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(zhì)量。制定科學(xué)、合理的施工方案對工程施工質(zhì)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(shè)質(zhì)量對工程效益的發(fā)揮有重要的作用。因此，其施工方案的制定和執(zhí)行是十分重要的。結(jié)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(nèi)容進行分析。

坡老寨3#渡槽位于紫云縣格凸河鎮(zhèn)沙鍋村坡老寨組，樁號為水塘K1+366m-K1+603。設(shè)計流量Q設(shè)=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(xù)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(tǒng)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(shè)計兩跨拱圈，一是跨河二是跨省道209，為解決施工導(dǎo)流，拱下分別采用鋼筒與貝雷架組合架空形成通道，解決導(dǎo)流和施工交通?？绾佣卧O(shè)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(shè)2根56a工字鋼作為貝雷架基礎(chǔ)，單跨貝雷架設(shè)11排，上部橫向設(shè)16工字鋼，作為腳手架支點，見圖2(單位：mm)。鋼筒內(nèi)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(wěn)定，高度至992m高程。

圖2 腳手架支撐點

跨公路段通道設(shè)計，主要支撐長度6m,高度5.8m,進出口延長防護棚各2m。兩側(cè)采用ф600鋼筒(壁厚8mm)3根作為豎向支撐，高度6m，鋼筒下部設(shè)C20現(xiàn)澆鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，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(yīng)鋪上牛毛氈，以利拆除，貝雷架設(shè)12片。

圖3 跨公路通道設(shè)計

第1跨下施工通道施工形式同跨公路設(shè)計，拱下其余段腳手架基礎(chǔ)根據(jù)渡槽工程所處的位置、地形、地質(zhì)條件的特點，原地面不能作為腳手架基礎(chǔ)，必須對基礎(chǔ)進行處理，以保證腳手架的整體穩(wěn)定。基礎(chǔ)處理：采用機械將原地面覆蓋層挖除，根據(jù)地形將兩岸斜坡段開挖成臺階(高度0.6m的倍數(shù))，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(chǔ)。沿混凝土邊線外側(cè)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(cè)每隔6.0m設(shè)置一道，且沿架高連續(xù)布置。垂直平面，每8m高設(shè)一道水平剪刀撐，底層和頂層要設(shè)一道。

第2跨下未使用貝雷架段支撐系統(tǒng)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(yīng)力較大，增加架管斜撐和鋼絞線穩(wěn)固，具體方案見圖4。

圖4 管斜撐和鋼絞線穩(wěn)固方案

2.2 排架施工

根據(jù)設(shè)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(lián)系梁以上0.417m處。模板的爬升穩(wěn)定：在進行設(shè)計時，取一段(0.417m)，在頂面向下2cm處橫向?qū)ΨQ預(yù)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(wěn)定支撐，四面剪刀撐上頂，四角斜撐。拱上部分在澆拱圈時預(yù)埋部分鋼筋樁，作為架管抗滑支點，搭設(shè)井字架完成排架支模工程排架施工的支撐系統(tǒng)腳手架采用井字型搭設(shè)，雙層，四面設(shè)拋撐，背部預(yù)留Ф16插筋，長30cm，外露5cm，距排架1.2m，一側(cè)預(yù)埋4個支點，作為上部支撐架穩(wěn)定支點，按井字型搭設(shè)雙層。

待拱圈封拱強度達到設(shè)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(chǔ)混凝土模板

基礎(chǔ)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(cè)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(cè)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(cè)采用膠合板(厚15mm)，側(cè)高度1.5m一次安裝，膠合板外堅向側(cè)墊木枋(50×50cm)，間距30cm，木枋外水平向采用鋼管架固定，中間設(shè)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(cè)豎向設(shè)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(lián)系梁段50cm高同聯(lián)系梁一起加工成一套。

3.1.4 槽殼模板

槽殼內(nèi)外模均在廠家加工，外模制作成1.0m/塊。內(nèi)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(nèi)外槽殼底部預(yù)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(nèi)側(cè)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(shè)計順號由小到大，單跨拱圈設(shè)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(yù)留間隔槽，對溫度無要求。封拱位置設(shè)在下排2個間隔槽，拱圈全部混凝土強度達到設(shè)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(chǎn)生偏心荷載導(dǎo)致拱架失穩(wěn)、中墩偏心受壓，左右兩節(jié)段混凝土的澆筑重量偏差不超過15%(支撐系統(tǒng)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(yīng)先對支架、模板、鋼筋、對拉桿等進行認真的檢查，經(jīng)監(jiān)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(diào)整。嚴格控制砂石骨料質(zhì)量，按規(guī)范要求，杜絕不合格材料進行施工現(xiàn)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(tǒng)，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(yù)埋件混凝土施工

渡槽兩端采用鋼板代替支座，預(yù)埋鋼板的制作與安裝符合設(shè)計要求，重點注意上游為固定端，下游側(cè)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(yù)埋好與設(shè)計相符的鋼筋，待脫模后再搭接。渡槽頂部兩側(cè)欄桿可在混凝土澆筑時預(yù)埋鋼筋，作為焊接固定端。槽殼兩端內(nèi)側(cè)按設(shè)計要求預(yù)埋好螺栓(M10×18)。

4 結(jié) 論

黃家灣水利樞紐坡老寨3#渡槽工程所在區(qū)域地質(zhì)環(huán)境較為復(fù)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(tǒng)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?qū)υ摱刹凼┕し桨高M行分析。在現(xiàn)場實施過程中需要嚴格按照設(shè)計以及施工方案要求進行，保證工程施工質(zhì)量。