魚(yú)刺式串筒在袁沖暗涵工程中的應(yīng)用

(湖北水總水利水電建設(shè)股份有限公司，湖北 武漢 430000)

鄂北地區(qū)水資源配置工程是湖北省主導(dǎo)建設(shè)的水利工程，是172項(xiàng)節(jié)水供水重大水利工程之一，其中位于老河口市的袁沖暗涵工程長(zhǎng)8.85km，采用雙孔箱涵結(jié)構(gòu)，過(guò)流凈斷面尺寸為2×4.5m×5.5m(孔數(shù)×寬×高)，設(shè)計(jì)流量38m3/s。袁沖暗涵Ⅱ標(biāo)(10+350～14+850)長(zhǎng)4.5km，暗涵結(jié)構(gòu)形式采用C25鋼筋混凝土雙孔暗涵結(jié)構(gòu)，底板、頂板、邊墻結(jié)構(gòu)厚度為1.2～0.8m，設(shè)0.4m×0.4m倒角。暗涵縱向每15m設(shè)永久縫，縫寬2cm，縫間設(shè)紫銅止水。暗涵具有埋深大、占線長(zhǎng)，工作面分散、入倉(cāng)強(qiáng)度高，設(shè)備移動(dòng)頻繁等特點(diǎn)，同時(shí)暗涵最大開(kāi)挖深度達(dá)24.6m，地面為崗波狀平原，起伏高差達(dá)18m以上，為適應(yīng)不同埋深要求，暗涵外尺寸寬度設(shè)12.4m、11.8m、11.3m等多種不同截面形式。

針對(duì)暗涵施工的特點(diǎn)，混凝土澆筑采用龍門(mén)布料機(jī)進(jìn)行，混凝土垂直高度約8～12m，特別是底板混凝土，高差達(dá)11m，鋼筋密集，采取普通的串筒澆筑混凝土，其垂直下落速度快，混凝土易出現(xiàn)離析現(xiàn)象。在施工過(guò)程中，通過(guò)改進(jìn)串筒形式，增加魚(yú)刺式鋼板，同時(shí)末端增加橡皮串筒，減緩混凝土下落速度，有效改善了混凝土離析現(xiàn)象。

該方案使用布料機(jī)輸送混凝土手段簡(jiǎn)單、快速、成本低廉，同時(shí)又能解決高落差產(chǎn)生的混凝土離析問(wèn)題，保證混凝土質(zhì)量，值得推廣使用。

1 施工方案介紹

該施工方案主要為布料機(jī)配置魚(yú)刺式串筒施工工藝，其工況見(jiàn)圖1。

圖1 魚(yú)刺串筒澆筑暗涵底板工況示意圖

布料機(jī)配置魚(yú)刺式串筒澆筑混凝土，魚(yú)刺式串筒由長(zhǎng)1m的串筒和串筒焊接螺旋魚(yú)刺式鋼板組成，在混凝土垂直運(yùn)輸過(guò)程中，通過(guò)串筒中增設(shè)的魚(yú)刺緩沖混凝土的垂直下落速度，有效控制混凝土的骨料離析現(xiàn)象。

在澆筑底板過(guò)程中，魚(yú)刺串筒按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行安裝，串筒隨布料機(jī)收料斗的移動(dòng)而移動(dòng)，同時(shí)底部設(shè)置橡膠串筒，在混凝土下落過(guò)程中，通過(guò)串筒魚(yú)刺的阻擋，減緩混凝土的垂直下落速度，促進(jìn)混凝土的骨料結(jié)合，在串筒底部增設(shè)一節(jié)橡膠串筒，更加有效地減緩混凝土的下落速度，有效控制混凝土的離析。

魚(yú)刺式串筒適用于混凝土垂直運(yùn)輸高度為8～15m，不方便直接入倉(cāng)的混凝土澆筑工程，該方案科學(xué)地利用了魚(yú)刺串筒的施工簡(jiǎn)便性，有效控制混凝土離析現(xiàn)象，節(jié)省了水泥用量，降低了施工成本。

施工工藝流程見(jiàn)圖2。

圖2 魚(yú)刺式串筒混凝土入倉(cāng)施工工藝流程

魚(yú)刺式串筒混凝土入倉(cāng)施工工藝有以下優(yōu)點(diǎn)：

布料機(jī)配置魚(yú)刺式串筒澆筑混凝土，解決了混凝土8～15m垂直運(yùn)輸過(guò)程中的混凝土離析，有效減少混凝土砂漿用量，減少單位體積水泥用量。

串筒拆卸方便，組合簡(jiǎn)單，在施工過(guò)程中可有效減少人工數(shù)量，減少倉(cāng)面人工數(shù)量，節(jié)約施工成本。

在布料機(jī)配置澆筑混凝土過(guò)程中，可根據(jù)混凝土澆筑高度，隨時(shí)進(jìn)行拆卸，拆卸操作方便，實(shí)用性強(qiáng)。

該施工方案選擇常態(tài)混凝土，其坍落度為70～90mm，泵送混凝土其坍落度為140～170mm，可有效降低混凝土水化熱。

2 魚(yú)刺式串筒的設(shè)計(jì)

串筒單個(gè)長(zhǎng)度為1m，重合段為20cm，有效長(zhǎng)度為80cm，串筒的上口徑為40cm，下口徑為30cm，中間采用3t的吊環(huán)連接，兩側(cè)安裝鋼絲繩連接，確保串筒在施工過(guò)程中的安全。在其上口段35cm處錨固長(zhǎng)5cm的魚(yú)刺(4mm厚的鋼板于串筒內(nèi)側(cè)錨固，錨固側(cè)焊接φ14鋼筋，保護(hù)錨固螺栓)，頂部布置集料斗，端部采用橡膠串筒連接。

2.1 材料選擇

串筒鐵皮厚1.2mm，確保其可以焊接，吊耳為φ8的圓鋼，兩側(cè)為φ8鋼絲。魚(yú)刺為厚4mm的鋼板。

2.2 串筒制作

魚(yú)刺鋼板厚4mm，其傾角小于45°，錨固采用耐磨螺栓，保護(hù)鋼筋要求焊接縫飽滿，確保焊接質(zhì)量，防止在混凝土澆筑過(guò)程中魚(yú)刺脫落，堵塞串筒。兩塊魚(yú)刺對(duì)立安裝，高差為20cm。

2.3 串筒連接

串筒單個(gè)重量為8.9kg，串筒堵塞后加上混凝土重量為350kg，全部堵塞的情況下，串筒數(shù)量為12個(gè)，其重量為4.2t。同時(shí)加上混凝土下落的沖擊力以及1.2的安全系數(shù)，采取3t的吊環(huán)(兩個(gè)吊環(huán)受力)，兩側(cè)采取鋼絲進(jìn)行連接，確保串筒安全。魚(yú)刺串筒制作過(guò)程見(jiàn)圖3。

圖3 魚(yú)刺串筒制作過(guò)程

3 魚(yú)刺式串筒施工

3.1 串筒連接安裝

在倉(cāng)面處理結(jié)束后，進(jìn)行串筒安裝，串筒安裝在布料機(jī)出料口下部50cm處，連接部位采取4t的吊環(huán)連接。施工過(guò)程中在上、中、下三個(gè)位置設(shè)3節(jié)魚(yú)刺形緩沖串筒，末端設(shè)1節(jié)橡皮溜筒；澆筑頂板墻身時(shí)，上部在臺(tái)車桁架上設(shè)溜斗緩沖；溜筒距鋼筋面層最大距離不得超過(guò)0.3m；底板鋼筋網(wǎng)上鋪設(shè)鐵皮緩沖，以減少對(duì)鋼筋和模板的沖擊，避免離析現(xiàn)象產(chǎn)生；串筒兩側(cè)均采用鋼絲繩連接，以確保安全；施工過(guò)程中工人需來(lái)回移動(dòng)串筒，防止堵管情況發(fā)生。

3.2 混凝土澆筑

鋼筋、模板、止水及其他埋件安裝完畢并驗(yàn)收合格后進(jìn)行混凝土澆筑作業(yè)。在倉(cāng)面驗(yàn)收前檢查串筒安裝的牢固性，如有松動(dòng)及時(shí)更換。

混凝土澆筑前，串筒用水灑濕。在混凝土澆筑過(guò)程中，串筒隨布料機(jī)收料斗移動(dòng)，在澆筑過(guò)程中，控制混凝土入倉(cāng)速度，混凝土最大入倉(cāng)速度為40m3/s，避免因下料速度過(guò)大，造成串筒堵塞。根據(jù)混凝土的高度上升，隨時(shí)拆卸串筒。

混凝土澆筑過(guò)程中，如果出現(xiàn)堵筒現(xiàn)象，立即停止布料機(jī)的運(yùn)行，人工清理串筒中的骨料，在清理過(guò)程中，安全員要全程進(jìn)行跟蹤，時(shí)刻防范事故發(fā)生。在布料機(jī)進(jìn)行移動(dòng)的過(guò)程中，串筒通過(guò)底部捆繩進(jìn)行人工移動(dòng)，串筒移動(dòng)過(guò)程中，底部不能有施工人員。在骨料清理完畢后，布料機(jī)試運(yùn)行一段時(shí)間后，再進(jìn)行正常的混凝土澆筑。

混凝土澆筑過(guò)程中時(shí)刻觀察串筒的牢固性，發(fā)現(xiàn)其魚(yú)刺脫落以及串筒吊環(huán)不牢固的及時(shí)進(jìn)行修復(fù)或更換。

3.3 串筒的拆除及養(yǎng)護(hù)

在混凝土澆筑完成后，及時(shí)進(jìn)行布料機(jī)部位的串筒拆除，并清理，確保串筒的清潔，以便下次使用。在清潔過(guò)程中，可以同移動(dòng)布料機(jī)一起挪至施工范圍外進(jìn)行清水沖洗，確保串筒清潔。施工污水及時(shí)抽排至集污坑，確保環(huán)保安全。

4 魚(yú)刺式串筒施工過(guò)程注意事項(xiàng)

4.1 制作安裝

制作安裝過(guò)程中注意魚(yú)刺設(shè)置的部位，確保其可以有效減緩混凝土的垂直下落速度，同時(shí)對(duì)魚(yú)刺做好防護(hù)，防止脫落。

4.2 串筒安裝

此過(guò)程分為底板混凝土澆筑和暗涵邊墻混凝土澆筑兩種工況，在安裝過(guò)程中，串筒兩側(cè)必須使用鋼絲繩連接，增加混凝土澆筑過(guò)程中串筒的二次安全。

a.底板混凝土澆筑：搭設(shè)操作平臺(tái)，串筒底部高出底板50cm。澆筑混凝土過(guò)程中，串筒隨布料機(jī)的布料小車進(jìn)行移動(dòng)，移動(dòng)時(shí)，下部禁止站人。

b.邊墻及頂板混凝土澆筑：此部位混凝土澆筑串筒，固定在鋼模臺(tái)車的頂部支架位置，其布料串筒分為兩段，即鋼模臺(tái)車上部和鋼模臺(tái)車下部串筒，鋼模臺(tái)車下部串筒隨混凝土澆筑升高而拆卸。

4.3 混凝土澆筑

混凝土澆筑前在串筒部位進(jìn)行灑水，同時(shí)控制下料速度，防止下料過(guò)快，堵塞串筒。

澆筑過(guò)程中，出現(xiàn)堵塞，立即停止運(yùn)行，人工進(jìn)行清理，之后按照操作規(guī)程進(jìn)行維護(hù)。同時(shí)時(shí)刻觀察串筒吊環(huán)的牢固性，防止意外事故發(fā)生。

4.4 串筒的拆除及養(yǎng)護(hù)

混凝土澆筑結(jié)束后，及時(shí)進(jìn)行串筒的污物清理，并堆放整齊，對(duì)于破損的串筒進(jìn)行修復(fù)，以便下次重復(fù)利用。

5 結(jié) 語(yǔ)

改進(jìn)的魚(yú)刺式串筒通過(guò)在袁沖暗涵工程的應(yīng)用，相對(duì)于一般的串筒來(lái)說(shuō)，在暗涵底板和邊墻的混凝土澆筑施工過(guò)程中節(jié)約了混凝土平倉(cāng)振搗時(shí)間和骨料分離處理的時(shí)間，減少了砂漿摻和量，改善了離析問(wèn)題，同時(shí)減緩了入倉(cāng)混凝土對(duì)模板和鋼筋的沖擊，保證了工程質(zhì)量，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益，值得在類似工程項(xiàng)目中推廣應(yīng)用。