nèi)外溫差。應(yīng)盡量將混凝土澆筑時(shí)間控制在每天的高溫時(shí)段，混凝土入倉溫度控制在15～25℃，必要時(shí)加熱水進(jìn)行拌和，調(diào)整混凝土配合比，摻加混凝土防凍劑。控制層間溫差， 對(duì)混凝土澆筑塊外表面、橫縫面、頂面混凝土表面采用雙層草袋或EPE粒狀塑料保溫被覆蓋。

（責(zé)任編輯：韋詩佳）

中圖分類號(hào)：TV672.5

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1673-8853（2016）05-0023-02

收稿日期：2016-02-02