倒虹吸進/出口漸變段混凝土施工技術

【摘要】在倒虹吸工程中，如何采用普通鋼模板進行漸變段扭坡面模板的支立，保證漸變段扭坡混凝土成形質量。

【關鍵詞】倒虹吸；扭坡；模板支立；混凝土澆筑；質量

一、概述

磁河渠道倒虹吸為南水北調中線總干渠（京石段）河北省境內的一座大型河渠交叉建筑物，主要由進口漸變段、進口閘室、管身段、出口閘室及出口漸變段五大部分組成，全長579m。磁河倒虹吸進/出口漸變段采用相同的扭坡結構，各分為四段，段與段間設有閉孔泡沫隔縫材料。其中進口漸變段的基本結構尺寸為：13m×4段=52m，底寬從10m漸變到2m，最大外傾坡比1：2.5；出口漸變段的基本結構尺寸為：14.5m×4段=58m，底寬從9.5m漸變到2m，最大外傾坡比1：2.5。設計給出每一段的起、止和中間共計三個典型斷面，其他結構尺寸均需要由施工來控制。

二、工程特點

倒虹吸進/出口漸變段扭坡雖然從根本上看每一段的漸變扭曲形式相同，但是每一段的結構型式卻截然不同。所以在進行倒虹吸進/出口漸變段扭坡混凝土施工時，其結構尺寸推算的基本原理是一樣的，但實際的施工方法卻要區(qū)別對待。

由于倒虹吸進/出口漸變段扭坡的迎水面與背水面均為扭曲面，此曲面的特點就在于任意一個斷面上都不存在曲線，即迎水面線和背水面線均為直線，但是所有斷面重疊后形成的實體的迎水面和背水面均呈現曲面，也就是說相近的兩個斷面的迎水面線或背水面線是存在微小的傾角的，即存在一定的扭度，且這個扭度以與閘室相接的第一段為最大。這樣模板支立的難度較大，混凝土成型質量很難控制。

三、施工方案

（1）模板及支撐方案

采用P3015、P1015兩種規(guī)格的普通鋼模板豎向拼裝，每三塊P3015間隔一塊P1015，橫向背方采用2根φ48×3.5腳手管，間距0.75cm，P1015模板是考慮用于穿拉筋固定豎向背方用的，豎向背方采用背靠背雙槽鋼，對拉螺栓加固，即背方間距1.0m。

在扭坡基礎混凝土上先澆筑高約2～4m、厚1～2m左右的混凝土芯墻，作為拉筋和架立筋的錨固點。將該砼芯墻作為第一層扭坡混凝土的一部分，然后再支立迎水面及背水面模板。

（2）混凝土澆筑施工方案

同渠道相接段漸變段扭坡由于迎水面坡度極緩，考慮支立模板非常容易在扭坡成型表面產生大量的水氣泡，所以采用不支立迎水面模板，直接采取從下到上分層鋪料澆筑的施工方法；層鋪料厚度不大于30cm～50cm，插入式振搗器振搗，人工抹平壓光，但在施工時應注意抹面控制標高或控制線的確定。

其他三段漸變段扭坡均設置一道水平施工縫分上下兩層施工。為便于頂層混凝土結構施工，將扭坡后的回填土分層回填，即完成下層混凝土扭坡后回填施工后再進行上層混凝土結構的施工。

四、主要工序施工方法及操作要點

（1）測量放線

每1.0m設置一個控制斷面，理論推算出間隔1.0m的各個斷面的尺寸，在模板支立過程中，跟蹤校核所形成的迎水面線及背水面線的尺寸位置，確保模板支立的施工質量。在整個施工過程中，測量工作的好壞也是關鍵。

（2）心墻施工

合理確定心墻的尺寸及位置，心墻主要用于支立模板和架立鋼筋，除去心墻后所預留的扭坡澆筑厚度要適當，以保證施工質量，磁河渠道倒虹吸工程最小厚度在1.5m～2.0m。

（3）扭面模板支立

采用P3015、P1015兩種規(guī)格的普通鋼模板豎向拼裝，每三塊P3015間隔一塊P1015，橫向背方采用2根φ48×3.5腳手管，間距0.75cm，P1015模板是考慮用于穿拉筋固定豎向背方用的，豎向背方采用背靠背雙[10槽鋼，對拉螺栓加固，即背方間距1.0m。拉筋采用φ16的圓鋼，間排距為100cm×75cm。拆模后，將對拉螺栓的錐形擴大圈用電鉆卸掉，用M35干硬性水泥砂漿將錐形擴大圈留下的凹坑夯實抹平。

進/出口漸變段為扭坡面，斷面中迎水面及背水面的坡面線均為直線，可以做為扭坡面成型的主要控制線，在施工中以豎向槽鋼背方作為扭坡模板安裝的主要控制線，間距100cm。為保證扭坡面的設計尺寸，模板采用P3015、P1015兩種規(guī)格的普通鋼模板豎向拼裝，根據拉筋間排距，每3塊P3015模板配1塊P1015模板，拉筋直接穿P1015模板，模板橫向圍令采用2根φ48×3.5的腳手管。

（4）砼澆筑施工方法

根據各段、各層的混凝土澆筑量，充分利用現有布料機械，滿足混凝土澆筑強度要求。磁河扭坡面混凝土澆筑時利用了現有塔吊QTZ80，再配以混凝土罐車溜槽入倉，即可滿足混凝土澆筑需要。其中磁河采塔吊采用的是自制混凝土吊罐方量為0.7m3，自重0.17t，混凝土重量計1.75t，總吊重約1.92t。

進/出口漸變段扭坡面混凝土按設計結構縫劃分的塊澆筑量為600～190m3，設置水平施工縫分層澆筑后澆筑量約為350～190m3。

①進口漸變段第1扭坡段及出口漸變段第4扭坡段：在保證扭坡設計厚度的前提下，為便于施工，直接在該段扭坡上用紅磚砌筑出背水面；由于迎水面坡度極緩，不支立迎水面模板，直接采取從下到上分層鋪料澆筑的施工方法；層鋪料厚度不大于30cm～50cm，插入式振搗器振搗，人工抹平壓光。

②進口漸變段第2扭坡段及出口漸變段第3扭坡段：混凝土背水面后設有回填基礎砂礫土，由于這兩段的背水面坡度緩，且背水面與開挖坡面之間的距離小，回填及壓實施工困難，所以在保證扭坡設計厚度的前提下，為便于施工，由測量放出背水面控制線，用紅磚砌筑出背水面，邊砌筑邊進行回填及壓實施工。

③進口漸變段第3、4扭坡段及出口漸變段第1、2扭坡段：設置兩道水平施工縫分三層施工，底層為1.0m厚的基礎，基礎以上平均分成兩層。為便于頂層混凝土結構施工，將扭坡后的回填土分層回填?？紤]這四段扭坡的坡底較寬，分別為5m～8m、7.5m～5m，為保證施工質量，同時便于鋼筋和模板安裝，在扭坡基礎混凝土上先澆筑高約2～4m、厚1～2m左右的混凝土芯墻，作為拉筋和架立筋的錨固點。將該砼芯墻作為第一層扭坡混凝土的一部分，然后再支立迎水面及背水面模板，從下向上分層澆筑。

最后一層扭坡混凝土施工時，考慮扭坡坡頂僅有50cm寬，其中20cm為凸臺，為了便于混凝土下料及振搗，在進行坡面頂口最后一層模板安裝時，沿坡面縱向每隔若干塊預留一塊，作為混凝土下料的入料口及人工進入倉面進行平倉、振搗的進人孔。對于坡面較陡處的預留孔洞，為便于吊罐下料，在孔口安裝下料溜斗，吊罐將混凝土直接卸到下料溜斗中，再由人工配合扒料入倉。混凝土澆筑至預留孔洞時，再進行封模澆筑。頂口處的混凝土則通過在頂口安裝的下料溜斗配以人工扒料完成澆筑。

參考文獻

[1]《水利水電工程施工手冊》，中國電力出版社出版