淮水北調(diào)工程北沱河至新汴河段整治工程施工方案分析

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（安徽三洲水利建設(shè)有限公司，安徽 宿州234000）

0 引言

我國(guó)水利工程建設(shè)的步伐正在逐漸加快，工程施工質(zhì)量的控制正在逐漸受到重視。水利工程的規(guī)模在一般情況下均較大，工程施工質(zhì)量一旦沒(méi)有控制好將造成不可估量的損失[1～2]。工程施工單位在施工過(guò)程中也需要考慮自身的利益，需要采取合理的手段、方法保證工程施工質(zhì)量、工程工期以及工程投資[3～4]。結(jié)合北沱河地下涵工程建設(shè)，對(duì)水利工程施工要點(diǎn)進(jìn)行分析，該工程建設(shè)過(guò)程中，需要進(jìn)行大量的混凝土澆筑，在施工過(guò)程中控制混凝土澆筑質(zhì)量是非常重要的。

1 工程概況

北沱河地下涵工程屬于淮水北調(diào)工程的重要組成部分。北沱河地下涵呈倒虹吸布置，為3 孔×3.5 m 的箱涵，下穿北沱河段長(zhǎng)83.0 m，斜坡段長(zhǎng)122.0 m，與婁宋溝相接水平段長(zhǎng)64.0 m，與勝利溝相接水平段長(zhǎng)91.0 m，共分為40 節(jié)，地下涵址處北沱河規(guī)劃河底高程為18.5 m，寬度不小于35 m，兩側(cè)邊坡1∶2.5，地下涵軸線與北沱河走向夾角27.507°。進(jìn)口控制段底板高程為18.2 m，出口段底板高程為18 m，北沱河河槽以下洞身段底板高程12 m，共9 節(jié)，涵洞底板、頂板厚度均為0.6 m，邊墻厚度0.6 m，中墻厚度0.5 m，總布置寬度12.7 m。

2 施工難點(diǎn)及清水混凝土配比

2.1 施工難點(diǎn)及原因分析

1）單塊面板表面粗糙、存在裂縫、不平整[5]。主要形成原因：①在混凝土澆筑過(guò)程中，沒(méi)有采取有效的高程、平整度控制措施，或者控制點(diǎn)設(shè)置較少，難以做到提前預(yù)防控制；②由于混凝土澆筑面積較大，人工收面難以及時(shí)完成，形成遺留問(wèn)題；③混凝土配比控制不嚴(yán)格以及后期缺乏養(yǎng)護(hù)也是造成混凝土澆筑質(zhì)量不良的主要原因。

2）塊與塊之間不平整、接縫不平直、存在一定偏差[6]。主要形成原因：①塊與塊之間的接縫處的填縫板厚度存在一定差距，且安裝不牢靠，局部存在變形、翹曲現(xiàn)象；②填縫板安裝高于先澆板表面的高度；③在混凝土澆筑完成后不細(xì)心找平。

3）分段施工時(shí)施工縫不平整，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象[7]。主要原因：①模板及加固的圍檁剛度較低；②模板之間連接方式可靠性低，尤其是使用大模板并在局部配合使用小模板的情況。

4）混凝土表面起砂[8]。形成原因：①采用竹膠模板后，模板吸水性差，泌水后排除不及時(shí)；②模板接縫不嚴(yán)密，漏漿后形成麻面；③模板螺栓孔眼漏漿形成麻面；④混凝土下料高度大，砂漿濺至模板上硬化后形成麻面；⑤柱模板使用不當(dāng)，采用傳統(tǒng)的角模，易在柱拐角漏漿。

針對(duì)混凝土澆筑過(guò)程中容易出現(xiàn)的問(wèn)題及原因，在施工過(guò)程中應(yīng)該采用預(yù)防與控制相結(jié)合的方法，嚴(yán)格把控模板、澆筑過(guò)程、混凝土配比等施工過(guò)程質(zhì)量，保證最終成果。

2.2 清水混凝土配比設(shè)計(jì)及澆筑試驗(yàn)

2.2.1 混凝土配比方案設(shè)計(jì)

混凝土配比是影響最終澆筑質(zhì)量的重要因素之一。因此，通過(guò)科學(xué)的方法確定混凝土配比是十分必要的。

本工程清水混凝土的主要材料為：石子、砂、粉煤灰、外加劑和水泥。外加劑采用減水劑和抗裂防水劑。石子的粒徑在1.0 cm～2.0 cm 之間，石子顆粒的壓碎值在7%左右，針片狀為1.3%；砂中含泥量為0.9%，細(xì)度模數(shù)為2.7；粉煤灰I 級(jí)；水泥參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)稠度0.26 需水量。

根據(jù)室內(nèi)正交試驗(yàn)[9～10]，確定該工程適宜的清水混凝土配比（質(zhì)量比）為石子∶砂∶粉煤灰∶減水劑∶抗裂防水劑∶水泥∶水=1000∶115∶2∶8∶35∶285∶180。

2.2.2 混凝土澆筑試驗(yàn)

目前，主要有兩種方法用來(lái)驗(yàn)證清水混凝土澆筑效果。一為澆搗工藝比選[11]，二為混凝土硬化性[12]分析。

（1）澆搗工藝主要是通過(guò)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)多次、反復(fù)試驗(yàn)采用二次振搗方法，可以降低清水混凝土澆筑后由于振搗不充分導(dǎo)致的均勻性差、接縫差等不良現(xiàn)象，對(duì)混凝土表面氣孔、麻面等現(xiàn)象的防治具有較好地效果，有助于提升混凝土澆筑質(zhì)量。提高混凝土的美觀性和耐久性。

（2）混凝土硬化性，通過(guò)多次試驗(yàn)，混凝土收縮率為1.09×10-4，強(qiáng)度也滿足要求，平均強(qiáng)度為41.5 MPa，最小值為40.3 MPa，試驗(yàn)段混凝土表面完整性較高，強(qiáng)度高。因此，采用該配比的混凝土是可行的。

圖1 混凝土澆筑效果

3 工程施工方案分析

3.1 清水混凝土模板設(shè)計(jì)

清水混凝土模板設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下要求：清水混凝土模板現(xiàn)場(chǎng)接縫數(shù)量應(yīng)盡可能少，接縫位置選取必須具備一定的規(guī)律性，隱蔽性，接縫部位不能出現(xiàn)跑漿現(xiàn)象。模板連接部位必須按照節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，不同的情況需要繪制不同的節(jié)點(diǎn)圖，保證模板連接的可靠性，作為施工時(shí)的依據(jù)，防止現(xiàn)場(chǎng)隨意施工，模板連接部位剛度必須滿足要求，模板相對(duì)撓度應(yīng)不大于2 mm，絕對(duì)撓度不大于4 mm。

本工程主要特點(diǎn)是工程量大、工期緊，清水混凝土模板在滿足要求的情況下應(yīng)盡量選擇經(jīng)濟(jì)、工期方面的因素。因此，采用平面為2440 mm×1220 mm×18 mm 的覆膜竹膠板，采用50 mm×50 mm×5 mm 的角鋼加工成框架，使用φ8 平頭螺絲拼接框架與竹膠板。異形模板使用厚度為3 mm 的鋼板加工定型。針對(duì)特殊部位的異型模板，若需要進(jìn)行多次周轉(zhuǎn)則可以采用鋼框外覆竹膠板，周轉(zhuǎn)次數(shù)少則可以利用木板配制外覆鐵皮或三合板。同時(shí)，使用新模板便于拆卸和安裝。工程規(guī)模較大，需要使用多塊模板進(jìn)行拼接，因此，模板縫的位置必須具有一定的規(guī)律性且滿足橫平豎直的要求，模板縫設(shè)計(jì)必須滿足不能漏漿的要求。

圖2 涵身底板施工模板示意圖

3.2 板面錯(cuò)臺(tái)解放方法

針對(duì)北沱河地下涵工程特點(diǎn)，可采用兩種方法解決板面錯(cuò)臺(tái)的現(xiàn)象。首先需要調(diào)整兩塊模板連接處的連接件，采用φ10 螺絲，螺絲孔設(shè)置預(yù)留2 mm 的空間，為φ12 mm。在模板與鋼框架之間塞入楔形的鐵片，保證模板連接處的光滑、平整。

由于地下涵工程高度較大，墻體澆筑需要分兩次進(jìn)行，兩次澆筑混凝土容易形成錯(cuò)位，針對(duì)這種情況，在第一次立模板時(shí)，保證豎向龍骨與模板均高于混凝土澆筑面不小于20 cm，在澆筑高程采用三角形壓條，且第二次立模板時(shí)不拆除第一次立的模板，直接與第一次立的模板進(jìn)行拼接繼續(xù)向上立模，充分利用已經(jīng)澆筑的混凝土的原有拉桿的箍緊作用，保證模板不漏漿，上下不錯(cuò)位，在拆模時(shí)，鑿除水平壓條，形成水平直縫。

3.3 模板加固措施及拆除時(shí)間

為了對(duì)模板進(jìn)行加固，使用2 根φ48 的鋼管作為模板的豎向龍骨，并固定于樣架上，使用10#槽鋼作為橫向圍檁，在槽鋼上鉆孔，鉆孔位置與對(duì)銷螺栓一致，對(duì)銷螺栓材質(zhì)使用φ16 鋼筋，中間穿一根和混凝土斷面尺寸一致的黑鐵管，水平穿越兩邊的橫向圍檁，同時(shí)使用鐵板墊片加螺絲固緊。設(shè)置對(duì)銷螺絲水平間距為60 cm，豎向間距為122 cm，各模板之間采用φ10螺絲連接，間距設(shè)置為35 cm。

模板拆除時(shí)間必須滿足施工圖紙要求，同時(shí)需要保證不承重模板拆除時(shí)，不會(huì)損壞混凝土表面的平整性以及棱角的完整性的情況下方可拆除。具有承重作用的墩、墻和柱等部位需要滿足混凝土強(qiáng)度大于3.5 MPa 時(shí)方可拆除模板，底模拆除需要滿足表1 的要求。

表1 底模拆除要求

4 結(jié)論

北沱河地下涵工程需要澆筑大量的清水混凝土，在施工過(guò)程中遇到主要難點(diǎn)包括：?jiǎn)螇K質(zhì)量差、塊與塊之間不平整、錯(cuò)臺(tái)、起砂等，通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)確定混凝土質(zhì)量配比為石子∶砂∶粉煤灰∶減水劑∶抗裂防水劑∶水泥∶水=1000∶115∶2∶8∶35∶285∶180，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)滿足要求，并從模板設(shè)計(jì)、錯(cuò)臺(tái)解決及加固、拆模時(shí)間幾個(gè)方面對(duì)施工工藝進(jìn)行剖析，可為類似工程施工提供參考。