南水北調中線渠道倒虹吸管身段混凝土施工設計

□劉元永（河南省豫北水利工程管理局）

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南水北調中線渠道倒虹吸管身段混凝土施工設計

□劉元永（河南省豫北水利工程管理局）

摘要：南水北調中線山莊河渠道倒虹吸是新衛(wèi)段一標最大的水工建筑物，倒虹吸管身段共有九節(jié)，混凝土澆筑分兩期施工，采用混凝土攪拌車水平運輸和吊車垂直運輸，配合混凝土吊罐及布料機送混凝土入倉，并采用串桶進行緩降。同時制定了嚴格的混凝土平倉、振搗和養(yǎng)護措施。該施工技術為管身段工程按節(jié)點工期和工程質量要求完工奠定了基礎。

關鍵詞：南水北調；倒虹吸；混凝土；施工設計

1工程概況

山莊河渠道倒虹吸管身段總干渠設計樁號為Ⅳ126+365～Ⅳ126+505，包括進、出口斜管段和水平段三部分，其中進、出口斜管段和管身段水平投影長分別為16 m、31 m和93 m。結構型式為箱形鋼筋混凝土結構，倒虹吸管身橫向一聯(lián)3孔，單孔過水斷面7 m×7.30 m（寬×高）。倒虹吸管身坐落于卵石層，設計混凝土標號C30、W6、F150，底部為10 cm的C10素混凝土墊層和20 cm的碎石墊層。

2施工程序

管身段混凝土施工程序：施工準備、測量放線、隱蔽工程驗收、碎石和混凝土墊層、鋼筋模板止水制作安裝、管身底板混凝土澆筑、管身側墻混凝土澆筑、管身頂板混凝土澆筑、混凝土養(yǎng)護待強等。

3施工措施

3.1施工交通

施工區(qū)內，在進口段和出口段位置設置上下渠施工道路，施工道路坡比1：8～1：10，并與一級馬道形成環(huán)形施工道路。施工區(qū)外，沿該段渠道左右岸外側綠化帶位置各修建一條施工道路，與地方公路相連，作為場外連接路。

3.2施工期水電供應

施工期間生活、生產用水使用施工營地自備井地下水。施工期間用電以電網(wǎng)供電為主，利用施工營地從地方變電站10kV變壓器引輸電線路設置的變壓器經變壓至工地，另配備1臺HL30型流動柴油發(fā)電機組。

3.3測量放線

利用全站儀根據(jù)施工圖紙的結構尺寸，測放出各節(jié)管身基礎分界線、基礎齒槽的結構尺寸邊線及基底高程，采用人工進行預留的保護層及齒槽開挖、整理。

3.4隱蔽工程驗收

在管身基礎墊層混凝土澆筑之前，由監(jiān)理審核驗收施工放樣測量成果，待驗收合格后，再進行碎石墊層鋪筑。

3.5碎石、混凝土墊層

3.5.1碎石墊層

鋪筑前，應先打控制樁，然后采用人工帶線進行鋪筑，由一端向另一端依次進行。墊層鋪筑的平整度和厚度應滿足設計和規(guī)范要求。

3.5.2混凝土墊層

墊層澆筑前，應先打好控制樁，然后拉設基準線，采用混凝土攪拌車運輸至作業(yè)面附近，采用人工入倉，平板振動器振實，人工配合滾杠整平。

3.6模板施工

第一次澆筑時模板，外側采用組合鋼模板，貼角采用定型鋼模板。貼角模板安裝時為懸空模板，在倉內用鋼筋支撐，2根對拉螺栓固定。模板上口部每1 m設置一根木壓桿和豎向拉筋連接，以防止懸空模板在澆筑混凝土時上浮。第二次澆筑側墻模板，內外模板均采用組合鋼模板。側墻模板安裝與第一次澆筑混凝土搭接0.05 m，側墻模板采用鋼管站筋、圍囹加固法，站筋采用兩根Φ48鋼管，間距0.75 m，圍囹采用單根Φ48鋼管，間距0.90 m，對拉螺栓和站筋連接。內外模板通過“撐、拉”加以固定，以保證混凝土斷面尺寸，外模采用鋼管作斜向支撐，其水平夾角為45°，以確保箱涵模板的整體穩(wěn)定性。第三次澆筑時模板，頂板采用木模板，貼角和外側采用組合鋼模板。頂板采用Φ48×3.50 mm鋼管支撐；貼角模板采用對拉螺栓和鋼管水平橫撐固定；外模采用對拉螺栓固定，外設纜風校正。管身段底板齒墻、止水模板、管身橫頭模板均采用木模，內拉和外支撐結合固定。

3.7鋼筋施工

管身鋼筋在附近營地加工廠按設計要求集中加工，加工成形的鋼筋，應分類掛牌堆放，標明使用的部位，安裝前運到現(xiàn)場，按設計圖紙要求安裝。安裝嚴格按有關技術規(guī)范進行，確保鋼筋的搭接、間距及綁扎滿足設計要求。

4混凝土澆筑施工

4.1混凝土拌制及運輸

4.1.1混凝土拌制

山莊河倒虹吸管身段混凝土采用施工營地混凝土拌和站拌制，混凝土配料按監(jiān)理工程師批準的原材料和混凝土配料單進行拌制，各種原材料的計量必須準確，施工過程中嚴禁擅自更改。拌和時間和拌和程序，通過試驗決定。

在混凝土拌和過程中，應根據(jù)氣候條件定時測定細、粗骨料的含水量（尤其是砂的含水量）；在降雨的情況下，及時調整混凝土拌和料重量和加水量，相應地增加測量次數(shù)。砂子含水率應控制在6%以內。

4.1.2混凝土運輸

混凝土水平運輸采用6 m3混凝土攪拌車運輸。垂直運輸采用35 t吊車，配合1 m3混凝土吊罐以及布料機送混凝土入倉。當混凝土自由落距＞2 m時，采用串桶進行緩降。

4.2混凝土澆筑

4.2.1混凝土澆筑前的準備工作

混凝土澆筑前完成模板、鋼筋、止水等設施的安裝和埋設。在管身墻和頂蓋混凝土澆筑前，在已澆筑的混凝土面上鋪一層2～3 cm厚與混凝土同標號水泥砂漿，以保證已澆混凝土和新澆混凝土結合良好。

4.2.2混凝土澆筑施工

在澆筑混凝土時，嚴禁在倉內加水，嚴禁不合格混凝土拌和物入倉，如發(fā)現(xiàn)混凝土和易性較差時，應及時調整混凝土坍落度?；炷翝仓姸雀鶕?jù)混凝土拌和強度90 m3/h、布料機運輸強度15 m3/h，按照規(guī)范要求的允許間歇時間、澆筑強度和澆筑層允許最大厚度確定混凝土的澆筑方法?；炷恋脑试S間歇時間和混凝土澆筑層的允許最大厚度見表1和表2。

表1　混凝土的允許間歇時間表

表2　混凝土澆筑層的允許最大厚度表（mm）

底（頂）板澆筑，采用斜坡式澆筑法，斜坡坡比1：3。寬25.60 m的管身，澆筑厚度0.35 m/層，澆筑方量為28.30 m3/層；寬27 m的管身，澆筑厚度0.35 m/層，澆筑方量為30 m3/層；可滿足混凝土的允許間歇時間要求。

側墻澆筑，采用分層平倉澆筑法，側墻長16 m，邊墻厚度1.20 m，中墻厚1.10 m，澆筑厚度0.40 m/層，澆筑方量為29.50 m3/層，可滿足混凝土的允許間歇時間要求。

4.2.3混凝土振搗

混凝土入倉采用布料機直接輸送入倉，插入式振搗器振搗，墻體平倉借助插入式振搗器，底板和頂板混凝土采用人工平倉?；炷琳駬v時不得超過振搗器有效半徑的1.50倍，同時控制振搗器前后兩次插入混凝土中的間距。振搗器垂直插入混凝土中，按順序依次振搗。如略帶傾斜，則傾斜方向應保持一致，以免漏振。振搗上層混凝土時，為加強上下層混凝土的結合，須將振搗器插入下層混凝土5 cm左右。振搗器距模板的垂直距離，應大于振搗器有效半徑的1/2，同時不得觸動鋼筋及預埋件。在振搗下部倒角及止水附近時，要仔細振搗，防止漏振及空洞。

5混凝土養(yǎng)護

混凝土澆筑時，根據(jù)氣溫情況采取恰當?shù)酿B(yǎng)護措施。在混凝土澆筑完畢后12-18 h內即開始養(yǎng)護，如氣溫較低，則采取搭設保溫棚，內設蜂窩煤爐增溫進行養(yǎng)護，混凝土的養(yǎng)護期根據(jù)同期試件強度來確定；如氣溫較高，則采取及時灑水或鋪設濕潤的黑心棉毯加以遮蓋養(yǎng)護，以保持混凝土表面經常濕潤。養(yǎng)護工作派專人負責，并及時作好養(yǎng)護記錄。

6質量保證措施

6.1混凝土工程質量保證措施

嚴格控制混凝土原材料、配合比，不準使用未經監(jiān)理檢驗驗收的原材料及配合比，嚴禁不合格料入倉?；炷翝仓埃獧z查保護層厚度和鋼筋位置是否符合規(guī)范要求，檢查倉內是否干凈，模板面是否清理干凈。要保持混凝土澆筑的連續(xù)性，如因中斷且超過允許間歇時間時，應按工作縫處理?；炷翝仓陂g，混凝土振搗要到位，避免漏振，且應注意對止水的保護，表面泌水較多應及時清除。模板安裝時，為確?；炷镣庥^質量，在模板接縫中設置雙面膠帶，以防止漏漿。模板拆除時應保證混凝土結構棱角不受損壞，確保混凝土的外觀質量。

6.2混凝土溫控措施

6.2.1夏季混凝土施工溫度控制

盡可能將混凝土澆筑時間安排15：30至次日11：00時段內，加快混凝土運輸入倉及平倉振搗速度，減少混凝土出機后溫度回升。同時在混凝土運輸采用混凝土攪拌運輸車，減少混凝土在運輸過程中的溫升。及時覆蓋倉面，避免陽光直射。

6.2.2冬季混凝土施工溫度控制

采用水化熱低的水泥，降低水泥用量、摻加適量粉煤灰、降低澆筑速度并減少澆筑層厚度，采取覆蓋保溫材料等措施控制混凝土內外溫差。應盡量將混凝土澆筑時間控制在每天的高溫時段，混凝土入倉溫度控制在15～25℃，必要時加熱水進行拌和，調整混凝土配合比，摻加混凝土防凍劑。控制層間溫差， 對混凝土澆筑塊外表面、橫縫面、頂面混凝土表面采用雙層草袋或EPE粒狀塑料保溫被覆蓋。

（責任編輯：韋詩佳）

中圖分類號：TV672.5

文獻標識碼：A

文章編號：1673-8853（2016）05-0023-02

收稿日期：2016-02-02