泵站異型進水流道施工重點及難點控制分析

蘇廣明 劉文濤

摘要：本文將對睢寧二站泵站工程施工過程中的重難點技術展開探討，并著重關注泵站工程流道層施工、模板制作安裝及混凝土配合比設計等過程，借助有效的控制及優化手段，讓泵站進水流道的混凝土澆筑質量可以實現理想的效果。同時，借助對于施工要點的總結，希望可以為后續相關工程的高效開展提供參考依據。

關鍵詞：泵站;異型進水流道;施工重點;施工難點

引言：當泵站的進水流道呈現為體積較大、具有異型變截面的混凝土結構時，就容易導致裂縫的風險，影響進水流道的平整度，造成嚴重的蜂窩麻面問題。下面將以睢寧二站泵站工程為例，對該工程進水流道施工過程中的重點和難點問題展開分析，并提出有效手段予以控制，讓泵站異型進水流道的混凝土施工質量得到切實保障。

一、工程概況

睢寧二站泵站地處江蘇省徐州市睢寧縣，站身底板于2011年11月22日澆筑完成，進水流道層施工即將全面展開。針對睢寧二站泵站進行施工，通常以下游肘型進水流道和上游空箱的形式呈現，可以用于洪水、抗洪、排澇和航運，該泵站以肘形流道施工和空箱鋼筋混凝土施工為重點，并將其視作開展土建施工的主要節點。

該工程施工過程中的主要工作：進水流道層合計砼（C25，抗凍標號F100，抗滲等級W6）1722 m3，鋼筋制安80T。

二、流道設計參數特征及要求

睢寧二站泵站通常以前置豎井貫流泵站的形式存在，主要由豎井進水流道、水泵段及出水流道等結構構成。在睢寧二站泵站的進水管道中，通常包含入口段、進口段和豎井段等結構，而該泵站中的出水流道則以擴散性直管的形式呈現，其橫截面形狀由圓形向方形逐漸過渡，可以在一定程度上提升進水流道和出水流道的能量性能及水力性能，提升進出口水流的均勻性和穩定性，具有十分穩定的流態，可以有效滿足泵站的運行需要，切實提升其穩定性和可靠性。在設計施工階段，有關人員綜合泵站工程的各項基本情況，選擇了導葉式混流泵的類型，并搭配肘型進水、虹吸出水流道，將機組的容量進行有效擴充，讓水泵的調節范圍得到了提升，有效改善了運行方式，其最終的流道控制尺寸結果如下：將水泵葉輪式入口處的錐角角度控制在9.7°，葉輪式入口直徑設置為2.3m，將出水流道入口處斷面的高度控制在12.5m，直徑控制在3.3m，并將出水流道入口處的直徑設置為3.3m[1]。

對于流道混凝土的質量具有非常高的要求，需要針對流道的外表面實施耐磨處理，借助放沖操作，讓混凝土外表面的質量可以達到規范，有效避免漏筋現象的發生，切實保障流道的質量，合理控制混凝土的溫度，在最大程度上避免裂縫的發生。無論是流道整體的平滑程度、中軸線的偏差還是流道的中心線高程都會對水泵造成一定的影響，并影響水泵的流場和液態反應，對水泵的運行效率造成很大程度的限制。基于此，不僅要提高對于模板制安的關注，還需要強化對于混凝土澆筑的關注，并據此展開對于混凝土質量的合理控制。

三、模板制安

1、模板設計制作

結合流道不同位置的特點，挑選相應的材料模板。例如，需要在進水流道的肘形部位使用木模，而在墩墻及空箱模板等部位使用竹膠模板。

在設計肘形進水流道的過程中，為了實施異形模板制作，需要在木廠加工廠開展工作，共計有4套異形模板。在木模制作時，通常以三等以上的木材為原材料，在木材加工過程中，需要以設計圖紙為依據，將不同的斷面樣架片按照由31號到57號的標準進行排列并制作，在制作完成后實施編號操作，共計27個橫斷面。同時，需要在模板加勁板撐提前預留出一個進人洞，便于檢查和加固。可以將線型樣架分成上下兩個結構，分別對肘形部分的上曲線和下曲線予以控制，在線型樣架中分別包含具有不同編號的鋸口，可以用于進行斷面樣架對接，并借助型鋼骨的形式對樣架予以支撐。在結束木模拼裝后，為了讓進水流道的光滑度得到有效保障，需要在完成模板驗收工作后，以小木條為工具針對模板細縫實施嵌縫操作，并借助膩子將模板的外表面進行均勻涂刮，待全部流程結束后，通過兩層油漆予以噴涂處理[2]。該操作中詳細的施工流程圖可見圖1：：

2、模板安裝

首先，需要在底板南部通過挖土回填的形式將其表面高程進行壓實處理，并以此為前提，在底板的斷面處建構槽鋼鋼筋支架，可以將該支架同于固定肘形模板。為了有效確保安裝位置的準確性，可以借助線性樣架的形式對支架予以校準，待校準的結果確保無誤后，為保障支架的穩固性，需要將提前設置的鋼筋頭焊死，以發揮其固定作用。在實施肘形模板安裝操作時，可以通過平板拖車將做好的4套模板進行轉移，并通過專人予以指揮，借助70T吊車，讓模板可以被吊入相應的位置，并慢慢落于支架之上。在模板安裝的過程中，必須有項目部人員全程跟蹤并展開合理控制，以保障安裝的準確性。

3、模板安裝檢查

在木模加工廠制作結束后，需要針對流道異形模板展開斷面中心點控制，排查倒角半徑、檢查點和斷面周長之間的相對位置和距離，并將其絕對值誤差和相對值控制在合理范圍內，分別以5mm誤差和10mm誤差為界。待檢查結束后，再到施工現場進行安裝，并通過相應技術展開對于模板斷面控制點的復核[3]。

四、混凝土澆筑

1、配合比優化

配合比委托江蘇省水利建設工程質量檢測站開展，該質檢站具有甲級資質。在實施配合比設計時，需要盡量確保設計可以實現抗凍、抗壓和抗滲等硬性要求，同時需要確保其在施工過程中的可行性。最后所設計的配合比如下：外加劑：引氣劑：水泥：碎石：粉煤灰：砂：水=6.48：5.25：291：1115：59：730：157。在實施砼施工操作前，需要展開對于砂、石實際含水量的測定，并以此為依據計算調整相應的配合比。

2、混凝土澆筑方法

在實施澆筑處理時，可以借助平層法的形式保障一次成型，將每層混凝土的厚度控制在40cm，針對墩墻部位進行施工時，需要將每一層的澆筑時間控制在2小時左右（327.6×0.4/60=2.2h），以達到分層澆筑的目標;針對空箱頂板展開澆筑時，需要分兩層進行澆筑，并將每層的澆筑時間控制在7h左右（33.5×31.8×0.4/60=7.1h）。

站身主體流道混凝土方量1722m3，預計澆筑30小時[4]。下圖2為相應的澆筑模型。

3、入倉對策研究

借助人工平倉的形式實施砼澆筑操作，借助插入式振搗器進行處理，并將其勻速移動，將移動艱巨控制在0.3～0.4m左右，保持足夠的振動時間，讓砼可以得到充分搗實。直到前面的砼都被搗實后，方可增加新砼。針對止水銅片、預埋件等諸如此類的部位，需要予以詳細檢查，并在此基礎上實施操作，要保障振搗棒之間的間隙，避免在振搗過程中觸碰到鋼筋及埋件。為了有效確保流道表面的平整度，在操作的過程中應盡量避免觸碰到模板，并將距離保持在7～8cm左右。為有效避免因砼水化收縮而造成進水流道的外表面出現龜裂現象，需要在結束澆筑操作后，借助木抹壓光表面的形式進行處理，在砼發生終凝反應前通過人工的形式進行鐵抹抹光處理。

采用熱水拌和時，需要改變加料順序，將骨料與水先拌和，再加入水泥，拌和水溫控制不得超過60℃。

4、流道收倉面控制分析

在進水口中通常具有一定的高度差，從流道地面開始傾斜，到下游位置達到最大傾斜角，必須確保混凝土收倉面的平整度。基于此，可以在面層鋼筋上進行螺桿焊制，沿水流方向，每隔2米設置一個螺桿，通過水準儀將螺桿高度調整到合適的位置，采用高效的設計手段處理收倉面的高程。需要施工人員在開展混凝土澆筑時確保收倉面和螺母面在同一水平面上，并在振搗結束后拆掉螺母，實施收面處理[5]。

結束語：作為豎井式貫流泵站的關鍵，流道的某些結構非常狹窄，其中異型部位占據了一定比重，需要大量的混凝土進行澆灌處理。要求施工人員將模板制作和模板安裝當作施工的關鍵點，在處理混凝土的過程中針對其配合比展開合理優化，通過模板制作及安裝過程，展開施工設計，以保障流道施工過程中的施工質量，讓混凝土的外觀得以滿足設計及規范的實際要求，為日后相似工程的開展提供有益的經驗。

參考文獻：

[1]傅勛德，鄭良. 馬家鋪泵站肘形進水流道模板制安施工技術[J].水利建設與管理，2020， v.40;No.319（01）：52-56.

[2]杜鵬程.簡析裝配式鋼模板在泵站肘形進水流道中的應用[J].工程建設與設計，2019， 406（08）：58-59.

[3]孫建星.木模板在主泵房簸箕型進水流道中的應用[J].黑龍江水利科技，2019， 047（006）：194-196.

[4]楊香東.大型泵站進水流道混凝土溫控集成技術的運用[J].水利建設與管理，2018， 038（006）：57-59.

[5]謝華，黎臻，劉德祥，等. 基于三維數值模擬的柳港泵站肘形進水流道優化設計[J].中國農村水利水電，2019， 443（09）：133-136.