南干渠八标输水洞二衬自密实混凝土浇筑分析.pdf

I m 水利建设与管理 2 0 1 2 年 第 4 期 南干渠八标输水洞二衬 自密实混凝土浇筑分析 李志红 ( 北京翔鲲水务建设有限公 司 1 0 0 0 8 5 ) 【 摘要】 南干渠第八标段输水洞工程， 为 2孔内径3 4 0 0 m m的钢筋混凝土隧洞， 初衬采用浅埋暗挖法施工， 二衬 采用商品混凝土， 由于隧洞二衬钢筋密集， 钢筋间距小， 为保证浇筑质量， 施工 中采用自密实混凝土进行浇筑。通过 多仓试验， 确定自密实混凝土控制指标， 总结分析二衬混凝土浇筑施工数据， 积累经验， 确保二衬混凝土的施工质量。 【 关键词】 自密实混凝土浇筑试验分析 1 前言 南干渠工程是北京市南水北调配套工 程的重要组 成部分， 工程承担着为北京东南部多个水厂提供南水 北调水源的任务， 工程全长约 2 7 2 k m。我公司承接的 第八标段输水洞线起点桩号为 9+ 7 9 7 0 4 ， 终点桩号为 1 1+3 0 2 04 ， 中 心 导 线 全 长 1 5 0 5 m。 为 2孔 内 径 3 4 0 0 m m的钢筋 混凝 土 隧洞 ， 初 衬采 用浅 埋 暗挖 法施 工， 二衬采用商品混凝土， 标号为 C 3 0 W1 0 ， 由于隧洞 二衬钢筋 密集 ， 钢筋 间距 小 ， 为保 证浇筑 质量 ， 施 工 中 采取自密实混凝土进行浇筑。 为 了能更 好地 掌握 自密 实混 凝土 浇筑 的施 工 数 据 ， 在二衬混凝 土施工 中进行 6仓试验 仓施工 ， 通过改 变混凝土入仓方式 、 缩短洞 内运输时间 、 控制 出站指标 、 控制浇筑时间及调整振捣方式等一系列措施， 总结二衬 混凝土浇筑施工经验 ， 确保今后二衬混凝土施工质量。 2 二衬施工简介 输水洞二衬采用整 圆衬砌一 次成 形 ， 以减 少施 工 缝 ， 提高二次衬砌 自防水能 力。二次衬砌 施作 时机 应 根据监控 量测的结果在初期支护和围岩收敛稳定后施 作。混凝土灌注前做好钢筋的布设工作， 并做好防水 层铺设及 各类预埋件 的设置 。 二次衬砌采 用 自制全断面液压针梁式衬砌模板 台 车一次浇筑 ， 立模 时应保证控制 中线位置准确无误 ， 断 面尺寸 和 净 空 符 合 设 计 要 求 ， 模 板 做 到 板 缝 顺 直 、 3 2 通畅 。 混凝土采 用商品混凝土 ， 竖井 口附近设输送 泵站 、 洞 内采用 0 0 输送管 、 混凝土输送 泵泵送 灌筑二 次衬 砌拱墙混凝土， 入洞超过 1 5 0 m时， 将泵车移至洞内， 使 用 自制小型罐 车( 约 1 5 m ) 运输混凝 土。 3 试验位置 试验段 6仓分别为： 第 1仓 ： l 5号竖 井左 线上 游 L 1 0+5 8 1 2 1 1 0+ 5 9 1 2 1 ， 浇筑时间 ： 2 0 1 1 年 8月 6日； 第 2仓 ： l 5号竖井 右线上游 R 1 0+ 5 9 6 1 2 21 0+ 6 0 6 1 2 2 ， 浇筑时间 ： 2 0 1 1 年 8月 2 0日； 第 3仓 ： 1 5号竖 井左 线上 游 L I O+6 0 1 2 11 0+ 6 1 1 2 1 ， 浇筑时间 ： 2 0 1 1 年 8月 2 3日； 第 4仓 ： 1 5号竖井 右线上 游 R 1 0+ 6 0 6 1 2 2l 0+ 6 1 6 1 2 2 ， 浇筑时间 ： 2 0 1 1 年 8月 2 5日； 第 5仓 ： 1 5号竖 井左 线上 游 L 1 0+6 1 1 2 11 0+ 6 2 1 2 1 ， 浇筑 时间： 2 0 1 1 年 8 月 2 8日； 第 6仓 ： l 5号竖井 右线上游 R 1 0+ 6 1 6 1 2 21 0+ 6 2 6 1 2 2 ， 浇筑时问 ： 2 0 1 1 年 9月 1日； 试验段 6仓施 工过 程 中， 不 同程度 地发 生 了一些 缺 陷和 问题 。其 中主要缺陷包括 ： 气 泡 、 砂 线 、 水线 、 无 砂混凝 土 、 露垫块 等 。针对混 凝土施 工工艺 及混 凝 土 检测指标进行系统分析， 基本从根本上解决了二衬混 凝 土出现 的缺 陷情况 。 一水利建设与管理 72 0 0 7 00 0 6 8 0 0 66 0 0 64 0 0 62 0 0 60 0 0 58 0 0 5 6 0 0 5 4 0 0 2 0 1 2 年 第 4期 2 3 4 5 6 8 9 1 0 l 1 1 2 1 3 ( 1 O m i n ) 自密 实混凝土试验 曲线 图 根据首仓试验分析： 连续 、 快速 ， 采取了一系列施工改进措施： a 自密实混凝土在 出站后 7 0 m i n 范 围内， 扩展度损 失较慢 ， 以平均 5 7 4 m m l O m i n 进行 丢失。7 0 m i n以后 ， 扩展度突然加快损失， 以平均 1 4 2 m m l O m i n进行丢失。 b 自密实混凝土应控制 在出站后 2 h内入仓 。前 7 0 m i n 共计损失扩展度 4 0 2 m m， 后 5 0 ra i n共计损 失扩 展度 7 0 8 m m， 出站 后 2 h共 计损 失 扩展 度 1 1 1 1 m m。 且根据 人仓混凝 土扩展度 最小不 得小于 6 0 0 m m， 加上 损失总量 ( 6 0 0 ra m+1 1 1 1 9 m m= 7 1 1 1 m m) ， 故 出站混 凝土扩展度不得小于 7 2 0 m m， 且在出站后2 h内全部入 仓为最佳。 通过试验所进行的具体分析， 提出二衬 白密实混 凝土指标 控制及施 工改进措施 ， 并从加强施 工管理 和 控制混凝土浇筑时问两个方面来保证措施的可行性。 5 自密实混凝土指标控制 a 出站混凝土扩展度必须 大于 7 2 0 m m， 且 出站后 2 h内 ， 混凝 土必须全部人仓 。 b 根据首仓混 凝土 浇筑完 成 后效果 和 白密实 混 凝土特性分析 ， 此 自密实混凝土无需振捣便可达到密 实效果 。 c 底拱入灰基本解决之前， 其他标段反应的腰线 以下气泡较多 问题 ， 但要保证 浇筑 的连续性 和快速性 ， 是解决裂缝 问题 的关键 。 6 施工改进措施 为 了达到 自密实 混凝 土控制指 标 ， 保证 浇筑 过程 3 4 a 洞 内铺 设一 条 2 m宽运 输道 路 ， 长 3 0 0 m， 给洞 内运输小罐车创造 良好运输条件。 b 将混凝土泵车注灰管加长 l O O m， 缩短洞 内罐 车运输距离 ， 缩短运输时 间， 确保混凝 土浇筑 的连续 。 e 加大泵 车灰斗容量 ， 最大 限度 地减少 因车次 造 成的混凝土浇筑间隔， 确保一次性多存混凝土进行连 续浇筑 。 d 采用底 拱注灰 ， 必 须在混 凝 土浇 筑前 ， 进行 改 变注灰口安装导管试接 ， 缩短导管安装时间。 g 要求搅拌站大罐车减少运输量， 每车控制在 6 m ， 缩短大罐车浇 筑时间， 减少扩展度损失。 7 措施的可行性 7 1 加强施工管 理 a 加 强施工 组织 ， 做 到专 岗专 人 ， 充分 发挥 每个 管理人员 的作用 。 b 混凝土浇筑前， 进行改变注灰 口安装导管试 接 ， 确保万无一失 ， 并安排专人 负责。 e 洞内运输小罐车进行重新保养维修， 并更换大 功率发动机 ， 增 强运输 动力 ， 更换 钢丝轮 胎 ， 加 强小罐 车运输荷载能力， 确保小罐车运输的混凝土更多、 更 快、 且不易出现故障。 d 混凝土泵车包括冷却水 、 液压油等， 由专人负 责。当泵车长时间停止注灰时， 停留在泵管内的混凝 土应废除 ， 不 能继续入仓 。 李志红 南干渠八标输水洞二衬 自密实混凝 土浇筑分 析 e 现场试验检测坍落扩展度控制 ， 不符合浇筑要 求的混凝 土严禁入仓 ， 不能完全依赖减水剂进行调整 。 洞内罐车司机要在混凝土浇筑前 ， 驾驶罐车在 洞 内长时间熟悉驾驶技术 。 7 2 控制混凝土浇筑时间 采用底拱 和顶拱两处注灰 口进行浇筑 。根据 以上 措施分析 ： a 增加泵车灰斗容量可以缩短每辆洞内小罐车 卸料时间 1 m i n 。 b 增长泵 车 l O O m注 灰导管 ， 缩 短小 罐车运输 时 间， 第一仓每趟运输时间为 1 7 ra i n ， 距离为 8 0 0 m。采取 措施后每趟用时 1 2 7 5 ra i n 。 c 洞内铺设 3 0 0 m长运输道路 ， 方便小罐车运输， 缩短时间 2 m i n 。 d 增加小罐车运载能力 ， 每趟装混凝土 2 5 m ， 减 少运输频率， 缩短时间2 ra i n 。 e 搅 拌 站 大罐 车减 少 运输 混 凝 土量 ， 每 罐 车 运 输 6 m 。 综上所述 ： 洞内小罐车每趟的运输时间为 1 2 7 5 ra i n一1 ra i n 一 2 mi n一2mi n=7 7 5 mi n 8 mi n 大罐车运 输 时间为 6 0 ra i n+小 罐车运 料 时 间 8 ra i n 3趟 =1 h 2 4 m i n 根据 以上采取的措施及针对分析 自密实 混凝土特 性曲线， 大罐车自出站至混凝土浇筑完成可以控制在 2 h以内， 可以满足自密实混凝土浇筑要求。 8改变混凝土入仓方式试验 在确定 了自密实混凝土 的控制 出站指标和控制浇 筑时间后 ， 利用后五个试验仓段通过改变混 凝土入仓方 式及调整振捣方式探寻 自密实混凝土浇筑 的更多特性。 第 2仓 ： 本仓二衬 混凝土采用顶模边 孔直接入灰 ， 泵管长度为 9 0 m， 小罐车洞内运输 3 0 0 m。第一车混凝 土入场后， 扩散度 6 8 5 m m， 含气量 2 5 ， V形漏斗 8 s ， u形箱 3 4 0 m m， 不符合 自密实混凝土特性 ( 流动性不 好) ， 退灰。之后来灰合格， 并开始浇筑 ， 浇筑过程前期 较顺利 ， 中间出现洞内小罐车倾倒 ， 造成延误 1 6 0 ra i n 。 之后采用一个小罐车单独在洞内运输 ， 浇筑时间增长。 本仓二衬混凝土浇筑总用 时 l O h 。浇 筑完成后 ， 开启 6 台附着式振捣器振捣 5 s 。 拆模效果： 模板拆除后 ， 腰线以上混凝土存在个别 垫块外露情况 ， 气 泡较 为细小 、 均 匀 ， 无 其他缺 陷 。腰 线部位振捣器 可辐射 范 围内 ， 砂线水线 较为严 重 。底 拱 1 2 0 。 范围内气泡较大。存在局部碎石集中情况。上 浮 3 ram。 第 3仓： 本仓二衬混凝土采用底模和顶模边孔入 灰， 泵管长度为 9 0 m， 小罐车洞内运输 3 0 0 m。第一大 车于 2 1 ： 1 5到 场 ， 并 开始 浇筑 ， 底模 浇筑 混凝 土 1 2 m 时， 进行倒管， 倒 管后发生堵管现象， 延误 浇筑 时间 2 0 m i n 。本仓 二衬混 凝土 浇筑 总用时 6 h 5 0 m i n 。浇筑 完成后 ， 未进行振捣 。上浮 8 m m。 拆模效果 ： 模板 拆除后 ， 整仓 混凝 土无 明显 缺 陷 ， 顶模 注灰 口位置及底模 对应注 灰 口位置 ， 共有 三处直 径 2 0 c m左右 的碎石集 中现象 。无水线 、 砂线情况 。底 拱气泡较小 、 较均匀 。 第 4仓： 本仓二衬混凝土采用底模和顶模边孔入 灰， 泵管长度为 9 0 m， 小罐车洞内运输 3 0 0 m。浇筑期 间发生堵车情况 ， 前三车运输时间较长( 平 均 1 h 2 0 ra i n 左右 ) ， 且 自第 四车混凝 土发生离 析情况 ， 退灰 。在浇 筑第五大车t 昆 凝 土时 ， 模板 台车上浮 ， 造成端头模板缝 隙大量跑灰约 3 m 左右， 封堵后继续浇筑， 于 4 ： 0 5浇 筑完成。本仓二衬混凝土浇筑总用时7 h 4 0 m i n 。浇筑 完成后 ， 未进 行振捣 。上浮 9 ra m。 拆模效果 ： 模板拆除后 ， 整仓混凝土无明显缺陷， 腰线两侧局部砂线。底拱气泡较小 、 较均匀。 第 5 仓 ： 本仓二衬混凝土采用底模和顶模边孔入 灰， 泵管长度为 9 0 m， 洞内运输小罐车不动， 采用距离 本仓混凝土 9 0 m的顶孔 直接放 入小罐车 ， 并 经过小 罐 车旋转 后 ， 进入泵车 ， 直接人模 。本仓混凝土浇筑 总用 时 5 h 3 0 m i n ， 搅拌站大罐车未能连续到场， 延误浇筑时 问 1 5 h 。浇筑完成后， 未进行振捣。上浮 l O m m。 拆模效果 ： 模 板拆 除后 ， 整仓 混凝 土无 明显 缺陷 ， 腰线两侧局部砂线 。底拱气泡较小 、 较均匀 。 第 6仓： 本仓二衬混凝土采用底模和顶模边孔入 灰 ， 泵管长度为 9 0 m， 洞内运输小罐车不动 ， 采用距离 本仓混凝土 9 0 m的顶孔直接放入小罐车， 并经过小罐 3 5 水利建设与管理 2 0 1 2 年 第 4 期 车旋转后， 进入泵车， 直接人模。本仓混凝土浇筑总用 时 5 h ， 浇筑过程 中模板加 固 1 h 。浇筑 完成后 ， 未进 行 振捣 。上浮 2 m m。 拆模效果 ： 模板拆除后 ， 顶模 边孔注 灰 口两侧发生 粘模现象 ， 其他无明显缺陷。与搅拌站沟通 后 ， 得知搅 拌 站对本仓混凝土进行 了调整 ， 增 加了缓 凝外加剂 ， 造 成拆模时混凝土强度不够。底拱气泡较小 、 较均匀。 9 试 验结 论 a 采用底拱注灰 口注灰 ， 待灰面超过底模后， 变 更为顶拱 注灰 口将混凝土灌注密实。可行 。 b 要求搅拌 站供灰指标 坍落扩 展度为 6 8 0 7 2 0 m m， 含气量 1 5 3 ， V形漏 斗控制 时 间为 4 2 5 s ， U形槽控制高度为 I3 2 0 ra m。 c 搅拌站加强二衬混凝 土搅拌 时间控制 ， 必须充 分搅拌 ， 避免离析 。 d 加 强与混凝土搅拌站 沟通 ， 严禁搅 拌站 自行 随 意调整混凝 土的任何指标 。 e 驻 站人员加强二 衬 昆 凝土 出站前质量 控制 ， 凡 不满足 自密实混凝 土指标要求 的， 严禁 出站。 现场调度要及 时调整罐 车时 间间隔 ， 并 错开社 会车辆高峰， 确保混凝土浇筑供应连续。 g 加 强倒 管之前 试接 ， 并加 强导管 润湿 工作 ， 避 免堵管情 况发生 。 1 1 加强模板 台车 上 浮监测 ， 发 生不均 匀 上浮 时 ， 立即停止注灰 ， 加 固模板后 ， 方可继续灌注 。准确定 位 顶模边孔 位置 ， 确保注灰 口位于 同 身中线 ， 确保模板 内 混凝土水平上升 ， 同时需要进一步加强模板台车抗 浮。 i 控制在 5小时内将二衬混凝土整体浇筑完成。 j 自密实混凝土 不必振 捣 ， 振捣后 反而 影响二 衬 混凝土外观质量 。 1 O结语 在我国 ， 自密 实混凝土主要用于地下 暗挖 、 密集 配 筋 、 形状复杂等无 法浇筑或浇筑 困难 的部位 ， 解决 扰 民 问题 、 缩短工期等 。 目前 年用量 还不 到总混 凝土合 用 量 的 1 ， 尚处 于研究和应用 的起步阶段 ， 自密实混凝 土 的浇筑工艺和方法还需 在实践 中不断摸索 。 气 1 ! ， 蔓 l 芒 芒 曼 芒 曼 l 芒I ! 蔓 l E 曼 l l 孽 芒 芒 ( 上接第 4 5页) e 监理单位总监业务水平有限， 不能很好地协助 业主完成档案资料编制的监督检查 。 f 项目法人技术负责人未能很好履行资料审查 监督职责 。 第 b 、 c 、 d问题各标段都存在。 5 2原因 导致竣工验收资料编制水平低 的直接原 因主要是 各参建单位思想认识、 重视不够， 技术素质欠缺； 工程 技术人员少 ， 不能 自始 至终确 定专人 负责建工 文档 的 收集保管整理工作 。间接原 因是工程招标投标 时存 在 人情 因素 ， 技术管理水 平低 的一些企 业人 为进入建 筑 市场中标行列。项目法人技术负责人没有发现招标文 件存在 的某些 问题 ， 对 竣工验 收资料 提交数 量质量 缺 少明确具体的要求 ， 让一些技术水平不合格的施工企 业钻 了空子 。 3 6 6 最终竣工验收审查结论 竣工验收资料 编制 总体符合 有关验 收规定 ， 但 建 工文档归档资料编制质量水平偏低、 数量少， 对建工文 档移交存档存在影响。 7结语 通过竣工验收资料编制和建工文档档案资料归 档， 我们发现竣工验收资料编制存在的问题要想避免 ， 必须做到 ： 领导重视 、 专人 负责 ； 系统管理 、 规范招标投 标管理审查； 正确编制招标投标文件和合同文件 ， 招标 文件 中明确提 出相关建工 文档 的归档提交数量质量格 式 ； 提高思想认识 ， 建立健全参建单位建工文档管理 整 编责任制 ； 提高参建单位技术素质； 严格遵守国家有 关法律法规； 选择业务熟练、 技术全面、 责任心强的同 志担任技术负责人和总监 。项 目法人和监理单位在工 程建设中的作用是最主要的和最重要的， 尤其是总监素 质和项目法人的技术负责人的素质水平最为关键。