工作閘門豎井混凝土施工技術(shù)研究及運(yùn)用

【摘要】豎井混凝土嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工，是確保工程順利和質(zhì)量的關(guān)鍵因素。本工程結(jié)合豎井施工特點(diǎn)，摸索并采取了一系列行之有效的豎井混凝土施工措施，尤其是在混凝土入倉手段方面采用My-box溜管緩降器+溜筒+溜槽的入倉方式，達(dá)到了防止骨料分離的目的，較好的解決了豎井混凝土垂直輸送的問題，確保了施工質(zhì)量，對(duì)類似工程具有一定的參考價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】豎井；混凝土；施工

1、工程概況

本工程泄洪沖沙洞總長(zhǎng)716.61m，其中進(jìn)水口段長(zhǎng)33.051m，有壓洞段長(zhǎng)345.8m，無壓洞段長(zhǎng)266.05m，明渠段及挑流鼻坎段長(zhǎng)71.716m。有壓洞段為圓形斷面，內(nèi)徑8.0m，無壓洞段為城門洞形斷面，有壓洞與無壓洞之間設(shè)工作閘門井，該工作閘門井采用豎井結(jié)構(gòu)。工作閘門井井口高程EL742，井底高程EL669.5，總高度72.5m。井身段除工作閘門外，其他部位均為矩形斷面，其開挖尺寸長(zhǎng)×寬為12.2m×10.45m，工作閘門井混凝土共7960m3。

2、混凝土生產(chǎn)與運(yùn)輸

混凝土采用DW-120型拌和站集中生產(chǎn)，運(yùn)輸采用6m3混凝土罐車將混凝土運(yùn)送至工作閘門井井口卸料點(diǎn)。

3、分層分塊

混凝土澆筑層厚度，對(duì)混凝土的施工速度、施工質(zhì)量和施工費(fèi)用由很大影響。工作閘門井豎井井壁混凝土厚度大部分為1.0m，為此，豎井混凝土按照3.0m/層進(jìn)行分層?；A(chǔ)約束區(qū)按照1.5m左右進(jìn)行分層。

4、施工流程及方法

4.1基礎(chǔ)面清理

工作閘門井混凝土施工前，將基巖面上的雜物、泥土及松動(dòng)巖石予以清除，清理干凈并排干積水。斷層或軟弱結(jié)構(gòu)面、止水基座等部位按設(shè)計(jì)要求槽挖并進(jìn)行處理后才允許澆筑混凝土，斷層等軟弱結(jié)構(gòu)面處理混凝土須在本部位基礎(chǔ)混凝土澆筑前完成?；鶐r面經(jīng)建設(shè)四方聯(lián)合驗(yàn)收合格后，方可進(jìn)行混凝土澆筑。

4.2測(cè)量放線

測(cè)量人員采用全站儀根據(jù)設(shè)計(jì)詳圖放出模板中線、邊線、鋼筋點(diǎn)線、止水等位置，以便施工人員進(jìn)行鋼筋、模板、止水等相關(guān)埋設(shè)件的安裝，放樣點(diǎn)采用紅漆標(biāo)識(shí)，并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)交底。

4.3鋼筋及止水制安

鋼筋質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，每批鋼筋均應(yīng)有產(chǎn)品質(zhì)量證明書及出廠檢驗(yàn)單，鋼筋采用機(jī)械連接，在使用前進(jìn)行鋼筋機(jī)械性能試驗(yàn)。鋼筋制作的尺寸應(yīng)符合施工圖紙要求，并在使用前應(yīng)清除表面油污及鐵銹并保持平直，無局部彎折。

鋼筋成品按直徑、編號(hào)及安裝順序分別堆放，采用平板車運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)材料轉(zhuǎn)運(yùn)工作面，使用汽車吊吊運(yùn)。鋼筋現(xiàn)場(chǎng)安裝須根據(jù)測(cè)量點(diǎn)劃線控制鋼筋布置位置及間距，鋼筋接頭錯(cuò)縫須滿足規(guī)程、規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。

4.3.1鋼筋的材質(zhì)要求

鋼筋原材料的品質(zhì)應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)程規(guī)范的要求，每批鋼筋進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)均應(yīng)附有產(chǎn)品質(zhì)量證明書及出廠檢驗(yàn)單，在使用前按GB1499規(guī)定抽取試件作力學(xué)性能檢驗(yàn)并分批進(jìn)行以下性能試驗(yàn)：鋼筋分批試驗(yàn)，以同一爐（批）號(hào)、同一截面尺寸的鋼筋為一批，每批重量不大于60t；根據(jù)廠家提供的鋼筋質(zhì)量證明書，檢查每批鋼筋的外表質(zhì)量，并測(cè)量每批鋼筋的代表直徑；在每批鋼筋中，選取經(jīng)表面檢查和尺寸測(cè)量合格的兩根鋼筋中各取一個(gè)拉力試件和一個(gè)冷彎試件進(jìn)行試驗(yàn)（含屈服點(diǎn)、抗拉強(qiáng)度、延伸率試驗(yàn)和冷彎試驗(yàn)），如一組試驗(yàn)項(xiàng)目的一個(gè)試件不符合規(guī)定數(shù)值時(shí)，則另取兩倍數(shù)量的試件，對(duì)不合格的項(xiàng)目作第二次試驗(yàn)，如有一個(gè)試驗(yàn)不合格，則該批鋼筋為不合格產(chǎn)品。

4.3.2鋼筋制作

（1）鋼筋配料

1）配料依據(jù)

鋼筋配料按照設(shè)計(jì)圖紙、澆筑部位的分層分塊圖，進(jìn)度計(jì)劃、鋼筋運(yùn)輸、安裝方法及接頭型式。

2）下料長(zhǎng)度計(jì)算

鋼筋下料長(zhǎng)度的計(jì)算要計(jì)入鋼筋焊接、綁扎需要的長(zhǎng)度以及因彎曲而延伸的長(zhǎng)度。

（2）鋼筋加工

鋼筋在綜合加工廠統(tǒng)一制作加工，為了防止運(yùn)輸時(shí)造成混亂和便于安裝，每一型號(hào)的鋼筋必須捆綁牢固并掛牌明示。鋼筋的表面確保潔凈無損傷；用于加工的鋼筋原材料做到平直、無局部彎折。

4.3.3鋼筋安裝

（1）鋼筋在加工廠加工完成后，采用5t平板汽車運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)，人工或汽車吊運(yùn)至豎井作業(yè)面進(jìn)行布置、連接。

（2）鋼筋在現(xiàn)場(chǎng)按施工圖紙進(jìn)行安裝，并符合相關(guān)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定；鋼筋安裝先在架立筋上按照設(shè)計(jì)間隔測(cè)放鋼筋中心線，人工搬運(yùn)就位，調(diào)整安裝。

（3）鋼筋接頭，施工現(xiàn)場(chǎng)主要采用手工電弧焊接和機(jī)械連接（直螺紋套筒連接等）。直徑在22mm以下的鋼筋接頭，施工中也可采用綁扎接頭。

（4）鋼筋接頭應(yīng)位于結(jié)構(gòu)物的低應(yīng)力區(qū)，接頭位置須錯(cuò)開，在同一斷面處的鋼筋搭接的截面面積占受力鋼筋總截面面積的百分率，應(yīng)符合以下規(guī)定：

1）綁扎接頭，在構(gòu)件的受拉區(qū)中不超過25%，在受壓區(qū)中不超過50%。

2）焊接與綁扎接頭距鋼筋彎起點(diǎn)不小于10倍鋼筋直徑，也不應(yīng)位于最大彎矩處。

3）機(jī)械連接接頭，除施工圖紙另有規(guī)定外，在受拉區(qū)不超過50%，在受壓區(qū)不受限制。

4.3.4止水安裝

（1）止水設(shè)施的型式、尺寸、位置和材料的品種規(guī)格必須符合施工圖紙的規(guī)定。

（2）在施工過程中應(yīng)采取適當(dāng)?shù)闹魏头雷o(hù)措施，防止止水損傷和位移。止水片破損后應(yīng)予以修補(bǔ)，使其能夠滿足使用功能。

（3）止水片凹槽須嚴(yán)格按縫面居中設(shè)置，止水片與模板結(jié)合面應(yīng)嚴(yán)密。安裝好的止水片應(yīng)加以固定和保護(hù)，防止在澆筑過程中發(fā)生偏移、扭曲和結(jié)合面漏漿。

（4）止水部位的混凝土澆筑應(yīng)有專門措施，以保證該部位的混凝土澆筑密實(shí)。

（5）止水銅片應(yīng)采用搭接焊連接，搭接長(zhǎng)度不得小于20mm，必須雙面焊接，不得鉚接。焊接接頭表面應(yīng)平滑、無沙眼或裂紋，不滲水。止水片接頭處的抗拉強(qiáng)度不應(yīng)低于母材強(qiáng)度的75%。止水銅片鼻子中心線的允許偏差±5mm。定位后應(yīng)在鼻子空腔內(nèi)填滿聚乙烯泡沫。

（6）縫兩側(cè)的止水片寬度應(yīng)相等。在混凝土澆筑前應(yīng)將止水片上所有的油跡、灰漿和其它影響混凝土粘結(jié)的有害物質(zhì)清除。止水周圍的混凝土加強(qiáng)振搗，使混凝土和埋入的止水結(jié)合完好，避免留下空隙等滲水通道。

4.4模板

4.4.1模板配置原則

工作閘門井采用竹膠模板進(jìn)行拼裝，局部采用P3015和P1015模板進(jìn)行拼裝，模板主要采用內(nèi)拉內(nèi)撐的方式進(jìn)行加固。拉桿采用Φ14的圓鋼，外置“3”型卡，拉條采用Φ12的圓鋼，拉桿水平間距為70cm，垂直間距90cm（上下層模板之間垂直間距為60cm）。

4.4.2模板安裝

模板安裝應(yīng)遵循以下規(guī)定：

（1）模板安裝前，必須按混凝土結(jié)構(gòu)物位置進(jìn)行詳細(xì)的測(cè)量放樣，重要結(jié)構(gòu)應(yīng)放出多個(gè)控制點(diǎn)線，以利檢查校正。模板安裝過程中，必須設(shè)置牢靠的臨時(shí)固定設(shè)施，以防傾翻或變形。

（2）模板在每次使用前應(yīng)清理干凈，為保證混凝土澆筑后方便拆模，模板面板應(yīng)涂抹專用脫模劑。

（3）模板的拉筋不應(yīng)彎曲，拉筋與錨筋的連接必須牢靠。

（4）模板與混凝土的接觸面、以及各塊模板接縫處，必須平整、密合，以保證混凝土表面的平整度和混凝土的密實(shí)性，混凝土分層施工時(shí)，應(yīng)逐層校正下層偏差。

（5）模板及其施工腳手架上嚴(yán)禁堆放超過其設(shè)計(jì)荷載的材料、設(shè)備及工器具。

（6）混凝土澆筑過程中，應(yīng)隨時(shí)監(jiān)視混凝土下料情況，不得過于靠近模板下料直接沖擊模板。

4.4.3模板拆除

工作閘門井不承重側(cè)面模板的拆除，應(yīng)在混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5Mpa以上，并能保證其表面及棱角不因拆模而損傷時(shí)方可拆除。

4.5鋼筋混凝土施工

4.5.1鋼筋混凝土施工方案選擇

工作閘門井工作面由于受工作面相對(duì)狹小的限制，鋼筋、模板、架子管、小型工器具等的垂直運(yùn)輸主要采用8t汽車吊進(jìn)行；由于閘門井垂直高度較大，為保證混凝土的和易性，混凝土采用My—Box溜管緩降器入倉，My—Box溜管緩降器是根據(jù)My—Box緩降器改造而成，入倉受料斗設(shè)在井口頂部平臺(tái)上，倉號(hào)內(nèi)搭設(shè)溜槽等輔助分料，混凝土選用塌落度為14～16cm的高流態(tài)混凝土。

混凝土入倉流程為：混凝土運(yùn)輸攪拌車→受料斗→溜管→My—Box溜管緩降器→溜筒溜槽→入倉。

（1）My—Box溜管緩降器的系統(tǒng)構(gòu)成

My—Box溜管緩降器自上而下由受料斗、Φ200溜管、若干組緩沖器、溜槽等其他附件構(gòu)成；鋼管與鋼管之間及鋼管與緩降器之間均用法蘭盤連接。溜管緩降器每15m鋼管連接一個(gè)緩降器，最底下一個(gè)緩降器的下口再連接一根6m的鋼管，并在鋼管的下口垂直懸掛幾節(jié)溜筒，在溜筒的下口架設(shè)斜面溜槽，最后把斜面溜槽的出口伸入澆筑倉號(hào)內(nèi)。

（2）緩降器材料

緩降器采用8mm厚16Mn高強(qiáng)度鋼板焊制而成。

（3）溜管緩降器布置與安裝

My—Box溜管緩降器系統(tǒng)安裝于豎井井壁，安裝時(shí)利用8t汽車吊吊裝，受料口由Ⅰ20工字鋼架設(shè)固定在井口，整個(gè)系統(tǒng)采用設(shè)置在井壁的錨桿焊接加固，錨桿間距3.0m，超過3.0m間距的錨桿重新補(bǔ)打，確保使用安全。在第一次澆筑開始前，先用砂漿潤(rùn)滑豎管和緩降器，以防堵塞；同時(shí)在施工中設(shè)專人均勻下料，控制下料速度，避免混凝土溜放過快造成堵塞。

緩降器布置的數(shù)量和間距要要求為：第一對(duì)緩降器距受料斗距離﹤9m，中間部位間距控制在9～15m間，最后一對(duì)距溜槽的距離不大于6m。當(dāng)需要橫向布料時(shí)，可設(shè)置溜筒和溜槽，溜管下口與溜槽之間距離應(yīng)小于200mm。

4.5.2混凝土鋪料

基巖面澆筑倉，在澆筑第一層混凝土前，先鋪一層不小于10cm厚的同等級(jí)一級(jí)配混凝土，保證混凝土與基巖結(jié)合良好。底板倉號(hào)混凝土澆筑采用臺(tái)階法施工，臺(tái)階寬度大于5m，每次鋪料厚度控制在30～50cm。

澆入倉內(nèi)的混凝土應(yīng)隨澆隨平整，不得堆積，將堆集在一起的骨料均勻散鋪到富漿處，不得用水泥砂漿覆蓋，以免造成內(nèi)部蜂窩。

混凝土澆筑應(yīng)保持連續(xù)性，若因故超過允許間歇時(shí)間，但混凝土能重塑（將混凝土用振搗器振搗30s，周圍10cm內(nèi)混凝土能泛漿且不留空洞），可繼續(xù)澆筑，否則按施工縫處理。

4.5.3混凝土平倉、振搗

混凝土平倉采用人工平倉，振搗采用手持式Φ50、Φ100振搗棒振搗密實(shí)，嚴(yán)禁以振搗代替平倉，振搗時(shí)振搗棒離模板的距離、兩振搗點(diǎn)的距離不應(yīng)大于振搗器有效半徑的二分之一，下料點(diǎn)接茬處、止水（埋件）周圍適當(dāng)延長(zhǎng)振搗時(shí)間加強(qiáng)振搗，保證混凝土振搗密實(shí)。混凝土振搗標(biāo)準(zhǔn)以混凝土不再顯著下沉、不出現(xiàn)大量氣泡并開始泛漿為準(zhǔn)。

4.5.4混凝土收面、拆模養(yǎng)護(hù)

混凝土澆筑前在倉內(nèi)四周標(biāo)示倉面收倉線，嚴(yán)格控制收面高程。同一倉號(hào)內(nèi)有不同標(biāo)號(hào)的混凝土?xí)r，標(biāo)出分區(qū)線，并掛牌示意。收面時(shí)倉內(nèi)腳印、棒坑及時(shí)用木制抹具抹平并根據(jù)下一層倉號(hào)需要的位置埋設(shè)錨鉤、插筋等。

澆筑好的混凝土表面應(yīng)采取一定的保護(hù)措施，防止人踩，直到表面達(dá)到一定的強(qiáng)度（人走過以后不留下腳印），如有必要可在表面上鋪設(shè)木板以供人員行走。

混凝土澆筑完畢后12～18h（視氣溫情況可進(jìn)行調(diào)整）及時(shí)用無紡布或麻袋片覆蓋，并灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期間使混凝土表面經(jīng)常保持濕潤(rùn)狀態(tài)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于28天。

混凝土達(dá)到規(guī)范強(qiáng)度要求后開始拆模，并開始下一倉號(hào)的準(zhǔn)備工作，拆模時(shí)注意保護(hù)好混凝土邊角，以免影響外觀形象。

4.5.5施工縫面處理

澆筑后的混凝土表面抗壓強(qiáng)度小于2.5Mpa前不得進(jìn)行下道工序的倉面準(zhǔn)備工作。水平施工縫面采用人工鑿毛處理，做到無乳皮、微露粗砂、表面粗燥、無松動(dòng)骨料；施工縫面處理中產(chǎn)生的廢水、廢渣，其處理方法要求不能污染建筑物表面、不影響暴露的建筑物表面的美觀，廢水、廢渣不得進(jìn)入各種管道、橫縫內(nèi)，妥善排至集水坑內(nèi)集中排出。在混凝土澆筑前，對(duì)施工縫面進(jìn)行徹底清洗，經(jīng)驗(yàn)收合格取得開倉證后方可澆筑混凝土。

4.5.6混凝土表面處理

上下層接縫處或模板接縫處的錯(cuò)臺(tái)、凸坎、未清除的砂漿塊等，根據(jù)平整度控制標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)小錯(cuò)臺(tái)和凸坎直接用手持電動(dòng)砂輪或角磨機(jī)打磨平整后用砂紙磨光；對(duì)未清除的砂漿塊鏟除后并用砂紙磨光；對(duì)大于1cm的錯(cuò)臺(tái)，先用風(fēng)鎬鑿除，預(yù)留0.5～1.0cm保護(hù)層，再用手持電動(dòng)砂輪或角磨機(jī)磨平整后用砂紙磨光；對(duì)鑿除超標(biāo)準(zhǔn)的凹坑，不得用錘擊、斧砍，只用砂輪磨平。

對(duì)數(shù)量集中，超過規(guī)定的蜂窩，麻面，首先用切割機(jī)按照多邊形進(jìn)行切割，然后進(jìn)行鑿除，鑿除深度2～4cm，鑿除后用壓力水沖洗干凈混凝土表面，再用干硬性預(yù)縮砂漿填補(bǔ)，砂漿表面壓實(shí)、抹平，待4～6h后用砂紙磨光，灑水養(yǎng)護(hù)6～8天，養(yǎng)護(hù)溫度控制在20℃左右，養(yǎng)護(hù)期內(nèi)不得受水浸泡和外力沖擊。

對(duì)于外露的拉桿頭，先用戴圓筒頭砂輪切割機(jī)將拉桿頭周邊5cm范圍掏成圓孔，深度3cm，再用砂輪切割機(jī)將拉桿頭根部切除，然后將孔清洗干凈、濕潤(rùn)，再用干硬性預(yù)縮砂漿填充、壓實(shí)、抹平，待4～6h后用砂紙磨光。

5、結(jié)束語

豎井混凝土澆筑垂直運(yùn)輸?shù)某Ｒ?guī)方式有吊罐、泵送、溜管等。其中吊罐方式需要配備起吊設(shè)備，澆筑強(qiáng)度低，泵送混凝土的運(yùn)輸能力同井深高度成反比且容易造成堵管現(xiàn)象，又與平洞混凝土施工項(xiàng)目干擾，而溜筒在垂直高度過大的情況下，很容易發(fā)生骨料分離現(xiàn)象，對(duì)混凝土質(zhì)量有較大影響。為解決高落差混凝土易產(chǎn)生離析的難題，采用My—Box溜管緩降器進(jìn)行混凝土垂直入倉，有效的解決了該難題，確保了混凝土的質(zhì)量，與常規(guī)的吊罐或泵送垂直運(yùn)輸方式相比，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約了成本，可以為類似工程提供施工經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]《水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)手冊(cè)》第三卷：施工技術(shù)，中國(guó)水利水電出版社，2010年。

作者簡(jiǎn)介：曲勝輝，男，1983.03，河南人，本科，工程師，研究方向：水利水電施工