寶雞峽漆水河渡槽U 型預應力薄壁混凝土施工淺析

陳永強

（寶雞峽引渭灌溉中心，陜西 咸陽 712000）

1 工程概況

漆水河渡槽位于寶雞峽灌區塬下北干渠樁號23+561～23+981，主要建筑物從進口到出口依次為：進口明渠、槽身段及出口明渠組成。渡槽采用單跨布置,受力體系為簡支結構。槽體單跨長30 m，跨徑組成為14 m×30 m，渡槽重4480 t，上部為C50W6F150 預應力混凝土U 型槽，下部為實心重力式墩，樁基礎采用混凝土摩擦樁。設計水深1.937 m，加大水深2.16 m，單跨槽凈寬4.8 m，槽凈高2.8 m，跨中斷面凈高3.2 m，兩側直墻段高1.5 m，槽壁厚0.3 m，底板厚0.4 m；支座斷面凈高3.55 m。壁厚0.45 m，底板厚0.7 m。渡槽頂部沿槽身軸線方向每隔2.5 m 方向設一根0.3 m×0.3 m 的拉梁。槽身底部共布置9 孔縱向有粘結預應力直線筋，單孔預應力筋為8 根φS15.2 鋼絞線，采用圓形錨具、圓形波紋管，單端張拉，單孔錨下控制應力為1458.24 kN，為提高槽身的防滲能力，槽身外壁采用水泥基滲透結晶防水涂料輔助防滲。

2 槽身混凝土施工工藝

2.1 施工順序及方法

槽身采用造槽機自出口向進口方向逐跨原位現澆施工。施工方法為造槽機施工,槽身一次澆筑成型。混凝土用混凝土罐車運輸至現場,泵車泵送入倉。混凝土施工前，必須進行同條件混凝土試拌試驗，觀測混凝土性狀、坍落度、含氣量和凝結時間等，確保混凝土質量符合澆筑要求后方可進行混凝土澆筑。

2.2 混凝土生產

1）本工程U 型渡槽具有大跨度、薄壁和高空作業的特性，為確保混凝土質量及槽體施工過程順利，在拌合前試驗人員必須測定砂石的含水率，準確測定因天氣變化等引起的粗細骨料含水量變化，以便及時調整施工配合比,將推薦的配合比調整成施工配合比，計算每盤混凝土實際需要的各種材料量。在拌制混凝土前應做好以下三方面的工作：（1）混凝土每盤的攪拌時間不少于120 s。攪拌時,先向攪拌機投入骨料、水泥、礦物摻合料及水、外加劑，然后放入纖維素纖維,充分攪拌至均勻為止；（2）混凝土拌和物的入模含氣量應滿足設計要求，允許偏差1%；（3）混凝土拌制過程中，按照澆筑部位控制混凝土坍落度， 坍落度可以通過保持水膠比不變同比例增減水和膠材,或者微調減水劑摻量來控制。

2）經現場實踐槽身混凝土水膠比為0.38，砼性狀較好施工過程順利。混凝土材料用量（kg/m3）經試實踐總結槽身混凝土的水膠比例為0.28，混凝土材料用量（kg/m3）=水泥∶粉煤灰∶水∶砂∶小石∶中石∶減水劑∶保坍劑∶緩凝劑∶引氣劑∶纖維=358∶63∶160∶774∶205∶820∶1.43∶0.36∶0.029∶0.02∶0.9，坍落度為200 mm～230 mm，擴散度540 mm～610 mm，含氣量為4.9%。

3 混凝土施工

3.1 混凝土運輸及泵送

（1）渡槽混凝土采用攪拌輸送車運到工地現場，由汽車泵送至工作面，混凝土汽車泵送前需提前啟動查看性能，保證設備能正常工作。為減少混凝土澆筑灑落污染模板和降低混凝土自由下落高度及提高混凝土外觀質量，在腹板鋼筋層間加設串筒，混凝土通過串筒入倉。

（2）本工程渡槽為造槽機一次澆筑成型，因此對混凝土運輸和澆筑間歇時間須嚴格控制，主要設備機具配備為施工需求的150%，以保證混凝土施工的連續性。

3.2 混凝土澆筑分層與振搗

（1）混凝土澆筑總的原則是“先底板、再腹板、最后頂板及拉梁，從一端開始，分層連續澆筑成型。

（2）混凝土的澆筑采用連續整體澆筑，一次成型，澆筑時間控制在8 h 以內。澆筑時采用分層的方法。水平分層厚度宜控制在30 cm～50 cm，先后兩層的間隔時間最多不得超過3 h。分層情況見圖1。

圖1 槽身澆筑分層示意圖

（3）渡槽澆筑采用2 臺56 m 汽車泵進行澆筑，澆筑時，兩臺泵車分別站位于渡槽左側和前方。混凝土澆筑時泵管出料口安裝閥門，以便及時關閉下料口。泵車站位見圖2。

圖2 泵車布置示意圖

第一步：底板一次澆筑至設計高度，澆筑厚度為40 cm，砼方量約為41 m3。兩臺泵車從一端開始向另一端對稱澆筑渡槽底板混凝土，混凝土在腹板頂部下料，通過腹板串筒下料至底板。兩臺泵車分別站位于槽身左側和前方，澆筑時于渡槽左右側腹板頂部同步對稱進行下料，根據實踐澆筑時間為2 h。底板混凝土振搗分三次進行，首先以10 m 長ZN-50插入式振搗棒進行振搗；渡槽兩側端頭暗梁和支座部位鋼筋比較密集，混凝土澆筑厚度大，須分兩層進行振搗。底板在插入式振搗30 min 后再次進行二次復振，以提高混凝土實體質量，最后附著式振動器振搗以提高外觀質量，底板澆筑及振搗時要做好波紋管的保護工作，防止將波紋管破壞影響后續張拉工作。底板澆筑完成后及時進行壓光收面并加蓋竹膠板保護。

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第二步：腹板砼方量約為50 m3，分層厚度22 cm～50 cm，分6 層澆筑。澆筑時在左右側分別布置一臺泵車通過腹板串筒進行下料，按照澆筑方向從一端向另一端分層對稱澆筑兩側腹板。底部1、2 層澆筑時，同時開啟振搗窗口進行插入振搗后附著式振動器振搗，附著式振動器振動時間控制在30 s 內；3、4、5 層腹板澆筑主要采用插入式振動棒自腹板頂插入振搗；第6 層隨頂板進行澆筑。預計完成腹板澆筑需時3.5 h。

第三步：頂板及拉梁混凝土方量約為35.3 m3，一次澆筑完成。預計需用時1.5 h。頂板澆筑采用兩臺泵車按澆筑方向由一端向另一端對稱澆筑頂部和拉梁部位，混凝土通過軟管下料。混凝土振搗采用插入式振動棒振搗，及時進行壓光抹面并控制平整度。

4 混凝土質量控制

4.1 混凝土澆筑控制要點

（1）澆筑混凝土前應在模板連接處、螺栓、液壓支撐、預埋件等位置做出標記；在渡槽混凝土澆筑過程中，應及時觀察保證位置正確。當模板縫隙處提前堵塞，不得漏漿。

（2）混凝土澆筑入模時，下料要均勻，注意與振搗相配合，混凝土的振搗與下料交錯進行。

（3）渡槽底板和頂面混凝土除按規定保證平直度，還必須執行兩次趕光抹面。

（4）混凝土澆筑過程中應及時清理灑落在模板上的混凝土，防止灑落混凝土干硬影響施工質量。

4.2 混凝土振搗控制要點

（1）渡槽底板、腹板弧腳混凝土振搗以插入式振搗器為主，附著式振搗器振搗為輔；頂板以插入式振搗器振搗的方法進行。渡槽內側弧線段振搗時，插入式振搗棒通過振搗窗口及底板進行振搗，附著式振動器配合輔助振搗，振搗完成后應合閉振搗窗并緊固。

（2）插入式振搗器的移動距離不宜大于振動器作用半徑的1.5 倍ZN-50 振動棒作業半徑25 cm），且插入下層混凝土內的深度宜為5 cm～10 cm。

（3）附著式振動器在外模間距1.5 m 設置1 m，外模左右側各布置兩排間距1 m，在渡槽端頭鋼筋密集部位加密安裝，與模板緊密連接。

（4）插入式振搗器作業時宜快插、慢拔，不得欠振或過振,絕不允許漏振。每一振點的振搗持續時間宜為20 s～30 s，以混凝土不再沉落，不出現氣泡，表面呈現浮漿為佳。

4.3 高溫及低溫季節混凝土施工質量控制

（1）混凝土拌制前對混凝土拌合樓計量設備進行零點調整，做到混凝土配料準確。

（2）澆筑混凝土時，必須控制混凝土拌合物質量，混凝土性狀達不到技術要求，不得灌入槽內。

（3）晝夜平均氣溫高于30℃時，骨料堆場應設置遮陽棚防曬，水泥罐在澆筑前進行淋水降溫。渡槽模板可采用噴霧降溫的方式降低倉面溫度，混凝土入模溫度控制在26℃以下。

（4）混凝土澆筑完成后，保持混凝土表面濕潤，養護時避免太陽光曝曬，護養期間始終保持混凝土表面的濕潤。

（5）渡槽施工當晝夜平均氣溫低于5℃或最低氣溫低于-30℃時，骨料倉須做好保溫措施。混凝土攪拌出盤溫度不得低于7℃。

（6）混凝土澆筑前應對模板和安裝就位的鋼筋進行檢查，注意冷凝水的情況，應及時進行處理。

（7）混凝土澆筑時應一邊澆筑一邊覆蓋養護,防止混凝土受凍。

（8）渡槽混凝土澆筑完成后及時在端部和頂面用帆布覆蓋，將整個渡槽內部進行封閉保溫，模架過孔后在渡槽的外側和底部粘貼保溫被保溫。

4.4 混凝土的養護

混凝土澆筑完畢初凝后，用濕潤的土工布覆蓋混凝土表面，搭接縫不少于100 mm，派專人灑水養護，灑水次數應以土工布濕潤為宜，不得進行澆水養護，養護不應少于28 d；當晝夜平均溫度低于5℃或最低溫度-3℃時，渡槽混凝土要采取保溫保濕措施。

5 結語

寶雞峽漆水河渡槽是在本地區首次使用造槽機原位現澆進行U 型渡槽施工，本文在渡槽混凝土澆筑過程中通過實踐采取分層和降低混凝土自由落差等方法保證了混凝土的澆筑質量，為類似U 型預應力渡槽施工積累了成功的經驗。