高墩渡槽復雜斷面槽身施工技術研究

陳 蛟

（中國電建集團中國水利水電第十二工程局有限公司，杭州 310000)

1 工程概述

馱英水庫灌區馱英東干渠工程有18座渡槽，總長10.22 km，其中15 座為U 型槽身，3 座為矩形槽身，總共668跨，U型槽身有6種斷面尺寸，矩形槽身2 種斷面尺寸。因U 型槽身為復雜斷面，施工難度較大，為本文重點研究對象。本標段采用C30（1）W6F100鋼筋混凝土槽身，跨度為15 m與12 m。

渡槽槽墩采用了重力式混凝土槽墩、排架式槽墩、薄壁空心墩、樁基礎槽墩4 種型式，最大槽身高度為23.5 m，采用擴大基礎，基礎尺寸根據渡槽沿線地基承載力確定，基礎埋深按1.5～2.5 m控制，部分跨河溝段或不良地質段的槽墩基礎埋深根據具體情況適當加深。槽身的渡槽進、出口均設置連接段，以便于與漸變段末端斷面順接。

2 施工布置

（1）施工供水。施工供水包括施工生產用水和生活用水。渠道沿線附近有明江、百琶溝、馱樓河、大田頭溝和那佳溝等江河或支溝，沿線村莊有自來水，水源經過檢測滿足生產與混凝土養護要求。

（2）施工用電。每座渡槽施工用電接線點就近從甲供變壓器接入點引接。

（3）施工便道。渡槽施工臨時便道布設于渡槽一側與周邊國道、縣道、鄉村道路相連。

（4）混凝土生產系統。由于引水工程為線性工程，根據實際的混凝土供應情況在沿線布設3 處混凝土生產系統，以保證混凝土的正常供應。

（5）鋼筋加工場。鋼筋主要為灌注樁、渡槽基礎、墩身和槽身混凝土所用鋼筋，在混凝土生產系統附近設置鋼筋加工廠，加工成型后再采用15～20 t自卸汽車運輸至施工作業部位。

3 施工方法

根據以往施工經驗，并結合現場勘察情況，槽身按照槽墩高度H不同，分別采用盤扣式滿堂支撐架體系（H≤8 m）、貝雷架支撐體系（H＞8 m）。

3.1 渡槽槽身施工工藝流程

支架基礎處理→盤扣式滿堂腳手架支撐體系（或采用貝雷架支撐體系）→安裝U 型槽身外模→安裝U 型槽身內模→鋼筋制安→澆筑槽身混凝土→混凝土養護。

3.2 盤扣式滿堂支架基礎處理與模板支撐體系

3.2.1 支架基礎處理

待槽墩施工完成后，即可安排進行地基處理施工。首先挖除地表腐殖土、耕植土集中堆放至就近征用的臨時堆放場用于后期復耕，挖除深度根據跨段的現場地質實際情況控制在0.5～1.0 m，其它不滿足支架基礎處理要求的開挖土料轉運至棄渣場。

場地平整工作結合各跨段具體地形，較陡段開挖成臺階型（盡量采用大臺階方式）臺階高度控制在1.0 m左右，平緩段直接開挖整平，然后進行壓實處理，壓實后地基承載力達到200 kPa以上，否則應采取換填碎石土措施。在支架搭設范圍壓實后的地基上澆筑10 cm 厚C15 素混凝土硬化，硬化寬度6.5 m。

3.2.2 盤扣式滿堂腳手架支撐體系

（1）支架搭設。基礎墊層混凝土達到強度后，進行基礎承重架搭設，支架與槽墩連接。為保障支架具有良好的整體穩定性，支架與槽墩間通過鋼管井字箍建立可靠連接。槽墩四面每1.2 m（與橫桿同水平高度）設置一道井字箍，鋼管外裹土工布以免損傷墩體，鋼管與槽墩間以木鍥塊卡緊。支架與鋼管架通過鋼管建立可靠連接，以活動扣件鎖牢。

（2）立桿頂底托設置。立桿底部設可調底座，底層縱、橫向水平掃地桿距地面的高度小于20 cm，立桿上端包括可調螺桿伸出頂層水平桿的長度不大于50 cm，托座旋出立桿的距離不超過30 cm，可調托撐螺桿入立桿的長度不小于15 cm，如果局部地方超過30 cm，則用鋼管加一道水平桿將托座螺桿固定。立桿上端采用U形頂托，頂部架設14 mm×8 mm×5.5 mm工字鋼，作為槽身外模支撐平臺。

（3）縱、橫向及水平剪刀撐設置。支架的四周及中間的縱、橫向，由底至頂連續設置豎向剪刀撐，支架高度超過4.8 m時按規范設水平向剪刀撐。縱向剪刀撐間距6.0 m；橫向剪刀撐間距4.5 m。剪刀撐均采用Φ48.3×3.6 mm鋼管搭設，搭接長度不小于1.2 m，與立、橫桿交叉處每桿均使用活動扣鎖牢，不得脫空。

（4）鋼楞設置。鋼楞（縱向工字鋼）下支撐于鋼管立桿頂托，上鋪U型槽鋼模底板。

（5）工作平臺及防護。渡槽支架頂部兩側及端部設置安全防護欄桿及工作平臺，防護欄桿與工作平臺采用Φ48.3 鋼管搭設，防護欄桿高1.8 m，工作平臺寬約0.9 m。防護欄桿外圍掛安全網。

（6）施工使用的要求。①精心設計混凝土澆筑方案，確保模板支架施工過程中均衡受載，最好采用由中部向兩邊擴展的澆筑方式；②嚴格控制實際施工荷載不超過設計荷載，對出現的超過最大荷載要有相應的控制措施，鋼筋等材料不能在支架上方堆放；③澆筑過程中，派人檢查支架和支承情況，發現下沉、松動和變形情況及時解決。

（7）槽身模板采用盤扣式滿堂腳手架支撐體系見圖1。

圖1 盤扣式滿堂腳手架斷面示意圖

3.3 貝雷架模板支撐體系

貝雷架支撐體系（H＞8 m）是利用渡槽槽墩承臺作為受力基礎，通過工字鋼橫梁、貝雷梁搭建形成組合支架。

（1）主要桿件尺寸。①橫梁：國標45 a工字鋼，長度5.0 m；②貝雷片：沿渡槽軸線方向，一跨槽身單組貝雷梁由兩種尺寸型號貝雷片拼接而成，分別為3 m×1.5 m，單片重量為270 kg；2 m×1.5 m，單片重量為240 kg。

（2）桿件連接和固定方式。貝雷片采用專用插銷拼裝接長，相鄰兩組貝雷片采用連接桿加固，與橫梁接觸面采用鋼板限位，防止滑移和傾覆。

（3）卸荷方式。貝雷梁支架體系采用砂箱卸荷，砂箱均勻布設于槽墩上，作為重要受力點承載上部荷載。

（4）砂箱安裝。砂箱放置在貝雷梁端頭位置，通過調節砂箱來控制貝雷梁的高度。

（5）貝雷梁安裝。每跨槽身模板由8組貝雷梁進行支撐，貝雷梁放置于砂箱上。①渡槽結構貝雷梁由長度為3 m、2 m 貝雷片拼裝組成，由上、下弦桿、豎桿及斜桿扣接而成；②貝雷片上、下弦桿的端部有陰陽接頭，接頭上有貝雷架連接銷孔，兩節貝雷架拼接時，將一節的陽頭插入另一節的陰頭內，對準銷子孔，插上銷子；③弦桿由兩根10號槽鋼（背靠背）組合而成，在下弦桿上，焊有多塊帶圓孔的鋼板，在上、下弦桿內有供與加強弦桿和貝雷架連接的螺栓孔，用于拼裝雙層貝雷架時，將螺栓或弦桿螺栓插入弦桿螺栓孔內，使貝雷架與加強弦桿連接起來；端豎桿上的支撐架孔，用于安裝支撐架、斜撐和聯板。

（6）貝雷架模板支撐體系見圖2。

圖2 貝雷架模板支撐斷面示意圖

3.4 槽身模板安裝

槽身模板采用定型鋼模，由底模、外模、外模支撐、內模、內模支撐架組成，槽身內模每側布設兩排入倉口，為解決喂料精準的問題，在入倉口布設豎向溜桶，入倉口的間距為3 m，具體見圖3。

圖3 槽身模板大樣圖

3.5 槽身鋼筋安裝

（1）考慮內模安裝，槽身鋼筋分為底板鋼筋、邊墻鋼筋與拉桿鋼筋3大塊。

（2）鋼筋成型主要在現場焊接或綁扎。

（3）槽身鋼筋骨架的制作流程為：在鋼筋加工場內按型號下料、加工→運至施工現場→底板及邊墻鋼筋綁扎→拉桿鋼筋綁扎。

在鋼筋與模板間設置保護層墊塊。墊塊的尺寸和形狀必須滿足保護層厚度和定位允許誤差0～5 mm的要求。模板安裝和澆筑混凝土前，仔細檢查保護層墊塊的位置、數量及緊固程度。墊塊散布均勻，側面和底面的墊塊不少于4 個/m2，綁扎墊塊和鋼筋的鐵線頭不得伸入保護層內。

槽身底部注意按藍圖要求預埋好鋼墊板。

3.6 槽身混凝土澆筑

3.6.1 分序澆筑槽身混凝土

在槽身鋼筋及模板安裝完成并檢查合格后，分序澆筑槽身混凝土。槽身混凝土橫斷面澆筑順序見圖4。

圖4 槽身混凝土橫斷面澆筑順序圖

混凝土澆筑采用水平分層的方式連續澆筑，圖4中1與2部位均對稱布設一排入倉口，先從圖4中1部位兩排入倉口下料澆筑底板及邊墻與底板結合處的混凝土，該區的混凝土澆注連續、對稱進行，這一區域的高度不得超過0.6 m，振搗采用插入式振動棒，使混凝土向底板流動；待底板與邊墻相交區域澆筑滿后再澆筑兩側腹板混凝土（圖4 中2 區域），并及時攤平、補足、振搗，控制好標高，達到設計要求；最后澆筑頂部拉桿（圖4 中3 區域）。澆筑兩側腹板混凝土時，采用同步對稱澆筑，每層厚度以不超過30 cm為宜，防止兩邊混凝土面高低懸殊，造成內模偏移或其他后果。

3.6.2 混凝土養護

由于槽身較高，槽身混凝土澆筑完成后，采用用保水性能良好的土工布進行覆蓋養護。

灑水養護的時間：當環境相對濕度小于60%時，自然養護不少于28 d；當環境相對濕度大于60%時，自然養護不少于14 d。

4 結語

本文通過渡槽槽身施工技術研究，對盤扣式滿堂腳手架支撐體系與貝雷架支撐體系從技術、經濟及施工進度等方面進行了適應性分析與總結，槽墩高度H≤8 m時，槽身采用盤扣式滿堂腳手架支撐體系；槽墩高度H＞8 m 時，槽身采用貝雷架支撐體系，兩種方案同時實施加快施工進度。對模板進行改進后，槽身每側布設兩排入倉口，為解決喂料精準的問題，在入倉口布設豎向溜桶，入倉口的間距為3 m，以保證混凝土填充整個模板空間，混凝土振搗密實，保證混凝土的質量。