預(yù)制混凝土底板在汾河流域生態(tài)修復(fù)工程中的應(yīng)用

王新宇

（山西省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030024）

預(yù)制混凝土底板在汾河流域生態(tài)修復(fù)工程中的應(yīng)用

王新宇

（山西省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030024）

預(yù)制液壓壩底板首次在汾河流域生態(tài)修復(fù)工程中的應(yīng)用，可解決冬季施工可能造成混凝土質(zhì)量的問題。采用預(yù)制底板，實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、工廠化、規(guī)模化，達(dá)到了提高工程質(zhì)量、加快工程進(jìn)度、保證施工工期的目標(biāo)，可供類似工程借鑒和應(yīng)用。

生態(tài)修復(fù)；液壓壩；預(yù)制底板；冬季施工；汾河流域

1 概況

汾河中游核心區(qū)干流蓄水工程為汾河流域生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目的一部分，主要任務(wù)為通過在河道內(nèi)設(shè)置蓄水閘壩，抬高河道水位，攔蓄洪水，為堤外蓄水濕地提供水源，同時(shí)河道內(nèi)形成蓄水水面，增補(bǔ)地下水，改善周邊生態(tài)環(huán)境，再現(xiàn)大河風(fēng)光。

本工程在中游核心區(qū)干流上共布設(shè)液壓壩15座，總長(zhǎng)度3 876 m。其中，灘地上2 m高的液壓壩總長(zhǎng)2 826m，占72.9%。液壓壩工程施工占線長(zhǎng)、工程量大、質(zhì)量要求嚴(yán)格，為保證液壓壩工程能在來年具備度汛條件以及確保工程質(zhì)量和總進(jìn)度要求，經(jīng)研究確定對(duì)占多數(shù)的灘地2m液壓壩底板進(jìn)行冬季施工，采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工廠化預(yù)制和現(xiàn)場(chǎng)裝配化安裝。

2 預(yù)制液壓壩底板設(shè)計(jì)

根據(jù)液壓壩底板預(yù)埋件和油管路的布置，以及液壓壩的穩(wěn)定要求，底板設(shè)計(jì)厚度為1.5m，順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)5.5m。相應(yīng)單扇6.0m寬的壩底板擬采用兩塊預(yù)制，為了保持壩底板的整體性，結(jié)合啟閉設(shè)備二期預(yù)埋件的布置，每塊預(yù)制件寬度為2.55m，中間預(yù)留0.9m寬的后澆帶。

2.1 方案比選

方案一：實(shí)體預(yù)制件。每塊預(yù)制件厚度1.5m，寬度2.55m，塊間預(yù)留0.9m寬的后澆帶。單塊重45 t。

該方案的優(yōu)點(diǎn)是：預(yù)制件占總底板的比例為72.7%；結(jié)構(gòu)整體性強(qiáng)；施工速度快。缺點(diǎn)是：構(gòu)件重量大，制作運(yùn)輸成本高；需要的吊裝設(shè)備大；由于安裝誤差，完工后表面平整度較差。

方案二：空箱預(yù)制件。每塊預(yù)制件厚度1.2m，表層0.3m厚的后期現(xiàn)澆，塊間預(yù)留0.9m寬的后澆帶。單塊重27.9 t。

該方案的優(yōu)點(diǎn)是：構(gòu)件重量輕，運(yùn)輸成本低；需要的吊裝設(shè)備??；完工后表面較為平整。缺點(diǎn)是：預(yù)制件占總底板的比例為39.2%；構(gòu)件為箱體結(jié)構(gòu)，應(yīng)力分析復(fù)雜；后期現(xiàn)澆時(shí)需預(yù)留油管路槽等，施工工藝復(fù)雜。

經(jīng)綜合比較，考慮到后期基礎(chǔ)表面平整度、后期適應(yīng)變形的能力以及吊裝運(yùn)輸?shù)膹?fù)雜性，最終確定采用空箱預(yù)制件方案。

2.2 預(yù)制底板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)計(jì)算采用彈性地基梁計(jì)算理論。

計(jì)算工況：每塊液壓壩底板建成后按兩塊預(yù)制底板與表層0.3m厚現(xiàn)澆整體化混凝土層及塊間0.9m寬后澆混凝土整體受力進(jìn)行設(shè)計(jì)；預(yù)制廠成品后的結(jié)構(gòu)計(jì)算；運(yùn)輸?shù)跹b時(shí)結(jié)構(gòu)計(jì)算。

經(jīng)計(jì)算，預(yù)制底板順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)5.5m，垂直水流方向長(zhǎng)2.55m，單個(gè)預(yù)制底板重27.9 t。預(yù)制底板基本為空箱結(jié)構(gòu)，底板厚度0.3m，側(cè)壁厚度0.3～1.4m。

每塊預(yù)制件設(shè)置4個(gè)吊環(huán)，采用直徑34mm的圓鋼制作（嚴(yán)禁使用冷加工鋼筋），埋入預(yù)制件的深度應(yīng)不小于30 d，并焊接在鋼筋骨架上。上游側(cè)吊環(huán)距構(gòu)件上游端2.5m，下游側(cè)吊環(huán)距構(gòu)件下游端2.43m。

2.3 主要材料

混凝土強(qiáng)度等級(jí)采用C30，抗?jié)B等級(jí)W6，抗凍等級(jí)F150；鋼筋采用HRB400和HRB235鋼筋。

2.4 施工要點(diǎn)

為使后澆混凝土與預(yù)制底板緊密結(jié)合為整體，預(yù)制底板表面必須鑿成凹凸不小于6 mm的粗糙面，0.1m×0.1m面積中不少于1個(gè)點(diǎn)，以利于新舊混凝土的良好結(jié)合。起吊時(shí)盡量使每個(gè)吊點(diǎn)同時(shí)均勻受力。預(yù)制底板的混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%時(shí)方可起吊，達(dá)到100%時(shí)才能運(yùn)輸。對(duì)于油管路槽、大小液壓缸、預(yù)制底板間、后澆帶連接的鋼筋，在預(yù)制底板時(shí)應(yīng)注意相應(yīng)的位置，并要求預(yù)先埋入預(yù)制底板內(nèi)。

3 灘地液壓壩地基處理

根據(jù)地勘資料，液壓壩基礎(chǔ)坐落在粉砂和低液限粉土上，本工程地質(zhì)區(qū)為液化場(chǎng)地。為滿足地基承載力、消除地基震動(dòng)液化，地基處理措施如下：

為滿足壩基冬季施工的要求，考慮防滲體系的可靠性，結(jié)合地基土的特性，壩體段采用圍封處理地基液化，并兼作防滲墻的形式，即垂直河道方向設(shè)兩（三）道垂直防滲墻（多軸攪拌水泥土地連墻）伸入相對(duì)不透水層0.5m，深4～15m；與順河道方向間距6m的水泥土地連墻形成網(wǎng)格狀圍封結(jié)構(gòu)，圍封頂部換填500mm厚的碎石墊層，上部為100mm厚的C15素混凝土墊層。

4 預(yù)制底板吊裝、運(yùn)輸、安裝

4.1 預(yù)制底板吊裝

在預(yù)制工廠，采用龍門吊將預(yù)制底板吊裝上車，吊裝時(shí)一定要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)吊點(diǎn)進(jìn)行，依次從預(yù)制底板存放區(qū)進(jìn)行吊裝作業(yè)，吊裝過程中應(yīng)注意加強(qiáng)成品保護(hù)，避免損傷預(yù)制底板。

4.2 預(yù)制底板運(yùn)輸

預(yù)制底板的運(yùn)輸采用平板拖車進(jìn)行，要求根據(jù)施工進(jìn)場(chǎng)道路、施工便道實(shí)際情況選擇適當(dāng)噸位的平板拖車，應(yīng)提前組織好施工便道的維修和保養(yǎng)工作。

4.3 現(xiàn)場(chǎng)安裝

現(xiàn)場(chǎng)安裝盡量采用80～100 t履帶吊車，以利用履帶吊車在吊裝過程中能自由移動(dòng)的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)預(yù)制底板的準(zhǔn)確定位。為保證預(yù)制底板底面與其下C15素混凝土墊層充分接觸，同區(qū)域內(nèi)預(yù)制底板的吊裝應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，在基礎(chǔ)C15素混凝土墊層未完全凝固前，將預(yù)制底板吊裝完成。

5 結(jié)語

汾河流域生態(tài)修復(fù)建設(shè)項(xiàng)目增多、任務(wù)重、時(shí)間緊，尤其是河道內(nèi)壅水閘壩工程，多數(shù)要求在一個(gè)枯水期完成，即在第二年汛前建成并安全度汛，故不少工程必須安排在冬季施工。本工程設(shè)計(jì)具有一定的創(chuàng)新性，預(yù)制底板實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、工廠化、規(guī)?；_(dá)到了提高工程質(zhì)量、加快工程進(jìn)度、保證施工工期的目標(biāo)，可供類似工程借鑒和應(yīng)用。

TV213.2 ［

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］1004-7042（2016）09-0046-02

王新宇（1979-），男，2006年畢業(yè)于太原理工大學(xué)水利水電工程專業(yè)，工程師。

2016-07-12；

2016-08-17