大型現(xiàn)澆鋼筋混凝土U型渡槽施工技術(shù)簡(jiǎn)析

孫 鵬

（山西省張峰水庫建設(shè)管理局，山西 晉城 048215）

1 工程簡(jiǎn)介

張峰水庫工程輸水總干全長(zhǎng)63 km，渠首至20號(hào)隧洞出口為明流輸水，全長(zhǎng)24.7 km，共修建14座渡槽。其中林村河渡槽全長(zhǎng)288m、高度28.8m，橫跨林村河連接16號(hào)和17號(hào)隧洞，是輸水總干渠上長(zhǎng)度最長(zhǎng)、高度最大的一座渡槽。渡槽設(shè)計(jì)流量2.49m3/s，設(shè)計(jì)縱坡1/1000，由進(jìn)口段、槽身段及出口段三部分組成。槽身采用U型C30鋼筋混凝土薄殼結(jié)構(gòu)，跨度6.0（12.0）m，半徑 1.0m，凈寬 2.0m，直墻高 0.55m，壁厚15 cm。槽身主河槽段采用肋拱結(jié)構(gòu)，拱上設(shè)排架，拱券跨度40.0m，矢跨比1/5，兩岸坡段采用單排架結(jié)構(gòu)。工程最初設(shè)計(jì)采用預(yù)制吊裝法進(jìn)行U型槽身施工。在正式實(shí)施階段，綜合考慮吊裝施工難度、工期及工程費(fèi)用等因素，最終確定對(duì)該U型槽身采用高空現(xiàn)澆施工技術(shù)。

2 施工技術(shù)

2.1 槽身模板制作和安裝

本工程U型槽身模板由外模、內(nèi)模及端模三部分組成，均在模板廠加工制作完成，要求所制作的模板剛度必須滿足設(shè)計(jì)要求，以防止施工中模板出現(xiàn)受力變形。

2.1.1 外模安裝

工程中每組槽身外模由兩側(cè)各3塊側(cè)模及1塊底模構(gòu)成，模塊之間通過契口形式進(jìn)行拼接，然后固定在支架上。每跨槽身外模由10組槽身組成。為避免槽身外模在施工中出現(xiàn)變形，槽身底模在施工過程中根據(jù)二次拋物線設(shè)置預(yù)拱值，根據(jù)計(jì)算結(jié)果，預(yù)拱值控制在30~50 mm為宜。底模安裝完成后需進(jìn)行復(fù)查校核，確保模板的表面平整度和高程誤差值控制在2 mm以內(nèi)，軸線偏位誤差值和板面縫隙誤差值分別控制在3 mm和1 mm以內(nèi)。

側(cè)模和底模相拼接，并固定在角鋼制成的支架上，每塊模板的兩端各架設(shè)一個(gè)支架，其上部利用鋼管、卡具及工字鋼固定。為確保側(cè)模的安裝質(zhì)量，各項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求，并嚴(yán)格控制好平整度和高程誤差。

2.1.2 內(nèi)模和端模安裝

U型槽身的內(nèi)模采用外弧形可調(diào)鋼模，在混凝土澆筑前將內(nèi)模安裝在內(nèi)模支架上。內(nèi)模分為兩部分，通過吊裝和槽口工字鋼固定，并與外模連接為一個(gè)整體。為解決槽身兩端支撐和方便施工，在槽身設(shè)置端模，在安裝時(shí)應(yīng)將端模的擴(kuò)散段和鋼板螺栓連接牢固。

2.2 鋼筋工程

當(dāng)U型槽身外膜安裝完成且質(zhì)量驗(yàn)收合格后，進(jìn)行鋼筋的安裝施工。首先在模板上根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求進(jìn)行間距的劃分，并逐一將橫斷面弧形筋分開，然后依次穿縱向主筋及架立筋，并每隔一段距離將主筋和斷面筋牢固捆綁，最后進(jìn)行主筋的捆綁。

鋼筋安裝過程中應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)范要求進(jìn)行，并做好鋼筋間距和保護(hù)層厚度的控制。主筋的焊接位置應(yīng)按照要求相互分開，且應(yīng)避免在受控區(qū)域焊接；雙排主筋必須采取有效措施來控制其間距；混凝土保護(hù)層采用預(yù)制墊塊在鋼筋上綁接固定，并確保保護(hù)層厚度。

3 混凝土施工過程

3.1 原材料選用

本工程U型渡槽工程具有大跨度、薄壁的結(jié)構(gòu)特性，應(yīng)嚴(yán)格選用混凝土原材料，混凝土配合比的各項(xiàng)指標(biāo)須經(jīng)過試驗(yàn)確定。為確保工程質(zhì)量，根據(jù)U型渡槽施工特點(diǎn)，在混凝土原材料的選用上，應(yīng)做好以下兩方面工作：

第一，為提高混凝土強(qiáng)度，避免混凝土裂縫的生成，應(yīng)控制好水灰比和含砂量，混凝土水灰比不大于0.5，含砂量不超過3%，以盡量減少混凝土澆筑完成后的收縮率；第二，為保證混凝土質(zhì)量，可摻加一定量的非鹽類緩凝外加劑，以延長(zhǎng)實(shí)現(xiàn)混凝土初凝時(shí)間。

3.2 混凝土澆筑

由于本工程U型渡槽混凝土澆筑的施工量較大，因此必須加強(qiáng)對(duì)混凝土運(yùn)輸、澆筑、振搗等的質(zhì)量控制。混凝土運(yùn)輸時(shí)，采用龍門架垂直運(yùn)送到進(jìn)料平臺(tái)，然后通過人工入倉。

混凝土澆筑時(shí)，每跨槽身混凝土應(yīng)一次澆筑完成，并保證澆筑的連續(xù)性。底部混凝土澆筑時(shí)，下料應(yīng)均勻緩慢，可多分幾層，以方便氣泡逸出。整個(gè)澆筑時(shí)間不宜超過5 h，澆筑強(qiáng)度控制在4m3/h。澆筑過程中應(yīng)注意槽端U型橡膠止水帶和預(yù)埋件的位置，避免在施工過程中出現(xiàn)移動(dòng)。

混凝土振搗時(shí)，由于該U型槽身采用了雙層配筋，而且壁厚度較小，振搗難度較大。因此應(yīng)采用較小直徑的振搗棒，振搗過程中嚴(yán)禁與外模觸碰，避免影響成型后混凝土的外觀質(zhì)量。為防止支架出現(xiàn)偏移或變形，混凝土澆筑和振搗施工應(yīng)同步對(duì)稱進(jìn)行。

3．3 混凝土拆模及養(yǎng)護(hù)

要加強(qiáng)對(duì)拆模時(shí)間的控制，施工中應(yīng)至少同期制作一定數(shù)量的混凝土試塊，以用于進(jìn)行槽身混凝土5 d，10 d，14 d和28 d的抗壓試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)澆筑混凝土強(qiáng)度的有效確定。當(dāng)澆筑完成5 d，且混凝土試塊強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的50%時(shí)，可拆除內(nèi)模；當(dāng)澆筑完成10 d，混凝土試塊強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%時(shí)，可拆除外模的側(cè)模和端模；當(dāng)澆筑完成14 d，混凝土試塊強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的85%時(shí)，可拆除外模的底模。

在正常氣溫（20℃）條件下，當(dāng)混凝土澆筑和振搗結(jié)束10~12 h后即可開始養(yǎng)護(hù)，如在氣溫較高或干燥的情況下應(yīng)及早進(jìn)行。養(yǎng)護(hù)過程中采用草簾對(duì)槽內(nèi)混凝土表面進(jìn)行遮蓋，防止風(fēng)吹日曬，并經(jīng)常灑水保持濕潤，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于25 d。

4 結(jié)語

實(shí)踐證明，張峰水庫采用大型現(xiàn)澆鋼筋混凝土U型渡槽施工技術(shù)，在保證工程質(zhì)量合格的基礎(chǔ)上，節(jié)省了約10%左右的工程費(fèi)用，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益，值得在類似工程中推廣應(yīng)用。