槽身混凝土入仓方式的应用研究.pdf

第 4 期 ( 总第1 2 1 期) 中 国 水 能 及 电 气 化 N o 4( T O T A L N o 1 2 1 ) 2 0 1 5 年4 月 C h i n a Wa t e r P o we r &E l e c t r i fic a t i o n 槽身混凝土入仓方式的应用研究 雷 朝 生 ( 中水淮河安徽恒信工程咨询有限公司，安徽 蚌埠2 3 3 0 0 1 ) 【 摘要】 南水北调湍河渡槽工程为相对独立的三线三槽单跨4 0 m的双向全预应力结构 u形薄壁渡槽，槽身混 凝土等级为C 5 0 W8 F 2 0 0 。渡槽槽体结构新颖，受力复杂，结构尺寸及施工技术较为复杂。该工程通过调整入仓 方式，采用薄层浇筑、二次复振的方法，保证了槽身混凝土质量，施工效果 良好。 【 关键词】 渡槽；混凝土；入仓方式 中图分类号：T V 5 4 4+ 9 1 文献标识码 ：B 文章编号 ：1 6 7 3 - 8 2 4 1 ( 2 0 1 5 )0 4 - 0 0 5 7 - 0 4 App l i e d r e s e a r c h o n t a nk c o nc r e t e wa r e ho us i ng m o de L E I Ch a o s h e n g ( C h i n a W a t e r h u a i h e A n h u i H e n g x i n E n g i n e e r i n g C o n s u l t i n g C o ， L t d ， B e n g b u 2 3 3 0 0 1 ，C h i n a ) A b s t r a c t ： A q u e d u c t w o r k i n S o u t h t o N o r t h Wa t e r D i v e r s i o n P r o j e c t b e l o n g s t o r e l a t i v e l y i n d e p e n d e n t t h r e e - w i r e t h r e e t a n k s i n g l e s p a n 4 0 m t wo w a y f u l l p r e - s t r e s s e d s t r u c t u r e U s h a p e d t h i n w a l l a q u e d u c t T a n k c o n c r e t e g r a d e i s C 5 0 W 8 F 2 0 0 A q u e d u c t t a n k i s c h a r a c t e r i z e d b y n o v e l s t ru c t u r e ，c o mp l e x me c h a n i c a l f o r c e ，mo r e c o mp l e x s t ruc t u r e s i z e a n d c o n s t ruc t i o n t e c h n i q u e I n t h e p r o j e c t ，t a n k c o n c r e t e q u a l i t y i s e n s u r e d t h r o u g h a d j u s t i n g w a r e h o u s i n g m o d e s a n d a d o p t i n g t h i n l a y e r po u r i ng a n d s e c o n d a r y c o mpl e x v i br a t i o n me t ho d s wi t h e x c e l l e n t c o ns t ru c t i o n e f f e c t Ke y wo r ds：a q ue d u c t ；c o n c r e t e；wa r e h o us i ng mo d e 1 工程简介 南水北 调 中线 一 期 总干 渠 陶 岔渠 首一沙 河南 段 ( 中线建管局直 管项 目)湍 河渡槽工 程 ，位于河 南省 邓州市小王营至冀寨之间的某河流上 ，顺总干渠水流 方 向依次 为右岸渠道连接段 、进 口渐变段 、进 口闸室 段 、进 口连接 段 、槽 身段 、 出 口连 接 段 、出 口闸室 段 、出 口渐变段 、左岸渠道连接段 ，其 中右 岸渠道连 接段内设退水闸 l 座 ，渡槽总长 1 0 3 0 m。 主要建筑物 为 1 级 ，次要建筑 物为 3级 。渡槽设 计 流量 为 3 5 0 m 。 s ，加 大流 量 为 4 2 0 m s 。槽 身 为相 互独立的 3槽预应力混凝土 u形结构，单跨长 4 0 m， 共 1 8 跨 ，单槽 内空尺寸 7 2 3 m 9 0 m ( 高 宽 ) ，直 线 段 壁 厚 3 5 c m，端 部 壁 厚 6 5 c m，单 跨 槽 身 钢 筋 8 9 5 t ，单 跨 槽 身 钢 绞 线 3 6 0 5 t ，其 中环 向 钢 绞 线 1 7 3 3 t 、纵 向钢绞线 1 8 7 2 t ，单槽 自重约 1 6 0 0 t 。 1 1 槽身工程简介 渡槽槽身混凝土 等级为 C 5 0 W8 F 2 0 0 ，单 榀槽身混 凝土工程量6 1 2 m ，包括槽身预制栏杆梁及二期封锚混 凝土。槽身一期混凝土浇筑方量约 5 7 1 m 。渡槽槽 身采 用造槽机 ( D Z 4 0 1 6 0 0型)进行原位现浇一次成 型。 57 科学研究及工程设计 S c i e nt i f i c Re s e a r c h Eng i n e e r i ng De s i g n 1 2 气象水文条件 据流域内内乡气象站实测资料统计 ，多年平均气 温 1 5 O C，实测极端最高气温 4 2 1 ，实测极端最 低气温 一 1 4 4 C，多年年 平均 地温 ( 地 面 )l 7 7 ， 日照时数 1 9 3 3 7 h 。全年盛行 的风 向为 N E ，多年平均 风速 1 9 m s ，实测最大风速 1 9 0 m s 。 2 槽身混凝土浇筑前施工 渡槽槽 身采 用 3台 D Z 4 0 1 6 0 0 U型 造槽 机 施 工 ， 均在渡槽出口连接段 ( 1 8号墩 )进行安装 ，安装完 成后根据 南水北调 中线工程某渡槽现浇施 工 D Z 4 0 1 6 0 0型造槽机 ( 移置式 u形渡槽专用组合钢模)验 收大纲 验收。 2 1 钢筋施工 槽身钢筋利用系统布置的钢筋加工厂加工，严格 按照下料单进行钢筋加工。加工好 的钢筋 编号分 区摆 放整齐 ，出厂时，依据下料单逐项清点，确认无误 后 ，以施工仓位安排分 批提取 ，用 2 0 t 平板 汽车运抵 现场 ，由具备相应技能的操 作人员 现场绑扎 。绑扎 时 按先底板再侧墙的顺序进行，若槽身钢筋与预应力波 6 2 5 m 1 4 6 片= 9 1 2 5 m 纹管及钢绞线位置发生冲突 ，经设计 同意后 可适 当调 整钢筋位置 。 2 2 钢绞线安装 根据槽身施工图进行钢绞线下料、波纹管安装和 穿束 ，施工时要求波纹管固定位置要准确 、可靠 ，接 头严 密。浇筑混凝土时不允许出现错位走形 。 由于槽身为全预应力结构 ，为保证预应力施 工质 量满 足设计及规范要求 ，需要在安装波纹管及 钢绞线 时进 行精确定位 ( 纵 向钢绞线定位偏差 8 m m，环 向 钢绞线定位偏差 5 m m) 。项 目部先行制作了、 、四种型号的钢绞线 ( 波纹管)样架钢筋。、 、为纵向波纹管样架筋，均采用直径 1 4 m m的一 级钢筋制作。为环 向钢绞线样架筋，用直径 1 4 m m 的二级钢筋制作。为确保纵向波纹管固定牢靠、准确 且避免与 环 向钢 绞线 位置 发 生 冲突 ，在 两端 按 间距 4 5 c m布置 2 X 1 8道 ( 两端各 1 8道 ) 、跨 中部分按 5 4 c m布置 3 7道 ，纵 向合计 7 3道纵 向波纹管样架 筋。 沿环 向钢绞线布置 2 0 道 环向钢 绞线样架筋 。 样架钢筋尺寸形式如 图 1 、图 2所示。 0 1 4 2 0 4 2 m x 7 3 片= 1 4 7 7 5 2 m 图1 槽身纵向预应力样架筋 ( 单位 ：c m) 缸 宙 科学研究及工程设计 S c i e n t i f i c R e s e a r c h & En g i n e e r i n g De s i g n 图2 槽身环向预应力样架筋 ( 单位 ：c m) 3 槽身混凝土浇筑 3 1 槽身混凝土人仓手段布置 该工程在招标投标阶段依据施工现场地形及采用 造槽机进行槽身施工的特点，制定槽身混凝土入仓方 式为 ：2台 H T B 一8 0型混凝土拖泵 + 2台吉达 B L G 一 1 2 m型布料机 +1 6 套 溜筒直接送料入仓 。 在施工 阶段 ，槽身施工图与招标 图纸相 比，槽 身 预应力筋工程量发生较大变化。环向钢绞线 由 1 1 1束 增至 2 4 1 束 ，纵向钢绞线由 3 5束增至 4 0束，单跨槽 身 钢 筋 用 量 达 到 9 4 t( 槽 身 混 凝 土 含 筋 率 达 到 1 5 4 ) ，槽身钢筋密集 ( 最密处间距不足 4 c m) 。槽 身 混 凝 土 为 C 5 0 W8 F 2 0 0纤 维 素 混 凝 土 ( U F 5 0 0纤 维 ) ，混凝土拌和物黏聚性强 、流动性 及扩散度较差 ， 槽身浇筑时混凝土附着在槽身钢筋与钢绞线形成的 “ 密 网”上极难流动 。 为解决槽身钢筋与钢绞线形成的 “ 密网”导致 下料难的问题 ，槽身混凝土浇筑时下料点必须布置密 集 ，下料 点转 移 必须 快 速 ，混凝 土 浇筑 过 程必 须 连 续。实际施工却与造槽机以下特征发生冲突： a D Z 4 0 1 6 0 0 U型造槽 机为该工程 特制 的超 大型 移动模架系统 ，设计制作严谨可靠。该设备内模撑 杆、油缸及 电气管线布置密集，外梁设置 8组连系 梁 ，外 肋 安 装 1 2个 H S G c b 2 8 0 b 1 8 0 - - - - 6 5 0型 开 模 油 缸 ，若采 用溜筒 入仓 ，下 料点布 置受 到极 大 的限制 ， 下料点转移缓慢 。 b 造槽机主支腿底部至外主梁顶部约 1 7 m，若 采用 溜筒下料 ，拖泵泵管 只能沿造槽机外 主梁支腿敷 设至顶 部外 主梁上部 ，再 向下与布料机 连接 ，外梁顶 部至拖泵垂直高度近 3 0 m，中间有 9个弯转接头，槽 身 U F S O 0 纤维 素纤维混凝 土黏 聚性强极易发生堵管现 象，难以保证槽身混凝土浇筑连续性。 c 若采 用溜筒 下 料 ，槽顶 下 料漏 斗 至槽 身 底板 垂直高度约 1 3 m，为防止溜筒堵管必须将其直径增大 至 2 5 0 3 0 0 m m，无疑将导致混凝土拌和物骨料分离。 由于上述症结的存在 ，难以解决槽身钢筋与钢绞 线形成的 “ 密网”导致下料难的问题。1 7号 中槽身 采用 “ 2台 H T B 一8 0型混凝土拖泵 + 2台吉达 B L G 一 1 2 m型布料机 +1 6套溜筒 浇筑 ” ，用 时长达 4 8 h ( 约 5 7 0 m 混凝 土 ) ，下 料点 转 移缓 慢 ，浇 筑过 程 多 次 出 现堵管现象 ，不仅严重影响槽身混凝土浇筑质量，也 影响了工期 。 经过研究 ，决定通过改变槽身混凝土浇筑人仓手 段的方式解决 上述难题 ，采用 2台 4 7 m混凝土汽车泵 浇筑槽 身混 凝土 。1 8号 中槽 身 、1 8号左 槽 身采 用 2 台 4 7 m混凝 土汽 车泵直 接入仓 ，用 时 2 73 0 h ，下料 过程顺利 。 为保证槽身施工质量及 进度满 足要求 ，综合考 虑 该工程跨某河 水域范 围内施 工条件影 响，将该工程槽 身混凝土浇筑入仓 手段 由 “ 2台 H T B 一8 0型混凝土拖 泵 + 2台吉达 B L G - - - 1 2 m型布料机 + 1 6套溜简直接送料 人仓”调整为 “ 采用 2台5 0 m混凝土汽车泵直接人仓” 。 3 2 混凝土浇筑顺序 综合考虑槽身钢筋密集 程度 、下 料窗 口布置 、振 捣影响范围及相关规程规范等因素，槽身的浇筑顺序 如 图 3所示 。 a 底板浇 筑 。槽 身底板 混凝 土方 量 约 1 8 3 7 m ， 端部厚为 1 4 7 c m，跨中厚为 1 0 0 c m。根据仿真试验槽 体浇筑情况分析，槽身底板分三层下料，由于端部钢 筋密集，先浇筑两个端部，其浇筑厚度为 4 7 c m，再由 跨 中向两端均匀对称下料 ，以利于及时排除仓 内积水 。 b 反弧段浇筑。槽体反弧段浇筑主要解决混凝 科学研究及工程设计 S c i e n t i fi c Re s e a r c h E n g i n e e r i n g D e s i g n 土排气问题 ，反弧段垂直高度 4 5 m，方量约 2 3 8 m ， 分 l 2 层浇筑完成 ，单层下料厚度控制在 3 0 4 0 c m。 待底板混凝土浇筑完成后将内翻转模板合拢并将 下部锁定，将造槽机 2号撑杆支撑牢固。浇筑期间由 下往上均匀对 称从反弧段 的每一个下料窗 口下 料 ，振 捣密实，不能出现欠振和过振 ，要求在进行插入式振 捣器振捣的同时相应部位采用附着式振捣器进行振捣 。 c 直 墙 及 翼 板 浇 筑 。直 墙 段 及 翼 板 垂 直 高 度 2 7 m，混凝 土方量约 1 2 4 6 m ，分 7层下 料。直墙段 部位可从 u形槽壁顶下料，下料厚度为 4 0 5 0 c m， 振捣方式为插入式振捣 ，整个下料过程应 进行特别控 制，保证槽身左右两侧对称下料。 编号 方量 m。 编号 方量 m 编号 方量 m 编号 方量 m D1 11 4 9 F 4 2 1 2 5 F1 0 27 2 z4 2 6 3 D2 173 2 F 5 2 9 ， 2 F1 1 25 5 Z 5 2 6 5 D3 19 5 6 F 6 2 1 O 1 F1 2 26 4 Y1 2 2 3 8 F1 22 3 8 F 7 2 9 2 Z 1 26 3 Y2 2 6 8 F 2 21 7 6 F 8 2 6 9 Z 2 26 3 F 3 21 4 7 F 9 2 7 8 Z 3 26 3 图 3 槽身浇筑分仓分层情况 3 3 混凝土振捣 混凝土振捣顺序同混凝土浇筑顺序。振捣方式根 据浇筑部位分两种 ，底板部分采用插入式振捣，腹板 部分采用附壁式振捣和浇筑窗口插入式振捣。翼板部 分采用插入式振捣。振捣根据下料情况及时进行 。 槽身混凝土振捣 时注意振捣器不能碰 击钢绞 6 0 线、波纹管，收仓后及时洒水养护。为保证混凝土 施工质量 ，尽量减少混凝土表面气泡，混凝土采用 二次复振 的方法 ，即在混凝土正常振捣结束后 1 5 3 0 ra i n内再 进行 复振 ，以排除混凝土 内的气泡 ， 保证混凝土表面光洁度。 3 4 混凝土养护 在施工临时用水系统相应 位置接支管通 至槽 顶，槽身采用涂刷养护剂和布设滴定管流水相结合 的方式进行养护 ，养护时间符合设计、规范要求。 为保证槽身施工连续不间断 ，需考虑冬季极端 温度下的保温措施 。在造槽机外模上喷射一层 5 c m 厚的聚氨酯喷涂料 ，该产品发泡后体积膨胀 ，强度 较高，与模板附着力 大 ，憎水 防火 ，保温效果 极 好。混凝土浇筑完成后立即在槽身上下游满挂保温 棉被 ，槽顶覆盖彩条布 ，形成一个封闭整体 ，槽身 内部采用 8组煤炉升温 ，保温效果较好。 3 5 混凝土质量控制与检查 a 配制 混凝土所用 原材料按 规范进行 检测 ， 合格后方可使用。 b 拌和站应经常检查原材料 配 比量 ，衡量系 统应定期校验。 c 应随时检查混凝土拌和物均匀性 ，对坍落 度 、扩散度及时调整 ，并控制在规定范围内。 d 在槽身浇筑时，成型抗压试件组数根据规 范要求确定 。 4结语 该工程通过调整入仓方式 ，采用薄层浇筑 、二 次复振的方法 ，降低了混凝土因漏振产生的质量缺 陷，减少了混凝土面产生的气泡 ，保障了槽身的防 渗漏能力 ，确保 了槽身混凝土的质量 ，加快了槽身 施工进度 ，施工效果 良好。Q 参考文献 1 D L T 5 1 4 4 -2 0 0 1 水 工混 凝土施 工规范 s 北京 ： 中 国电力 出版社 ， 2 0 0 2 2 江正荣 建筑施 工计算手册 M 第 二版 北京 ： 中国建 筑工业 出版社 ， 2 0 0 7