石阡水上樂園造浪房真空艙結構施工技術

王建黨 王非洲

貴州橋梁建設集團有限公司 貴州 貴陽 550001

真空式造浪因造浪高度高，波浪延伸長而在水上樂園工程中廣為采用。其原理是真空機將氣室的空氣抽空，使水位在室內升高。當水位達到預設高度后開啟閥門，氣室和大氣驟然連通，因氣室升壓，氣室內高水位水體猛然落下，強烈撞擊氣室外水體，加上真空艙獨特的上寬下窄三角漏斗設計，配合半圓弧池底，從而產生1.5～3.0 m波浪。

真空艙因空間狹窄，結構變化多樣，造型復雜，導致施工難度大。同時，真空艙施工使用功能要求不得漏水、滲水及漏氣，也不得對工程進行抹灰修補，因此對施工的質量要求很高。本文以中國石阡梵凈山溫泉小鎮(zhèn)造浪房真空艙施工為例，介紹造浪房真空艙的施工技術。

1 工程簡介

1.1 真空艙結構

真空艙為造浪機房的一部分，造浪機房主要由真空艙、閥門機房、空氣動力機房、排氣道這4部分組成。真空艙由外艙壁、內隔墻、內斜板、頂板構成。真空艙呈上大下小的漏斗狀，單個艙室凈空長度4.1 m，上口凈寬5.5 m，高12.25 m，真空艙內部斜板傾角62.64°，涌水口外墻為折線形斜墻，傾角18°。為保證造浪效果，真空艙涌水口斜壁底部暗梁（懸垂位置）設計成圓弧形狀。

真空艙底板厚500 mm，側墻及斜板厚400 mm，頂板厚350 mm，采用C30防水混凝土澆筑，防水等級為P6。真空艙不得出現(xiàn)漏水、漏氣現(xiàn)象。真空艙平面及剖面如圖1、圖2所示。

圖1 真空造浪機房頂板平面布置示意

圖2 A-A剖面示意

1.2 施工難點

1）本工程設計要求嚴禁真空艙滲水、漏氣，一旦出現(xiàn)滲水、漏氣，意味著工程失敗，設計要求真空艙內部及底部光滑平整，脫模成形后不允許抹灰找平。 因此施工縫、預埋件位置防水處理，混凝土的密實度及外觀質量是本工程的控制要點，也是施工難點。

2）真空艙外壁首次混凝土澆筑高度為3.8 m，模架支設按梁設計，因真空艙外壁為折線形豎向構件，混凝土澆筑時會產生偏心旋轉力矩，對模架的穩(wěn)定性造成不利影響，施工難度大。又因外壁下端暗梁為弧線，施工時需要考慮下部造型，對底模的加固提出更高要求。

3）真空艙設置斜板范圍內，艙體尺寸不規(guī)則且空間狹小，模架搭設時，需要在該部位設置抵抗外艙壁折線段傾覆的斜支撐；艙室頂板澆筑時，模架的立桿需支撐到斜板上，為確保立桿的穩(wěn)定性，需要在斜板上預埋固定立桿的防滑件。

4）由于真空艙室四側墻壁及斜板同時澆筑，斜板施工時除了保證其下部支撐架體的穩(wěn)定性外，同時應保證設置在斜板上的支撐折線段艙壁墻斜撐的穩(wěn)定性，斜板上下2個支撐體系施工時采用預埋件連接，施工時斜板上、下架體相互擾動，對施工質量及上、下架體的穩(wěn)定性產生不良影響。

2 施工順序

考慮到斜板混凝土澆筑時，其下的滿堂架體產生朝B軸方向的水平力（見圖1），為抵抗斜板下部支撐架體的水平力，可考慮在底板施工完畢后優(yōu)先施工B軸位置的下部剪力墻，利用該剪力墻提供斜板下部架體的水平抗力。之后再按照從下到上的順序，依次分段施工真空艙艙壁剪力墻及斜板。結構總體施工順序為：底板①→B軸剪力墻②→2.80 m以下真空艙斜板及艙壁③→上半部斜板及中段外艙壁④→上段艙壁及頂板⑤→真空機房頂板⑥→B—C軸結構施工。

3 施工要點

3.1 施工縫處理

本次施工在真空艙底板與真空艙斜板、底板與真空艙之間橫向隔墻交接部位以上30 cm位置設置施工縫；斜板及艙壁在通道板下板面位置及真空艙頂板下15 cm分別設置施工縫。所有施工縫位置以施工縫為中心居中埋設止水鋼板，止水鋼板折邊朝向迎水面，止水鋼板搭接時，搭接長度不應少于50 mm，接縫雙面滿焊。

3.2 模板及支架

3.2.1 特制止水螺桿

真空艙模板及支架支設總體以斜板為界分為上、下2部分，采用φ48.0 mm×2.7 mm扣件式鋼管架搭設。為保證頂板澆筑時架體的穩(wěn)定，在斜板內埋設穿越斜板豎向高度的特制止水螺桿，將斜板上、下架體立桿的頂?shù)状梢惑w。

連結斜板上下架體對應位置立桿的螺栓采用Q235鋼制作，螺桿的直徑按照壓桿穩(wěn)定性計算，取20 mm，止水鋼環(huán)厚3 mm，直徑10 mm，周邊與止水螺桿滿焊，螺桿上下設可調托板，確保托板與斜板上、下架體的立桿端頭緊密接觸。

螺桿穿過斜板頂模及底模后，每端露出模板板面不小于200 mm。螺桿穿過斜板底模，下部外露段插入斜板下部立桿頂端管腔中，穿過斜板頂模的端頭插入立桿底端的管腔內。斜板上、下支架分別通過傳力螺桿上的底部可調鋼托板與頂部可調鋼托板進行傳力，可調托板厚5 mm，直徑100 mm。為保證立桿支承在可調托板上時不發(fā)生滑移，在可調托板與立桿接觸位置銑出深0.5 m的凹槽，支架立桿端部置于凹槽中。止水螺桿可調托板凹槽加工如圖3所示。

圖3 止水螺桿可調托板加工示意

3.2.2 模板及支架

真空艙模架全部采用φ48.0 mm×2.7 mm扣件式鋼管架搭設。斜板下采用4道立桿，立桿縱向、橫向間距均取900 mm，垂直于斜板底部設置。B軸剪力墻高度范圍內的斜桿端頭頂在剪力墻上，B軸剪力墻外側設置拋撐，拋撐上、下間距900 mm，縱向間距為900 mm，采用立桿限制其計算長細比，立桿橫向間距為1 200 mm、縱向間距為900 mm。斜板上部架體立桿橫距900 mm，縱距900 mm，橫桿步距為1 200 mm。真空艙出水口部位外壁底端暗梁下部采用3根立桿頂托支撐，立桿橫線間距200 mm，縱向間距600 mm，橫板步距600 mm，橫桿最少與頂板下架體的2道立桿相連。真空艙出水口部位外壁暗梁下部支撐外側面設縱向剪刀撐。

3.2.3 模板

1）本工程模板全部采用厚12 mm酚醛覆膜膠合板，模板豎肋采用50 mm×80 mm方木，間距200 mm，橫肋采用雙鋼管，相鄰兩橫肋間距500 mm。模板采用直徑14 mm、設有止水環(huán)的對拉螺栓緊固，對拉螺栓間距為500 mm×500 mm。

2）斜板底支架搭設時，按照施工方案彈出立桿的位置點，嚴格按照彈出點位置支設立桿。

3）斜板底模與頂模施工前，先按照斜板尺寸進行配模，按照配模方案對每塊模板進行編號，然后在每塊模板上對應的立桿位置鉆孔，用于安裝止水傳力螺桿。

4）斜板下方支架搭設、標高調整完畢后，將止水傳力螺桿插入下部支架立桿的頂部空腔中，并將立桿置于底部托板下部的凹槽中。通過調整螺桿下部可調托板高度，確保止水鋼板處于斜板厚度的中心位置，且止水螺桿底部托板與立桿頂部接觸嚴密。止水螺桿穿孔部位沿孔口四周用海綿條將模板與螺桿間的縫隙封堵嚴密。

5）按照模板編號鋪設底模，綁扎鋼筋，檢查止水環(huán)是否居中，若不居中，調整可調托板高度，保證傳力水螺桿居中。

6）按照模板編號鋪設頂模，使止水傳力螺桿從頂?？字写┏觯{節(jié)上部可調托板與頂部模板面接觸嚴密。

7）將斜板上部支架的立桿下端插入止水傳力螺桿上部托板的凹槽中，通過支架水平桿與立桿十字扣件緊固點的位置微調立桿及止水螺桿的垂直度，保證立桿垂直度頂部偏差控制在5 mm內。

8）模板鋪設完畢后，采用φ14 mm帶止水環(huán)的穿墻螺栓拉結緊固，穿墻螺栓間距為450 mm×450 mm。

9）墻模板采用厚15 mm酚醛覆膜膠合板，兩側模板豎肋（次梁）采用單根腳手管，間距為20 cm，橫肋（主梁）采用雙鋼管，間距50 cm。模板采用設有止水環(huán)的對拉螺栓緊固，對拉螺栓間距為500 mm×500 mm。

3.2.4 艙室混凝土澆筑

艙室混凝土按照分層澆筑，每層澆筑厚度控制在300 mm內。斜板混凝土澆筑時，在斜板頂模處每間隔2 m設置150 mm×150 mm的混凝土振搗口，待下部混凝土振搗到位后，及時封堵振搗口。

所有真空艙同時澆筑，不留垂直施工縫。

外艙壁底部折線形墻體混凝土澆筑時，在外壁墻暗梁底平面內選取3個監(jiān)測點，利用全站儀對外壁墻底部支架進行沉降及水平位移觀測。選取的3個點分別為：邊艙邊墻與外壁墻交點，中間艙內隔墻與外壁墻交點、中間艙外壁墻暗梁中心點。

經過觀測，架體水平位移為3 mm，沉降最大為2 mm，處在施工方案沉降變形的預警值范圍內，屬于正常狀態(tài)。

4 結語

本工程克服了狹小空間整體大高度、復雜造型混凝土構件澆筑的難題，通過在斜板位置設置止水傳力桿，解決了真空艙斜板上部架體支設的難題。該工程已順利投入運營，工程質量可靠，受到了運營單位及建設單位的一致好評。

本工程如果在真空艙泄水口暗梁下部砌筑磚墻作為真空艙外艙壁下部的支撐，在充分降低混凝土澆筑速度的前提下，有望一次性完成真空艙的澆筑，無需留置水平施工縫，施工質量會更加完美。