現(xiàn)澆鋼筋砼U形薄壁渡槽施工控制淺析

王大波

【摘要】玉溪河灌區(qū)的咽喉工程—“團結(jié)渡槽”因地震受損嚴重決定重建。因施工條件限制大型機具不能到達現(xiàn)場，為滿足施工安全、質(zhì)量、工期、費用控制要求，通過對模板設(shè)計、制作、安裝和槽身砼澆筑關(guān)鍵點的有效控制，圓滿的完成了施工任務(wù)。

【關(guān)鍵詞】U形薄壁渡槽；模板設(shè)計制作與安裝；砼澆筑；關(guān)鍵點；控制

玉溪河灌區(qū)位于成都平原西南邊緣岷江、青衣江之間的淺丘臺地上，該工程從雅安市蘆山縣境內(nèi)的青衣江支流玉溪河上筑壩引水，設(shè)計總引水流量34m3/s，灌溉邛崍、蒲江、名山、蘆山四區(qū)（市、縣），設(shè)計灌面86.64萬畝，現(xiàn)有效灌面積為62萬畝。2013年4月20日雅安市蘆山縣境內(nèi)發(fā)生7.0大地震，使距震中僅10.0km的團結(jié)渡槽震損嚴重。其2、3、4、5號渡槽墩帽兩側(cè)支撐點處砼被剪切破壞，出現(xiàn)貫穿性裂縫，裂縫沿渡槽縱向貫通并延伸至墩帽牛腿下部。支撐搖軸下部砼被壓破、開裂。渡槽槽內(nèi)伸縮縫被地震損壞，漏水嚴重。加之原渡槽鋼筋保護層厚度未達設(shè)計要求及砼密實度不足，經(jīng)多年運行殼體部分鋼筋外露，銹蝕嚴重（見圖一），已來嚴重影響渡槽安全運行。經(jīng)綜合分析后，擬定對該渡槽重建。

經(jīng)方案論證在原團結(jié)渡槽左側(cè)8m位置重建。重建槽身結(jié)構(gòu)與原渡槽結(jié)構(gòu)相同，即槽身為U型斷面（見圖二），砼強度等級為C25，設(shè)計引水流量30m3/s（校核33m3/s），縱坡比降1/800，單跨長度10m，共13跨，全長130m，并在渡槽槽身與上、下游渠道連接處設(shè)伸縮縫。

因受施工場地條件限制，大型施工機械無法到達現(xiàn)場（最大施工機械12T汽車吊），這給施工組織帶來很大困難。在施工組織時就只能按能到達現(xiàn)場的機械進行組織安排。因此只有對槽身模板設(shè)計、制作、安裝和槽身砼澆筑關(guān)鍵點有效控制，才能滿足施工安全、質(zhì)量、工期、費用控制要求。

一、模板設(shè)計制作與安裝

（一）模板支撐結(jié)構(gòu)的確定

渡槽槽底離地面最大高度約4.5m，對比采用貝雷梁和鋼管架加枕木的下部支撐結(jié)構(gòu)。貝雷梁架設(shè)的施工難度大、花費高、適用性差。鋼管架加枕木施工簡單，取材容易，花費少。最終確定采用鋼管架加枕木的下部支撐結(jié)構(gòu)。

（二）模板結(jié)構(gòu)與數(shù)量的確定

為保證渡槽整體澆筑質(zhì)量，減少砼澆筑時施工作人員數(shù)量，減少安全隱患，經(jīng)計算確定采用定制整體鋼模板（單塊重量以1.2T控制）。一套模板包括內(nèi)模6塊，外模6塊，底模4塊，封頭模1組及內(nèi)部支撐、外部連接部件（見圖三）。在滿足工期的前提下（計劃施工進度10天/跨），為保證砼有充足養(yǎng)生時間，經(jīng)計算底模配置為3組，外模2組，內(nèi)模1組，封頭模1組。在內(nèi)模板圓弧段中部設(shè)置砼振搗和檢查孔。

（三）模板安拆控制的關(guān)鍵點

因原地面承載能力較差，為保證渡槽澆筑時不產(chǎn)生變形，再架立鋼管架前先對原地面夯實后采用厚10cm的C15砼硬化處理，在達到強度后才在上面架設(shè)鋼管。為防止壓碎砼墊層，在鋼管與地面接觸處采用15X15cm厚8mm的鋼板作為受力立管墊塊。立管采用標準間距80X80cm，并按標準配置縱橫拉桿和剪刀撐。立桿頂部統(tǒng)一安裝頂托，用于高度微調(diào)和安放枕木平臺，鋪設(shè)的枕木作為模板安裝的平臺。為抵消在槽身自重及施工荷載下產(chǎn)生撓度，保證了槽身在通水后的撓度控制在正常使用極限狀態(tài)要求內(nèi)，槽身預(yù)拱度設(shè)置為3cm。

槽身模板安裝的關(guān)鍵點是模板的定位和安裝初始單塊模板的固定上。模板的定位準確與否將直接影響渡槽成形后是否滿足設(shè)計要求，直接影響以后的過流能力和水流流態(tài)，所以在模板安裝開始就把模板安裝精度作為重點控制。在模板安裝前必須對枕木安裝高程進行測量，特別是每跨渡槽進出口，在滿足精度要求后才進行下一步的模板安裝。槽身模板安裝順序是先槽底、然后外模，在完成槽身鋼筋制安后，再安裝內(nèi)模，封頭。槽底模板的安裝是模板安裝控制的重中之重，必須對高程和軸線嚴格控制。高程控制和軸線控制的重點又在渡槽進出口，在安裝前要根據(jù)內(nèi)業(yè)計算成果測設(shè)高程點和軸線并作相應(yīng)的標記，在安裝完成后還要進行復(fù)測，不滿足安裝精度要求的進行校正，直至滿足要求為此。在底模安裝完畢后，就依次安裝外模。外模的安裝控制重點在開始兩個模板的固定問題，這個直接影響到施工的安全，如果固定不牢造成傾倒，極容造成人員傷亡，所以此項工作要引起高度重視。開始安裝的兩個模板除和底模及時聯(lián)接外，還應(yīng)采用風繩或鋼管進行加固支撐，在外模安裝完畢加裝橫梁連接后方可拆除風繩或鋼管支撐加固。外模安裝完畢后對模板進行校正，滿足精度要求就可以對外模涂刷脫模劑，待脫模風干后，開始綁扎鋼筋，安裝止水帶。在上述工作完成后，進行內(nèi)模和封頭模的安裝，內(nèi)模的安裝時注意鋼筋保護層厚度的問題，最好采用是定型預(yù)制砼墊塊。

模板拆除先內(nèi)模和封頭模，再拆外模，等到砼凝期達到28天后再拆底模和鋼管架。拆除內(nèi)模時要注意對撐拆除和不能拆除外模鋼橫梁，避免造成槽身砼拉裂。外模連接鋼橫梁拆除應(yīng)在砼橫拉梁澆筑完畢強度達到設(shè)計強度75%以上才能拆除。外模拆除的剩最后兩塊時也要用風繩或鋼管支撐加固，避免傾倒。

二、砼澆筑質(zhì)量控制

（一）砼配合比確定

為了保證砼配合比符合設(shè)計強度、施工和易性、耐久性、經(jīng)濟性要求，首先原材料是關(guān)鍵。在砼澆筑前就對原材料進行了送檢，保證所有原材料都符合質(zhì)量要求。其次砼配合比也很重要，在砼澆筑之前進行試配試驗，在試配結(jié)果中選取滿足設(shè)計強度、耐久性要求并和易性較好配合比作為施工配合比。

（二）砼攪拌

因受施工條件的限制，渡槽的槽身砼只能采用自拌砼。經(jīng)計算單跨槽身砼量為約38.93m3， 使用0.4m3自落式攪抖機生產(chǎn)量能夠滿足施工強度要求，確定選用0.4m3自落式攪抖機作為攪拌機械，并輔以小型裝載機上料。為避免產(chǎn)生冷縫造成槽身浸水，槽身砼澆筑要求連續(xù)施工一次性完成，不能中斷，因此除配置主要攪拌機外，另備一臺同型號的攪抖機和50kw柴油發(fā)電機備用。

（三）砼入倉和振搗

攪拌好的砼采用先放入吊斗，由吊車提升入倉。因渡槽的槽身較深在澆筑初期輔以砼溜桶入倉，避免砼產(chǎn)生離析。砼的振搗情況直接影響到砼的整體質(zhì)量，振搗作為得重點工序進行控制。在澆筑前就對砼振搗方案進行論證，一種是采用附著式振搗器振搗，人為因素影響小，但這種適合于下部支撐結(jié)構(gòu)十分牢靠的情況（比如貝雷梁），不然就會產(chǎn)生很大的施工變形甚至質(zhì)量事故。另一種采用插入式振搗器振搗，這種對下部支撐結(jié)構(gòu)要求不高，但人為因素影響大，這個需要振搗器操作人員有豐富施工經(jīng)驗和很強責任心。因本工程的模板下部支撐結(jié)構(gòu)采用是鋼管架不具備使用附著式振搗器條件，只能采用插入式振搗器。因此振搗的控制重點就放在了振搗器操作人員上了，首先選用有豐富施工經(jīng)驗和很強責任心的兩名振搗器操作人員交叉進行振搗作業(yè)。其次選派施工人員跟班監(jiān)督，避免漏振，這樣就很好解決了砼的振搗密實度問題。

（四）砼養(yǎng)護

渡槽的槽身較薄對溫度濕度的變化很敏感，如果養(yǎng)護工作不當、不及時，造成混凝土表面水分散失太快，混凝土在拆模前，甚至終凝前就會出現(xiàn)裂紋。這直接影響混凝土的強度和耐久性，甚至危機工程結(jié)構(gòu)的安全。因此，混凝土在凝固養(yǎng)護期間，必須認真落實混凝土的養(yǎng)護，以確?；炷翗?gòu)件的質(zhì)量，防止混凝土開裂。本工程首先采用的是覆蓋土工布，并安排專人灑水養(yǎng)護，通過以上措施減少了砼表面水分的散失，避免了槽身砼產(chǎn)生裂紋。

三、效果與評價

通過模板設(shè)計制作與安裝和砼澆筑質(zhì)量關(guān)鍵點的整體控制，在施工條件較差的情況下，渡槽施工做到施工安全、質(zhì)量優(yōu)良、費用較省，在計劃工期內(nèi)完圓滿的完成了渡槽重建任務(wù)，取得良好社會效益和經(jīng)濟效益。

參加文獻：

[1]淺析渠系建筑物渡槽的型式和總體布置[J].耿志敏.農(nóng)民致富之友.2015（02）

[2]模糊層次綜合評價法在渡槽安全評價中的應(yīng)用[J].劉濤.科技資訊.2015（03）

[3]大型預(yù)應(yīng)力渡槽充水試驗淺析[J].梁祥金，郭曉萌，陳秋紅.河南水利與南水北調(diào).2015（05）