豎井灌流泵站流道的施工

秦孟楠

上海市水利工程集團(tuán)有限公司 上海 201612

泵站是城鎮(zhèn)引水、排澇的重要水工構(gòu)筑物，作為泵站的組成部分，流道的施工一直是水利工程施工中的重、難點(diǎn)[1]。流道的施工質(zhì)量直接影響了后續(xù)泵站運(yùn)行的效果，因此，對(duì)流道施工質(zhì)量的控制具有重要意義[2-6]。

1 工程概況

南新涇泵閘工程泵站采用3臺(tái)單機(jī)13.3 m3/s豎井貫流泵，主泵房順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)38 m，垂直水流方向?qū)?4 m，底板采用整體結(jié)構(gòu)，底板底部絕對(duì)高程為－5.30 m，頂部絕對(duì)高程為－3.50 m，其中集水井位置底部絕對(duì)高程－8.50 m。進(jìn)水流道、出水流道平面如圖1、圖2所示。

圖1 進(jìn)水流道平面示意

圖2 出水流道平面示意

2 模板體系

2.1 模板簡(jiǎn)介

本工程進(jìn)出水流道層模板采用鋼模板＋木模板形式，具體如圖3、圖4所示（其中藍(lán)色直線為木模板，剩余弧線段為鋼模板）。

圖3 進(jìn)水流道層模板

圖4 出水流道層模板

2.2 鋼模板施工

1）鋼模板尺寸復(fù)核：鋼模板加工由專業(yè)生產(chǎn)廠家進(jìn)行，運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)后，對(duì)進(jìn)場(chǎng)鋼模板尺寸進(jìn)行復(fù)核，復(fù)核重點(diǎn)為流道線型圖各個(gè)斷面尺寸。復(fù)核完成后，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)安裝。

2）鋼模板拼接：流道層底部預(yù)埋有定位鋼筋，鋼模板固定在定位筋上，以確保模板高程準(zhǔn)確。鋼模板塊與塊之間采用小塊鋼板點(diǎn)焊進(jìn)行臨時(shí)固定。鋼模板水平位置調(diào)整到位后采用直徑16 mm的斜拉鋼筋固定于周邊已澆筑完成的混凝土面，確保模板安裝完成后，在混凝土澆筑過(guò)程中不會(huì)發(fā)生位移。

3）鋼模板支撐：鋼模板支撐體系包括豎向支撐及水平對(duì)撐，主要確?；炷翝仓^(guò)程中及澆筑完成后模板不會(huì)因混凝土壓力而造成變形或位移，影響流道線形。鋼模板水平向、豎向支撐采用圓鋼管、槽鋼進(jìn)行支撐，木模板豎向采用鋼管滿堂撐，水平向采用方木作為主楞，鋼管作為次楞進(jìn)行固定，而后用水平鋼管抵住兩側(cè)流道壁，形成對(duì)撐。其中滿堂腳手架立桿縱向間距0.5 m，橫向間距0.5 m，水平桿步距1.6 m。

4）鋼模板接縫及表面處理：鋼模板拼裝完成后，首先用電動(dòng)毛刷對(duì)模板表面銹蝕部分進(jìn)行清理，清理完成后涂刷1層模板漆，以確保拆模后混凝土外觀質(zhì)量。同時(shí)，考慮到鋼模板塊與塊之間可能存在細(xì)小漏縫及錯(cuò)臺(tái)，采用原子灰對(duì)錯(cuò)臺(tái)及漏縫位置進(jìn)行修補(bǔ)，確?；炷镣庥^質(zhì)量。

2.3 木模板施工

流道壁等迎水面的模板采用厚18 mm竹膠板，模板使用前清除表面雜物，模板拼縫安裝時(shí)，減少小塊模板的使用，同時(shí)模板拼縫位置避開(kāi)通氣孔、檢修人孔、預(yù)埋管線出口等位置。模板與模板之間緊密貼合，設(shè)置止?jié){條。模板拼裝完成后在表面涂刷模板漆，以確?；炷镣庥^質(zhì)量。

3 混凝土澆筑

3.1 澆筑方案優(yōu)化

南新涇泵閘工程進(jìn)出水流道分2次澆筑，深槽位置設(shè)置后澆帶。

針對(duì)進(jìn)水流道澆筑：首先在平面上將進(jìn)水流道劃分為4個(gè)澆筑區(qū)域，4個(gè)區(qū)域之間因流道鋼模板存在，互不連通，且無(wú)接觸面，具體如圖5所示。

圖5 進(jìn)水流道澆筑平面示意

其中1#泵車負(fù)責(zé)先后澆筑東側(cè)①、③、②號(hào)區(qū)域，即由東側(cè)向西側(cè)澆筑，其中①與③對(duì)稱澆筑，避免高差過(guò)大引起模板位移；2#泵車負(fù)責(zé)澆筑⑦、⑤、⑥號(hào)區(qū)域，即由西側(cè)向東側(cè)澆筑，其中⑤與⑦對(duì)稱澆筑，避免高差過(guò)大引起模板位移；①—③、⑤—⑦號(hào)區(qū)域澆筑完成后，1#泵車與2#泵車一起澆筑④號(hào)區(qū)域。每個(gè)區(qū)域在豎向采取分層澆筑，分層厚度為500 mm。

針對(duì)出水流道澆筑，澆筑流程如圖6所示，具體如下：

圖6 出水流道澆筑示意

1）1#泵車負(fù)責(zé)對(duì)稱澆筑①、②號(hào)區(qū)域流道墩墻和隔墻，分層厚度50 cm，澆筑至－0.5 m高程后，澆筑1#和2#流道厚400 mm豎井壁至－0.5 m標(biāo)高。

2）2#泵車負(fù)責(zé)對(duì)稱澆筑③、④號(hào)區(qū)域流道墩墻和隔墻，分層厚度50 cm，澆筑至－0.5 m高程后，澆筑2#和3#流道厚400 mm豎井壁至－0.5 m標(biāo)高。

3）1#泵車與2#泵車一起澆筑－0.5 m以上流道頂板。

3.2 澆筑質(zhì)量把控

1）混凝土澆筑前清理殘留垃圾，并及時(shí)抽排澆筑范圍內(nèi)積水。流道鋼模板兩側(cè)對(duì)稱澆筑，以避免兩側(cè)混凝土高差引起鋼模板位移。澆筑過(guò)程中派專人檢查模板情況，發(fā)現(xiàn)模板變形應(yīng)當(dāng)及時(shí)處理。澆筑放料時(shí)泵管嚴(yán)禁正對(duì)預(yù)埋管線、冷卻水管，避免管線偏位及破損。混凝土澆筑前在泵車出料口增加軟管，軟管伸到鋼筋內(nèi)部，降低澆筑高度，防止?jié)仓^(guò)程中混凝土離析或散落，影響混凝土澆筑質(zhì)量。

2）流道鋼模板與已澆筑完成的底板倒角位置，混凝土振搗難度大。因此，混凝土澆筑前采用砂漿坐漿，此外，在底板澆筑時(shí)，在底板倒角位置預(yù)埋有4 cm×9 cm的方木，方木拆除后形成溝槽（圖7藍(lán)色區(qū)域），增加倒角位置厚度，便于混凝土振搗密實(shí)。

圖7 流道倒角振搗示意

3）混凝土振搗是本工程澆筑質(zhì)量控制的重點(diǎn)和難點(diǎn)。要求振搗器移動(dòng)間距為400 mm左右，流淌部分及時(shí)跟蹤振搗，避免冷縫。振搗混凝土使用高頻振搗器，振搗器的插點(diǎn)間距為1.5倍振搗器的作用半徑，防止漏振。斜面推進(jìn)時(shí)振搗器在坡腳與坡頂處插振。

振搗混凝土?xí)r，振動(dòng)器采取快插慢拔式振搗方法，根據(jù)澆筑層厚度準(zhǔn)備控制插入深度，插入下層混凝土10 cm左右，每點(diǎn)振動(dòng)時(shí)間15～20 s，以混凝土表面泛漿，并且表面不再顯著下沉為準(zhǔn)，不可超振。對(duì)于靠近流道鋼模板倒角等不易振搗的位置，應(yīng)加大振搗頻率，確保振搗到位。

4 防裂措施

混凝土防裂對(duì)于混凝土的質(zhì)量至關(guān)重要，南新涇泵閘工程通過(guò)設(shè)計(jì)配合比、設(shè)置后澆帶、設(shè)置冷凝水管以及加強(qiáng)混凝土澆筑后的養(yǎng)護(hù)等措施，防止混凝土裂縫的出現(xiàn)。

4.1 設(shè)計(jì)配合比

本工程流道施工采用的預(yù)拌混凝土由上海伍鐵混凝土有限公司供應(yīng)的C30混凝土。根據(jù)計(jì)算，設(shè)計(jì)的質(zhì)量配合比如下：水∶水泥∶砂∶碎石∶增韌劑∶外加劑∶粉煤灰＝0.530 0∶1.000 0∶2.690 0∶3.420 0∶0.002 6∶0.014 1∶0.180 0，水膠比為0.453。

4.2 混凝土溫控措施

為了降低混凝土內(nèi)部溫度，本工程采用循環(huán)冷卻水降低混凝土水化熱，以縮小混凝土內(nèi)外溫差，降低裂縫出現(xiàn)的可能性。

本工程冷卻水管采用直徑50 mm的不銹鋼管，間距1.2 m，每個(gè)流道分別設(shè)置二進(jìn)二出共計(jì)2套冷卻水系統(tǒng)，對(duì)稱布置。為確保冷卻效果，本工程增加了循環(huán)水制冷裝置，保證進(jìn)入混凝土內(nèi)部的水溫在5 ℃左右。當(dāng)內(nèi)外溫差小于25 K時(shí)，方可停止供水。

4.3 設(shè)置后澆帶

本工程為減少流道混凝土的單次澆筑長(zhǎng)度，減少單次澆筑體積，降低由于混凝土膨脹收縮造成的裂縫，在泵房集水廊道位置設(shè)置后澆帶，寬度1 m。

4.4 混凝土養(yǎng)護(hù)

1）考慮到12月份進(jìn)入冬季施工階段，最低氣溫接近0 ℃，混凝土澆筑完成后，及時(shí)使用塑料薄膜、土工織物、草墊進(jìn)行覆蓋。

2）考慮到鋼模板散熱較快，在流道進(jìn)出口采用模板封口，避免混凝土表面溫度過(guò)低。

5 結(jié)語(yǔ)

上海南新涇泵閘工程豎井灌流泵流道施工過(guò)程中，對(duì)于異形流道的復(fù)雜模板，通過(guò)對(duì)模板的設(shè)計(jì)、施工和支撐體系的把控，同時(shí)，通過(guò)澆筑方案的優(yōu)化和現(xiàn)場(chǎng)控制，確保了模板體系的穩(wěn)固，保證了流道的澆筑質(zhì)量。對(duì)于防裂措施，通過(guò)設(shè)計(jì)混凝土配合比、采用冷凝水管、設(shè)置后澆帶以及加強(qiáng)混凝土澆筑后的養(yǎng)護(hù)等措施，防止混凝土產(chǎn)生裂縫。

截至目前，進(jìn)出水流道均已拆模，外觀質(zhì)量良好，為同類型異形流道的施工提供了成功的借鑒經(jīng)驗(yàn)。