黃家灣水利樞紐坡老寨3#渡槽施工方案研究

劉國中

(貴州省水利投資集團有限責任公司，貴陽 550001)

0 引 言

施工方案保障工程最終的實施質量。制定科學、合理的施工方案對工程施工質量及進度控制有較大的影響[1-4]。引水工程是重要的民生工程，其工程建設質量對工程效益的發揮有重要的作用。因此，其施工方案的制定和執行是十分重要的。結合黃家灣水利樞紐坡老寨3#渡槽工程，對渡槽施工的主要工作內容進行分析。

坡老寨3#渡槽位于紫云縣格凸河鎮沙鍋村坡老寨組，樁號為水塘K1+366m-K1+603。設計流量Q設=0.915m3/s,加大流量Q加大=1.160m3/s,縱向坡度i=1/1500,渡槽糙率n=0.015，漸變段糙率n=0.015。渡槽為連續拱跨式，雙跨，L=70.28m,f=14.056m,L/f=1/5，跨越S209和猴場河。離地高度板拱最高(跨河)20.5m,排架最高16m(12#)(見圖1)。

圖1 3#渡槽縱剖面圖

1 支撐系統施工方案

項目腳手架采用碗扣式腳手，剪刀采用鋼管架，要求壁厚>2.7mm。

1.1 拱圈施工

該建筑物設計兩跨拱圈，一是跨河二是跨省道209，為解決施工導流，拱下分別采用鋼筒與貝雷架組合架空形成通道，解決導流和施工交通。跨河段設置8排共48m貝雷架，貝雷架支點由橫向3根ф450鋼筒(壁厚8mm)作為豎向支撐，高度6m，伸入河床約6m(至土石分界線以下)。鋼筒上部設2根56a工字鋼作為貝雷架基礎，單跨貝雷架設11排，上部橫向設16工字鋼，作為腳手架支點，見圖2(單位：mm)。鋼筒內灌滿砂，增大自身剛度，鋼筒外包(壁厚3mm)鋼板，已防止飄浮物倒掛，影響支架穩定，高度至992m高程。

圖2 腳手架支撐點

跨公路段通道設計，主要支撐長度6m,高度5.8m,進出口延長防護棚各2m。兩側采用ф600鋼筒(壁厚8mm)3根作為豎向支撐，高度6m，鋼筒下部設C20現澆鋼筋混凝土條形基礎，頂寬1.0m，底寬1.2m,高1.2m，長6.0m(見圖3)。公路上新澆混凝土前應鋪上牛毛氈，以利拆除，貝雷架設12片。

圖3 跨公路通道設計

第1跨下施工通道施工形式同跨公路設計，拱下其余段腳手架基礎根據渡槽工程所處的位置、地形、地質條件的特點，原地面不能作為腳手架基礎，必須對基礎進行處理，以保證腳手架的整體穩定。基礎處理：采用機械將原地面覆蓋層挖除，根據地形將兩岸斜坡段開挖成臺階(高度0.6m的倍數)，立面采用漿砌石砌筑臺階擋墻，平面采用石碴進行換填(挖掘機碾壓)，建基面澆筑C20混凝土(0.15m厚)作為腳手架下受力基礎。沿混凝土邊線外側修建排水溝，有序排走地表水。

腳手架主要由立桿、橫桿(垂直渡槽軸線方向，含頂端弧形桿)、縱向橫桿(順渡槽軸線方向)、剪刀撐、掃地桿、扣件、上下托及上下木枋組成。

縱向(橫向)剪刀撐在架體外側每隔6.0m設置一道，且沿架高連續布置。垂直平面，每8m高設一道水平剪刀撐，底層和頂層要設一道。

第2跨下未使用貝雷架段支撐系統寬度分為3段，從2#拱座向中墩方向0-20m寬6.0m，20-30m寬6.4m，30-35m寬7.8m。

拱下兩端壓應力較大，增加架管斜撐和鋼絞線穩固，具體方案見圖4。

圖4 管斜撐和鋼絞線穩固方案

2.2 排架施工

根據設計圖h1高度為4.0m，按6段定型鋼模進行拼裝，每一澆筑段施工縫留在聯系梁以上0.417m處。模板的爬升穩定：在進行設計時，取一段(0.417m)，在頂面向下2cm處橫向對稱預留兩個孔，孔徑為ф25，在進行每一段混凝土澆筑時，將0.6m長ф20的鋼筋平放在頂面，外露5cm，作為模板爬升的支點，采用鋼管架從四周進行垂直井字作為模板水平穩定支撐，四面剪刀撐上頂，四角斜撐。拱上部分在澆拱圈時預埋部分鋼筋樁，作為架管抗滑支點，搭設井字架完成排架支模工程排架施工的支撐系統腳手架采用井字型搭設，雙層，四面設拋撐，背部預留Ф16插筋，長30cm，外露5cm，距排架1.2m，一側預埋4個支點，作為上部支撐架穩定支點，按井字型搭設雙層。

待拱圈封拱強度達到設計50%要求后可以進行排架施工，施工順序可以不分先后。拱上中部3跨因高度小，采用滿堂腳手架支撐。

圖5 模板爬升方案

3 模板及混凝土工程施工方案

3.1 模板工程

3.1.1 基礎混凝土模板

基礎模板采用標準鋼模，拱座模板采用膠合，中墩混凝土量較大，膠合板外堅向側墊木枋(50×50cm)，間距30cm，木枋外水平向采用鋼管架(間距0.6cm)固定，除外側斜撐外增加Ф20鋼筋對拉，對拉間距1.0m，梅花型布置。

3.1.2 板拱模板

底面和兩側采用膠合板(厚15mm)，側高度1.5m一次安裝，膠合板外堅向側墊木枋(50×50cm)，間距30cm，木枋外水平向采用鋼管架固定，中間設雙根架管，用Ф14鋼筋對拉，對拉間距0.8cm，上下各一根縱向架管，外側豎向設1根架管，上下采用十字扣件下水平向拉桿鎖在一起(見圖6)。

圖6 板拱施工支模剖面圖

板拱背部采用木模板(20×500×1000cm)，隨混凝土澆筑高度上升逐層上加，模板安裝在鎖口架管下部，用三角形木塊加固楔緊，混凝土澆筑8小時后可以脫離作2次利用。

3.1.3 排架模板

排架模板采用定型模板進行施工，模板按2m高一套制作，聯系梁段50cm高同聯系梁一起加工成一套。

3.1.4 槽殼模板

槽殼內外模均在廠家加工，外模制作成1.0m/塊。內模直墻段與圓弧段分開，圓弧段可分成2塊，長度與外模一樣(1.0m/塊)，在圓弧與直墻交界處留下料和振搗窗口(40×40)，間距2.5m，在內外槽殼底部預留Ф28孔，用于安裝(Ф25)對拉鋼筋，間距1.5m。拉桿采用定型鋼模制作，人行走道板模板采用膠合板施工。模板內側左右(窗口高度)各安裝一排附著式振動電機，型號0.55KW電機，間距2m。

3.2 混凝土施工

3.2.1 拱圈混凝土施工

拱圈混凝土擬采用二級配混凝土施工。

拱圈按要求進行分段澆筑混凝土，澆筑順序按設計順號由小到大，單跨拱圈設4個間隔槽，分段混凝土強度達到75%后可進行間隔槽混凝土澆筑，先澆筑上部2個預留間隔槽，對溫度無要求。封拱位置設在下排2個間隔槽，拱圈全部混凝土強度達到設計強度后進行施工，澆筑溫度15°-20°之間，封拱混凝土坍落度控制在5cm。各分段接觸面必須進行鑿毛，用壓力沖洗干凈，刷一層素水泥純漿，濃度1∶1為宜。澆筑順序見圖8。

圖7 渡槽端頭模板支護圖

圖8 拱圈混凝土分段澆筑圖

兩跨澆筑時必須對稱、同步、均勻上升，以避免產生偏心荷載導致拱架失穩、中墩偏心受壓，左右兩節段混凝土的澆筑重量偏差不超過15%(支撐系統滿足)。

3.2.2 排架混凝土施工

排架因分段混凝土澆筑量較小，可4排同時施工，同拱圈一樣采用二級配施工，塔吊和吊車解決垂直運輸，按一周進行一次爬升澆筑。

3.2.3 槽身混凝土澆筑

槽體混凝土澆筑前應先對支架、模板、鋼筋、對拉桿等進行認真的檢查，經監理工程師檢查確認后才能進行混凝土的澆筑。

混凝土開倉前對各工序進行班前教育，做到思路清晰，方法正確，安全施工。對混凝土進行試配、分析，隨氣候變化進行調整。嚴格控制砂石骨料質量，按規范要求，杜絕不合格材料進行施工現場。

拌和站選用HZS750(25m3/h)混凝土攪拌機1臺，使用散裝水泥，采用自動控制計量系統，使用混凝土運輸罐車配合塔吊澆筑。

拱上排架的施工順序可大致按照拱圈的施工順序進行(詳見施工方案圖)。

槽殼混凝土擬采用一級配施工。

3.2.4 預埋件混凝土施工

渡槽兩端采用鋼板代替支座，預埋鋼板的制作與安裝符合設計要求，重點注意上游為固定端，下游側為活動端(詳見附圖)。

因槽殼空間太小，頂部拉桿采用第二次澆筑方式施工，在進行槽身混凝土澆筑時，先預埋好與設計相符的鋼筋，待脫模后再搭接。渡槽頂部兩側欄桿可在混凝土澆筑時預埋鋼筋，作為焊接固定端。槽殼兩端內側按設計要求預埋好螺栓(M10×18)。

4 結 論

黃家灣水利樞紐坡老寨3#渡槽工程所在區域地質環境較為復雜，工程施工難度較高。渡槽工程施工需跨越S209道路和猴場河，對施工方案要求較嚴格。主要從支撐系統施工方案、模板工程施工方案、混凝土工程施工方案3個大方向對該渡槽施工方案進行分析。在現場實施過程中需要嚴格按照設計以及施工方案要求進行，保證工程施工質量。