大型船閘混凝土澆筑技術研究

王大華 李永森

(四川港航建設工程有限公司，四川成都 610041)

1 概述

船閘混凝土澆筑是船閘施工過程中的重要環節。相對于常規混凝土澆筑工程具有澆筑方量大、施工周期長、施工措施復雜等特點。

為提升船閘混凝土的澆筑施工效率、改善現場施工質量，一些學者和工程技術人員進行了有針對性的研究，如陳松堯［1］、馬青春［2］、孫來成［3］、黃傳庚［4］、張志寧［5］從不同角度對船閘工程混凝土澆筑施工技術進行了研究;韓輝［6］、謝凱［7］、彭哲海［8］、曹周紅［9］、劉青［10］、魏東［11］、童強［12］等依托具體工程對施工質量控制技術進行了研究，并提出了一些有針對性的改善措施;白新理［13］、齊建飛［14］、段亞輝［15］、張慶亮［16］、孫峰［17］、范洪浩［18］、涂偉成［19］等人分別對船閘混凝土澆筑施工時的溫度應力、裂縫等病害情況及影響因素進行了研究。

分析表明，現有研究成果雖在適宜的工況下取得了較好的工程建設效果，但研究主要針對船閘混凝土施工的某一環節，從工程施工全過程角度改善混凝土澆筑施工質量的研究成果較少。同時，現有工程措施和技術成果中，尚存在環境影響降低、施工效率提升、施工結構性能改善、施工工藝簡化等問題亟需解決。鑒于此，為彌補現有技術的不足，文章以工程為對象、工藝為核心，對大型船閘混凝土澆筑技術進行了研究。

2 工程技術問題及施工難點

2.1 臨時排水體材料消耗高

在船閘混凝土澆筑施工前，為減小降水對現場施工的影響，通常需要設置一定量的排水溝。現澆混凝土排水溝作為一種臨時排水設施，雖可滿足施工排水的要求，但排水溝的施工養護周期長、工序較多，且難以實現建筑材料的重復利用，工程造價總體偏高。

2.2 混凝土澆筑塔機穩定性差

混凝土澆筑塔機雖為臨時工程施工設施，但由于其高度大、自重大，且常承受偏心荷載和風荷載，其穩定性控制常常是施工控制的要點。工程中常采用淺基礎的基礎形式，結構抵抗偏心荷載的能力有限，難以動態防控可能出現的病害。

2.3 模板支設難度大

模板支設是混凝土澆筑施工的重要環節。對于船閘工程，其模板結構承受的側向壓力較大，模板支撐體系的穩定性常難量化，模板構件的空間位置難以精確定位，易出現漏漿、爆模等問題。

2.4 混凝土澆筑施工質量不易控制

混凝土澆筑施工質量受混凝土灌注施工工藝、混凝土配合比、現場施工振搗、保濕養護情況等影響顯著。相對于普通混凝土澆筑工程，船閘混凝土澆筑具有澆筑落差大、密實度不易控制、灌注導管移位難等難點。

3 施工工藝原理及特點

本技術的目的在于提供一種施工效率高、環境影響小、施工工藝簡單、質量控制方便的大型船閘混凝土澆筑技術，其工藝原理可概括為如下幾個方面。

3.1 裝配式排水溝提高效益

研究技術廊道排水溝澆筑采用專門的排水溝定型化模板，可大幅降低廊道排水溝混凝土澆筑施工的難度;同時，本技術可通過標尺底板和標尺立桿動態控制廊道排水溝澆筑施工的速率。

3.2 塔機穩定性組合提升

研究技術在塔機底部設置的預制承載板和橫向鋼梁，并通過預應力拉筋對預制承載板、橫向鋼梁和墻頂套板施加張拉力，通過墻頂套板限制預制承載板的豎向移動;在底部承載體內部預設連接體，在改善結構體系受力的基礎上，降低連接體施工的難度。

3.3 混凝土灌注精細控制

研究技術在負壓溜槽的卸料口部位設置槽口調節車，可對卸料口的位置和高程進行精確控制。

3.4 滑移升降模板結構性能優化

研究技術中船閘模板布設結構可借助下層混凝土對其提供支撐，并采用拔桿對船閘模板進行提升和校位;在承載橫梁上設置圍檁斜撐和圍檁限位槽，可對豎向圍檁的位置進行精確控制;在船閘模板與水平圍檁之間設置連接定位板，與承載橫梁之間設置底部撐板和側擋板，可提升模板定位的精度。

4 施工工藝流程與操作要點

4.1 施工工藝流程

大型船閘混凝土澆筑施工工藝流程如圖1所示。

4.2 操作要點

1)借助模板吊裝環將組裝完成后的排水溝定型化模板吊裝至排水溝槽道內，通過內模撐板控制廊道內模的橫向寬度，進行廊道排水溝澆筑，并使標尺底板與廊道排水溝澆筑面平齊，根據標尺立桿的讀數控制廊道排水溝的澆筑位置，見圖2。

2)在底部承載體上依次設置板底找平層、下層承載板、橫向鋼梁和預制承載板;在下層承載板上設置地錨螺栓;在橫向鋼梁與預制承載板之間設置預應力拉筋;使塔機通過底部的塔底連接板與地錨螺栓連接牢固，見圖3。

3)在負壓溜槽與外側土體之間設置高程調節體和槽口調節車，與外側土體相接處設置槽底找平層，兩端設置進料口和卸料口。

4)在已澆筑的下層混凝土和上層混凝土內均設置內置螺栓，并使內置螺栓與內置螺桿和內置錨板連接;在承載橫梁與內置螺栓之間設置連接端板和橫梁螺栓，與豎向圍檁之間設置圍檁調位體、圍檁限位槽和圍檁斜撐，與船閘模板之間設置底部頂壓體、底撐板和側擋板;在豎向圍檁與船閘模板相接處設置橫向圍檁和橫向撐板，并在橫向撐板上設置與連接定位板相接的撐板掛板;在承載橫梁的下部設置懸撐桿，并在懸撐桿與承載橫梁之間設置橫梁撐桿和撐桿豎板;在懸撐桿與下層混凝土之間設置懸桿連接體;解除橫梁螺栓和懸桿連接體對承載橫梁的約束后，通過第一拔桿和第二拔桿同步提升承載橫梁，見圖4。

圖1 大型船閘混凝土澆筑施工工藝流程圖

圖2 廊道排水溝施工結構示意圖

圖3 澆筑塔機布設結構示意圖

圖4 混凝土澆筑施工結構示意圖

5)在外側土體的頂部設置頂部固化層;在頂部固化層的上部設置底座支撐體，在底座支撐體上依次設置底座找平體、測試底座和測試立桿;在灌漿管內側設置保護管和測試管，在測試管的底部設置橡膠滑塊，在保護管的外側設置管側填充體，并使橡膠滑塊的下表面與底部注漿體連接;保護管與頂部固化層之間設置校位底板和板側校位體;在測試管的頂部設置測桿連接體，并使測桿連接體與測試橫桿連接，測試橫桿通過測試儀器與測試立桿連接。

5 結語

受諸多不確定性因素影響，大型船閘混凝土澆筑施工質量和工期一直是工程施工控制的難點。文章針對大型船閘混凝土澆筑施工的實際情況，進行了有針對性的技術研究，得到了以下結論:

1)基于工程技術問題及施工難點，進行技術創新，形成了一套較為完善的大型船閘混凝土澆筑施工技術;結合現有技術，對該技術的工藝原理進行分析論述。

2)結合工程實際，對研究技術的施工工藝流程和關鍵技術要點進行了系統研究，闡明了研究技術的工程適用性和工程應用價值。