大型现浇钢筋混凝土U型渡槽施工技术简析.pdf

大型现浇钢筋混凝土U型渡槽施工技术简析 孙 鹏 ( 山西省 张峰水库建设管理局 ， 山西 晋城0 4 8 2 1 5 ) [ 摘要 ] 渡槽是代替 渠道跨越 山谷 、 河流 、 道路等 障碍 的架空建 筑物 ， 主要用 于输水、 排 洪、 排沙 、 导流或者通航 等。结合张峰水库实际情况， 分析和探讨 了大型现浇钢筋混凝土 u型渡槽的施工工艺和施工技术， 可为类似 工程 提 供借 鉴 。 [ 关键词 ] u型渡槽 ； 钢筋混凝土 ； 张峰 水库 [ 中图分类号 ] T V 6 7 2 + ． 3 [ 文献标识码 ] C [ 文章编号 ] 1 0 0 4 — 7 0 4 2 ( 2 0 1 5 ) O 1 — 2 8 — 0 2 l 工程简介 张峰水库工程输水总干全长 6 3 k m， 渠首至 2 0号 隧洞 出 口为明流输水 ， 全长 2 4 ． 7 k m， 共修建 1 4座渡 槽 。其中林村河渡槽全长 2 8 8 m、 高度 2 8 ． 8 I T I ， 横跨林 村河连接 1 6号和 1 7号隧洞 ， 是输水总干渠上长度最 长、 高度最大的一座渡槽 。渡槽设计流量 2 ． 4 9 m 3 ／ s ， 设 计纵坡 1 ／ 1 0 0 0 ， 由进 口段 、 槽身段及出 口段三部分组 成。槽身采用 U型 C 3 0钢筋混凝土薄壳结构 ，跨度 6 ． 0 ( 1 2 ． 0 ) m， 半径 1 ． 0 m， 净宽 2 ． 0 m， 直墙 高 0 ． 5 5 m， 壁厚 1 5 c m。槽身主河槽段采用肋拱结构 ，拱上设排 架 ， 拱券跨度 4 0 ． 0 m， 矢跨 比 1 ／ 5 ， 两岸坡段 采用单排 架结构。 T程最初设计采用预制 吊装法进行 u型槽身 施工。 在正式实施阶段 ， 综合考虑 吊装施工难度 、 工期 及工程费用等因素， 最终确定对该 u型槽身采用高空 现浇施T技术。 2 施 工技 术 2 ． 1 槽身模板制作和安装 本工程 U型槽身模板由外模 、 内模及端模三部分 组成 ， 均在模板厂加工制作完成 ， 要求所制作 的模板 刚度必须满足设计要求 ， 以防止施工中模板 出现受力 变形 。 2 ． 1 ． 1 外模安装 T程中每组槽身外模由两侧各 3 块侧模及 1 块 底模构成 ， 模块之间通过契 口形式进行拼接 ， 然后 固 定在支架上。 每跨槽身外模由 1 0 组槽身组成。 为避免 槽身外模在施工 中出现变形 ， 槽身底模在施工过程 中 根据二次抛物线设置预拱值 ， 根据计算结果 ， 预拱值 控制在 3 0 ～ 5 0 m m为宜。底模安装完成后需进行复 查校核 ， 确保模板 的表面平整度和高程误差值控制在 2 m m以内，轴线偏位误差值和板面缝隙误差值分别 控制在 3 mm和 1 mm以内。 侧模 和底模相拼接 ，并 固定在角钢制成 的支架 上 ， 每块模板的两端各架设一个支架 ， 其 上部利用钢 管、 卡具及工字钢 固定 。 为确保侧模的安装质量 ， 各项 指标应符合设计规范要求 ， 并严格控制好平整度 和高 程误差 。 2 ． 1 ． 2 内模和端模安装 U型槽身的内模采用外弧形可调钢模 ， 在混凝土 浇筑前将内模安装在内模支架上。内模分为两部分 ， 通 过吊装和槽 口工字钢固定 ， 并与外模连接为一个整体。 为解决槽身两端支撑和方便施工 ，在槽身设置端模 ， 在安装时应将端模的扩散段和钢板螺栓连接牢固。 2 ． 2钢筋 工程 当 u型槽身外膜安装完成且质量验收合格后 ， 进 行钢筋的安装施工 。 首先在模板上根据设计 图纸要求 进行间距 的划分 ， 并逐一将横断面弧形筋分开 ， 然后 依次穿纵向主筋及架立筋 ， 并每隔一段距离将 主筋和 断面筋牢固捆绑 ， 最后进行主筋的捆绑。 钢筋安装过程中应严格按照设计规范要求进行 ， 并做好钢筋间距和保护层厚度的控制 。 主筋的焊接位 置应按照要求相互分开，且应避免在受控区域焊接 ； 双排主筋必须采取有效措施来控制其间距； 混凝土保 护层采用预制垫块在钢筋』 二 绑接固定 ， 并确保保护层 厚度。 3 混凝土施工过程 3 ． 1 原材料选用 本工程 U型渡槽工程具有大跨度 、 薄壁的结构特 性 ， 应严格选用混凝土原材料 ， 混凝 土配合 比的各项 山西水利 暑 富 指标须经过试验确定。为确保工程质量 ， 根据 u型渡 槽施工特点 ， 在混凝土原材料 的选用上 ， 应做好 以下 两方面工作 ： 第一 ， 为提高混凝土 强度 ， 避免混凝土裂缝 的生 成 ， 应控制好水灰 比和含砂量 ， 混凝 土水灰 比不大于 0 ． 5 ， 含砂量不超过 3 ％， 以尽量减少混凝土浇筑完成 后 的收缩率 ； 第二 ， 为保证混凝土质量 ， 可掺加一定量 的非盐类缓凝外加剂 ， 以延长实现混凝土初凝时间。 3 ． 2混 凝 土浇 筑 由于本工程 u型渡槽混凝土浇筑的施工量较大 ， 因此必须加 强对混凝土运输 、 浇筑 、 振 捣等的质量控 制。 混凝土运输时 ， 采用龙门架垂直运送到进料平 台， 然后通过人工人仓。 混凝土浇筑 时 ，每跨槽身混凝 土应一 次浇筑完 成 ， 并保证浇筑 的连续性 。 底部混凝土浇筑时， 下料应 均匀缓慢 ， 可多分几层 ， 以方便气泡逸 出。 整个浇筑时 间不宜超过 5 h ， 浇筑强度控制在 4 m3 ／ h 。浇筑过程中 应注意槽端 U型橡胶止水带和预埋件的位置 ， 避免在 施工过程 中出现移动。 混凝土振捣时 ，由于该 u型槽身采用了双层配 筋 ， 而且壁厚度较小 ， 振捣难度较大。因此应采用较小 直径的振捣棒 ， 振捣过程 中严禁与外模触碰 ， 避免影 响成型后混凝土的外观质量。 为防止支架 出现偏移或 ( 上接第 2 6页) 主要结构是钢制浮筒及桁架 固定水泵 和电机 ， 可以快速拆迁 、 安装并移至主流靠岸的位置。 3 工程建设具体情况分析 3 ． 1 庙前一级站临河浮筒泵站 北赵引黄水源工程从禹门 口泵站改造工程取水 经 2 2 ． 1 5 k m引水输渠 ，再经 2 0 ． 3 1 k m汾河河道到庙 前一级站 ， 庙前一级站可研阶段取消了临河浮筒水源 站 ， 通过引水渠直接进站 。其优点是减少运行管理费 用和工程造价 ；缺点是 由于 目前橡胶坝 尚未实施 ， 再 加上黄河荣枯水位变幅较大 ，取水流量难以保证 ； 即 使橡胶 坝建成 ， 水位控制仍将十分困难 ， 且存在河水 漫滩溢流提前入黄的问题 。 3 ． 2谢村 二级 站 方案 变更效果 谢村二级站初步设计阶段 为五级六站 ， 谢村站与 北干三级站相距 3 5 0 m，技施设计 阶段谢村站与北干 三级站合并变为高低出水池 ，分别给 中干和北干渠 供水 。本方案优点为两站合并减少 了运行管理费用 、 部分土建工程费用 、去往北干三级站 的输变 电及 电 气工程费用。但从建设及运行管理来看存在如下不 足 ： 水泵扬程增加 3 0 m， 水泵造价增加 ； 低出水池管道 技术与应用 2 0 1 5年第 1期 变形 ， 混凝土浇筑和振捣施工应 同步对称进行 。 3 ． 3 混凝土拆模及养护 要加强对拆 模时 间的控制 ， 施工 中应 至少 同期 制作一定数量的混凝土试块 ， 以用于进行槽身混凝土 5 d ， 1 0 d ， 1 4 d和 2 8 d的抗压试验 ，实现对浇筑混凝 土强度的有效确定 。 当浇筑完成 5 d ， 且混凝土试块强 度达到设计强度的 5 0 ％时 ， 可拆 除内模 ； 当浇筑完成 1 0 d ， 混凝土试块强度达到设计强度 的 7 5 ％时 ， 可拆 除外模 的侧模和端模 ； 当浇筑完成 1 4 d ， 混凝土试块 强度达到设计强度 的 8 5 ％时， 可拆除外模的底模 。 在正常气温( 2 0 ％) 条件下 ， 当混凝土浇筑和振捣 结束 1 0 ～ 1 2 h后即可开始养护 ， 如在气温较高或干燥 的情况下应及早进行。 养护过程中采用草帘对槽内混 凝土表 面进行遮盖 ， 防止风吹 日晒， 并 经常洒水保持 湿润 ， 养护时间不少于 2 5 d 。 4结语 实践证 明 ， 张峰水库采用 大型现浇钢 筋混凝土 u 型渡槽施工技术 ， 在保证工程质量合格的基础上 ， 节 省了约 1 0 ％左右的工程费用 ，具有 良好 的经济效益 ， 值得在类似工程中推广应用 。 [ 作者简介 ] 孙鹏 ( 1 9 8 6 一 ) ， 男， 2 0 0 7年毕业 于山西水利 职 业技 术学院水利 水电建筑与工程专业 ， 助理工程师。 [ 收稿 日期 ] 2 0 1 4 — 1 1 - 1 0 ； [ 修 回日期 ] 2 0 1 4 — 1 2 — 1 3 “—+一 一- +- “+ “-4 -- - - k -“- 4-“— 卜 -- 4-“— +一一 — +一一 —+ -- —+ _一- - + - 1 9 1 1 m， 高出水池管道总长 3 5 9 4 m， 事故水锤压力按 正常运 行压力的 1 ． 5倍 ， 由于管道长 ， 管路费用增加 较 多 ； 谢村站共 6台机组三 台并联一根管 ， 管路一旦 出现问题 ， 一条干渠上水 困难 ； 水量运行调度不便。 3 _ 3 湿陷性黄土地 区渠道工程建设注意事项 工程处于湿陷性黄土地 区， 最严重的为 Ⅲ级 自重 湿陷 ， 湿陷层厚达十几米 ， 采用预浸水法所用时间较 长， 且处理效果难以保证 。 工程建设中， 一是采用强夯 法可部分消除湿 陷， 增加渠道运行的安全性 ， 但部分 地段经过村庄附近 ， 强夯对 民房有一定影 响。二是采 用增加土工布防渗 ， 内防外堵 ， 可较好解决湿陷问题 ， 防止 内水渗漏 ，堵住外水不得进入渠道衬砌体附近 。 挖方渠段要注意周 围地形 的水流方向 ，尽量导入渠 中 ； 填方渠道要防止堵塞天然水道 ， 保证雨水 、 洪水出 路 畅通 ； 桥梁 、 渡槽 、 涵洞等建筑与渠道连接处 ， 尽量 把水引入渠道， 防止渠堤积水造成冲刷和湿陷， 以较 好地解决严重湿陷问题 ， 增强工程运行的安全 I生。 [ 作者简介] 樊艺峰( 1 9 6 5 一 ) ， 男， 1 9 8 9年毕业于太原工业 大学水利水电工程建 筑专业 ， 工程 师。 [ 收稿 日期 ] 2 0 1 4 — 1 1 - 1 0_ [ 修 回日期 ] 2 0 1 4 — 1 2 — 2 3 垒