現澆鋼筋砼U形薄壁渡槽施工控制淺析

王大波

【摘要】玉溪河灌區的咽喉工程—“團結渡槽”因地震受損嚴重決定重建。因施工條件限制大型機具不能到達現場，為滿足施工安全、質量、工期、費用控制要求，通過對模板設計、制作、安裝和槽身砼澆筑關鍵點的有效控制，圓滿的完成了施工任務。

【關鍵詞】U形薄壁渡槽；模板設計制作與安裝；砼澆筑；關鍵點；控制

玉溪河灌區位于成都平原西南邊緣岷江、青衣江之間的淺丘臺地上，該工程從雅安市蘆山縣境內的青衣江支流玉溪河上筑壩引水，設計總引水流量34m3/s，灌溉邛崍、蒲江、名山、蘆山四區（市、縣），設計灌面86.64萬畝，現有效灌面積為62萬畝。2013年4月20日雅安市蘆山縣境內發生7.0大地震，使距震中僅10.0km的團結渡槽震損嚴重。其2、3、4、5號渡槽墩帽兩側支撐點處砼被剪切破壞，出現貫穿性裂縫，裂縫沿渡槽縱向貫通并延伸至墩帽牛腿下部。支撐搖軸下部砼被壓破、開裂。渡槽槽內伸縮縫被地震損壞，漏水嚴重。加之原渡槽鋼筋保護層厚度未達設計要求及砼密實度不足，經多年運行殼體部分鋼筋外露，銹蝕嚴重（見圖一），已來嚴重影響渡槽安全運行。經綜合分析后，擬定對該渡槽重建。

經方案論證在原團結渡槽左側8m位置重建。重建槽身結構與原渡槽結構相同，即槽身為U型斷面（見圖二），砼強度等級為C25，設計引水流量30m3/s（校核33m3/s），縱坡比降1/800，單跨長度10m，共13跨，全長130m，并在渡槽槽身與上、下游渠道連接處設伸縮縫。

因受施工場地條件限制，大型施工機械無法到達現場（最大施工機械12T汽車吊），這給施工組織帶來很大困難。在施工組織時就只能按能到達現場的機械進行組織安排。因此只有對槽身模板設計、制作、安裝和槽身砼澆筑關鍵點有效控制，才能滿足施工安全、質量、工期、費用控制要求。

一、模板設計制作與安裝

（一）模板支撐結構的確定

渡槽槽底離地面最大高度約4.5m，對比采用貝雷梁和鋼管架加枕木的下部支撐結構。貝雷梁架設的施工難度大、花費高、適用性差。鋼管架加枕木施工簡單，取材容易，花費少。最終確定采用鋼管架加枕木的下部支撐結構。

（二）模板結構與數量的確定

為保證渡槽整體澆筑質量，減少砼澆筑時施工作人員數量，減少安全隱患，經計算確定采用定制整體鋼模板（單塊重量以1.2T控制）。一套模板包括內模6塊，外模6塊，底模4塊，封頭模1組及內部支撐、外部連接部件（見圖三）。在滿足工期的前提下（計劃施工進度10天/跨），為保證砼有充足養生時間，經計算底模配置為3組，外模2組，內模1組，封頭模1組。在內模板圓弧段中部設置砼振搗和檢查孔。

（三）模板安拆控制的關鍵點

因原地面承載能力較差，為保證渡槽澆筑時不產生變形，再架立鋼管架前先對原地面夯實后采用厚10cm的C15砼硬化處理，在達到強度后才在上面架設鋼管。為防止壓碎砼墊層，在鋼管與地面接觸處采用15X15cm厚8mm的鋼板作為受力立管墊塊。立管采用標準間距80X80cm，并按標準配置縱橫拉桿和剪刀撐。立桿頂部統一安裝頂托，用于高度微調和安放枕木平臺，鋪設的枕木作為模板安裝的平臺。為抵消在槽身自重及施工荷載下產生撓度，保證了槽身在通水后的撓度控制在正常使用極限狀態要求內，槽身預拱度設置為3cm。

槽身模板安裝的關鍵點是模板的定位和安裝初始單塊模板的固定上。模板的定位準確與否將直接影響渡槽成形后是否滿足設計要求，直接影響以后的過流能力和水流流態，所以在模板安裝開始就把模板安裝精度作為重點控制。在模板安裝前必須對枕木安裝高程進行測量，特別是每跨渡槽進出口，在滿足精度要求后才進行下一步的模板安裝。槽身模板安裝順序是先槽底、然后外模，在完成槽身鋼筋制安后，再安裝內模，封頭。槽底模板的安裝是模板安裝控制的重中之重，必須對高程和軸線嚴格控制。高程控制和軸線控制的重點又在渡槽進出口，在安裝前要根據內業計算成果測設高程點和軸線并作相應的標記，在安裝完成后還要進行復測，不滿足安裝精度要求的進行校正，直至滿足要求為此。在底模安裝完畢后，就依次安裝外模。外模的安裝控制重點在開始兩個模板的固定問題，這個直接影響到施工的安全，如果固定不牢造成傾倒，極容造成人員傷亡，所以此項工作要引起高度重視。開始安裝的兩個模板除和底模及時聯接外，還應采用風繩或鋼管進行加固支撐，在外模安裝完畢加裝橫梁連接后方可拆除風繩或鋼管支撐加固。外模安裝完畢后對模板進行校正，滿足精度要求就可以對外模涂刷脫模劑，待脫模風干后，開始綁扎鋼筋，安裝止水帶。在上述工作完成后，進行內模和封頭模的安裝，內模的安裝時注意鋼筋保護層厚度的問題，最好采用是定型預制砼墊塊。

模板拆除先內模和封頭模，再拆外模，等到砼凝期達到28天后再拆底模和鋼管架。拆除內模時要注意對撐拆除和不能拆除外模鋼橫梁，避免造成槽身砼拉裂。外模連接鋼橫梁拆除應在砼橫拉梁澆筑完畢強度達到設計強度75%以上才能拆除。外模拆除的剩最后兩塊時也要用風繩或鋼管支撐加固，避免傾倒。

二、砼澆筑質量控制

（一）砼配合比確定

為了保證砼配合比符合設計強度、施工和易性、耐久性、經濟性要求，首先原材料是關鍵。在砼澆筑前就對原材料進行了送檢，保證所有原材料都符合質量要求。其次砼配合比也很重要，在砼澆筑之前進行試配試驗，在試配結果中選取滿足設計強度、耐久性要求并和易性較好配合比作為施工配合比。

（二）砼攪拌

因受施工條件的限制，渡槽的槽身砼只能采用自拌砼。經計算單跨槽身砼量為約38.93m3， 使用0.4m3自落式攪抖機生產量能夠滿足施工強度要求，確定選用0.4m3自落式攪抖機作為攪拌機械，并輔以小型裝載機上料。為避免產生冷縫造成槽身浸水，槽身砼澆筑要求連續施工一次性完成，不能中斷，因此除配置主要攪拌機外，另備一臺同型號的攪抖機和50kw柴油發電機備用。

（三）砼入倉和振搗

攪拌好的砼采用先放入吊斗，由吊車提升入倉。因渡槽的槽身較深在澆筑初期輔以砼溜桶入倉，避免砼產生離析。砼的振搗情況直接影響到砼的整體質量，振搗作為得重點工序進行控制。在澆筑前就對砼振搗方案進行論證，一種是采用附著式振搗器振搗，人為因素影響小，但這種適合于下部支撐結構十分牢靠的情況（比如貝雷梁），不然就會產生很大的施工變形甚至質量事故。另一種采用插入式振搗器振搗，這種對下部支撐結構要求不高，但人為因素影響大，這個需要振搗器操作人員有豐富施工經驗和很強責任心。因本工程的模板下部支撐結構采用是鋼管架不具備使用附著式振搗器條件，只能采用插入式振搗器。因此振搗的控制重點就放在了振搗器操作人員上了，首先選用有豐富施工經驗和很強責任心的兩名振搗器操作人員交叉進行振搗作業。其次選派施工人員跟班監督，避免漏振，這樣就很好解決了砼的振搗密實度問題。

（四）砼養護

渡槽的槽身較薄對溫度濕度的變化很敏感，如果養護工作不當、不及時，造成混凝土表面水分散失太快，混凝土在拆模前，甚至終凝前就會出現裂紋。這直接影響混凝土的強度和耐久性，甚至危機工程結構的安全。因此，混凝土在凝固養護期間，必須認真落實混凝土的養護，以確保混凝土構件的質量，防止混凝土開裂。本工程首先采用的是覆蓋土工布，并安排專人灑水養護，通過以上措施減少了砼表面水分的散失，避免了槽身砼產生裂紋。

三、效果與評價

通過模板設計制作與安裝和砼澆筑質量關鍵點的整體控制，在施工條件較差的情況下，渡槽施工做到施工安全、質量優良、費用較省，在計劃工期內完圓滿的完成了渡槽重建任務，取得良好社會效益和經濟效益。

參加文獻：

[1]淺析渠系建筑物渡槽的型式和總體布置[J].耿志敏.農民致富之友.2015（02）

[2]模糊層次綜合評價法在渡槽安全評價中的應用[J].劉濤.科技資訊.2015（03）

[3]大型預應力渡槽充水試驗淺析[J].梁祥金，郭曉萌，陳秋紅.河南水利與南水北調.2015（05）