鄂北地區(qū)水資源配置工程三向預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆混凝土渡槽質(zhì)量控制研究

季生國 許碧林 陳聲威

摘要：為了解決湖北省襄陽市棗陽市人畜飲水及農(nóng)田灌溉用水問題，在棗陽七方鎮(zhèn)進(jìn)行了鄂北地區(qū)水資源配置工程三向預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆混凝土渡槽施工。三向預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆混凝土渡槽的施工技術(shù)、質(zhì)量控制、安全保障等難度均較大，介紹了該工程三向預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆混凝土渡槽質(zhì)量控制，包括質(zhì)量控制基本原則和措施、預(yù)應(yīng)力鋼絞線和預(yù)應(yīng)力鋼筋等施工工序的質(zhì)量控制要點(diǎn)。該技術(shù)在鄂北地區(qū)水資源配置工程的成功應(yīng)用可為其他類似工程施工提供參考。

關(guān)鍵詞：渡槽;三向預(yù)應(yīng)力;現(xiàn)澆混凝土;質(zhì)量控制;鄂北地區(qū)水資源配置工程

中圖法分類號(hào)：TV51文獻(xiàn)標(biāo)志碼：ADOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2020.11.010

Abstract： To solve the water shortage problems of drinking water for human and livestock as well as the irrigation in Zaoyang city under Xiangyang City， Hubei Province， three-dimensional prestressed cast-in-situ concrete aqueduct of North Hubei Water Transfer Project was constructed in Qifang Town， Zaoyang City. The construction technology， quality control and safety assurance of three-dimensional prestressed cast-in-situ concrete aqueduct are difficult. The quality control of the project was introduced， including the basic principles and measures， the main points of the construction of prestressed steel strand wire and reinforcement. The ?successful application of the technology in North Hubei Water Transfer Project can provide references for similar projects.

Key words： aqueduct; three-dimensional prestress; cast-in-situ concrete;quality control; North Hubei Water Transfer Project

1 工程概述

鄂北地區(qū)水資源配置工程（以下簡稱“鄂北工程”）三向預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆混凝土渡槽施工項(xiàng)目位于湖北省襄陽市棗陽市七方鎮(zhèn)。該項(xiàng)目主要解決棗陽市人畜飲水及農(nóng)田灌溉問題，工程地地質(zhì)土壤多為膨脹土，共設(shè)計(jì)6座渡槽，總計(jì)229跨（榀）。每跨渡槽均為現(xiàn)澆混凝土，渡槽跨度30 m，設(shè)計(jì)指標(biāo)C50W8F150。三向（縱向、橫向、豎向）預(yù)應(yīng)力均采用后張法有粘結(jié)型預(yù)應(yīng)力。每跨縱向預(yù)應(yīng)力鋼絞線共32孔，兩端張拉;橫向預(yù)應(yīng)力鋼絞線共39孔，單端張拉;側(cè)墻豎向共布置146孔，單端張拉。渡槽槽身距地面最大高度22 m?？紤]到渡槽槽身的施工質(zhì)量和施工安全，采用滿堂支架法施工，單榀槽身分2次澆筑，即第一次澆筑底板和底板頂面以上 1.0 m 部分，第二次澆筑剩下部分。三向預(yù)應(yīng)力渡槽典型圖（三維圖、縱橫剖面）見圖1。

2 質(zhì)量控制原則與措施

（1）質(zhì)量控制原則。在施工過程中，監(jiān)理人員嚴(yán)格執(zhí)行和落實(shí)“四控制、兩管理、一協(xié)調(diào)”。根據(jù)工程線型特點(diǎn)，監(jiān)理人員按“分段分項(xiàng)、統(tǒng)籌管理、責(zé)任到位”原則明確分工負(fù)責(zé)。

（2）旁站內(nèi)容及方法。對(duì)重要部位，如基礎(chǔ)處理、鋼筋制作與安裝、混凝土澆筑、渡槽構(gòu)件預(yù)制與安裝、三向預(yù)應(yīng)力張拉、預(yù)應(yīng)力孔道灌漿、槽身后澆帶等實(shí)行監(jiān)理全過程旁站;對(duì)關(guān)鍵工序，如原材料各項(xiàng)檢測(cè)、混凝土材料配置、施工測(cè)量放線、混凝土澆筑、隱蔽工程施工實(shí)行全過程旁站。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，不限于以上旁站內(nèi)容。旁站過程中發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問題采取口頭指正、書面指示、警告、現(xiàn)場督辦、罰款和暫停施工等處理方法。

（3）監(jiān)理培訓(xùn)及考核。為了確?，F(xiàn)場旁站監(jiān)理的工作效果，有針對(duì)性地對(duì)監(jiān)理人員組織每周2次的業(yè)務(wù)培訓(xùn)學(xué)習(xí)，每月進(jìn)行1次業(yè)務(wù)知識(shí)閉卷考試。針對(duì)監(jiān)理人員現(xiàn)場值班情況，制定質(zhì)量管理處罰和獎(jiǎng)勵(lì)制度，每月15，25日定期由監(jiān)理部分管副總監(jiān)牽頭對(duì)現(xiàn)場施工質(zhì)量進(jìn)行檢查、考核。同時(shí)，實(shí)行不定期巡查、抽查、查崗等管控措施。將培訓(xùn)、檢查、抽查、考試結(jié)果分別計(jì)入每個(gè)監(jiān)理人員的考核成績，并與績效工資掛鉤，確保在監(jiān)理管理中嚴(yán)控工程質(zhì)量。

（4）原材料、中間產(chǎn)品控制辦法。依據(jù)合同文件、設(shè)計(jì)技術(shù)要求、施工圖紙及規(guī)程規(guī)范督促施工單位對(duì)原材料進(jìn)場進(jìn)行嚴(yán)格檢查、檢驗(yàn)、審批和報(bào)審，未經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收、審批合格的材料不允許用于工程施工。嚴(yán)格按規(guī)范要求對(duì)原材料進(jìn)行每批次、每月、每季度、每年的相關(guān)檢驗(yàn)檢測(cè)。監(jiān)理工程師在每月月初時(shí)，根據(jù)施工單位的施工進(jìn)度計(jì)劃推算原材料的需求量，并編制當(dāng)月監(jiān)理跟蹤檢測(cè)和平行檢測(cè)計(jì)劃，嚴(yán)格督促自檢、平檢單位認(rèn)真落實(shí)。對(duì)檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)的不合格材料，按規(guī)范規(guī)定進(jìn)行復(fù)檢或直接清退出場，并全程跟蹤處理過程，絕不允許不合格的原材料用于工程。為保證混凝土拌合物的質(zhì)量，嚴(yán)格審查施工配合比、控制拌合時(shí)間并定期校驗(yàn)拌合樓稱量系統(tǒng)等。

（5）夏季采取降溫措施。因棗陽市缺水嚴(yán)重，施工用水均為地下水。為了控制混凝土溫度，要求拌合前先對(duì)原材料進(jìn)行噴淋降溫（地下水水溫約20 ℃）;拌合時(shí)采用制冷系統(tǒng)制冷水拌合（約5 ℃～9 ℃）;拌合樓各儲(chǔ)罐、混凝土運(yùn)輸罐車均采用棉被加雙層帆布進(jìn)行隔熱;盡量減少混凝土運(yùn)輸時(shí)間，避免中途耽誤，混凝土運(yùn)輸距離最遠(yuǎn)約3 km，運(yùn)輸時(shí)間基本控制在15 min之內(nèi);嚴(yán)格檢查混凝土出機(jī)口溫度、入倉溫度，普通混凝土溫度控制在28 ℃以內(nèi)，渡槽槽身溫度控制在26 ℃以內(nèi);為了錯(cuò)開高溫時(shí)段，要求混凝土澆筑時(shí)段均控制在19：30～04：00;混凝土終凝后及時(shí)采用地下水進(jìn)行流水養(yǎng)護(hù)。

（6）冬季采取保溫措施。要求骨料倉采用搭設(shè)暖棚遮蓋防凍，保溫棚覆蓋整個(gè)倉面，保溫棚在冬季一直保留，春季氣溫回暖后才可拆除。混凝土運(yùn)輸罐車表面采用棉被加雙層帆布保暖。為了錯(cuò)開低溫時(shí)段，根據(jù)氣象資料分析，選擇氣溫稍高的晴天或中午時(shí)段澆筑混凝土，并及時(shí)采取防凍措施?；炷翝仓埃笫┕し教崆皽?zhǔn)備防凍物資，防止?jié)仓r(shí)和澆筑后因氣溫低影響混凝土質(zhì)量。及時(shí)對(duì)已澆筑混凝土保溫，一般情況下要求采用保溫被覆蓋;特別時(shí)段（氣溫極低）封閉渡槽槽身段，采取搭設(shè)暖棚、煤爐生火、安裝蒸汽設(shè)備等措施進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)，提高渡槽槽身環(huán)境溫度，確?；炷临|(zhì)量。安排專人測(cè)量混凝土內(nèi)部溫度，并詳細(xì)記錄，以便分析混凝土溫度變化情況并采取其他技術(shù)措施糾偏。

3 渡槽槽身質(zhì)量控制要點(diǎn)

渡槽槽身質(zhì)量控制要點(diǎn)包括以下6個(gè)方面：①查原材料。檢測(cè)混凝土所用水泥、骨料、礦物摻和料、外加劑、水等主要原材料是否合格，是否符合技術(shù)要求和規(guī)范要求。②查鋼筋制作與安裝。鋼筋制作與安裝是否符合設(shè)計(jì)要求。③查配套附件及埋件。配套附件及零星埋件是否遺漏、位置是否準(zhǔn)確、有無破損、是否牢固等。④查拌合物。對(duì)混凝土拌和物出機(jī)口溫度、澆筑溫度、坍落度及坍損進(jìn)行檢測(cè)。⑤查澆筑。全程監(jiān)控混凝土澆筑過程，安排溫度合適時(shí)進(jìn)行混凝土施工，過程中不得出現(xiàn)“漏振、欠振、過振”等影響混凝土質(zhì)量的現(xiàn)象。⑥查收尾?；炷翝仓螅瑱z查是否有防止早期干縮裂紋的措施，是否及時(shí)進(jìn)行收光、抹平、壓實(shí)，是否采取養(yǎng)護(hù)。

預(yù)應(yīng)力包括槽身縱向、橫向、豎向均施加預(yù)應(yīng)力?？v向、橫向預(yù)應(yīng)力采用1 860 kPa 級(jí)鋼絞線，豎向預(yù)應(yīng)力采用 PSB1080 ΦPS32 精軋螺紋預(yù)應(yīng)力鋼筋，為有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。

3.1 預(yù)應(yīng)力鋼絞線

3.1.1 鋼絞線下料、編束

（1）檢查每盤鋼絞線的表面質(zhì)量、直徑偏差。鋼絞線表面不得帶有潤滑劑、油污等降低其與混凝土粘結(jié)力的物質(zhì)。

（2）檢查P型錨擠壓頭鋼絞線外露長度，外露長度必須控制在2～5 mm。

（3）鋼絞線下料時(shí)必須采用砂輪切割機(jī)切斷，嚴(yán)禁采用電弧或氣割切割。

3.1.2 波紋管安裝

波紋管是否正確安裝直接影響鋼絞線穿梭、結(jié)構(gòu)受力、張拉和灌漿效果等。

（1）復(fù)核定位鋼筋網(wǎng)片的空間位置，定位鋼筋垂直于槽身軸線的立面方向允許偏差為±5mm（上下端方向）。

（2）檢查波紋管的水平位置，水平向定位允許偏差為±5mm（左右側(cè)方向），要求順直。

（3）當(dāng)預(yù)應(yīng)力孔道與普通鋼筋位置發(fā)生沖突時(shí)，要求經(jīng)設(shè)計(jì)同意后，適當(dāng)移動(dòng)普通鋼筋，保證孔道位置的準(zhǔn)確性。

（4）在波紋管上方或左右側(cè)不得不進(jìn)行焊接作業(yè)時(shí)，必須在波紋管上包裹1層濕布或采用其他防護(hù)措施，防止焊渣火花灼傷波紋管。

（5）監(jiān)控波紋管穿入定位筋時(shí)，作業(yè)人員站位間距不宜超過2 m，波紋管必須緩慢旋入，嚴(yán)禁拖拽。

（6）加強(qiáng)對(duì)波紋管的保護(hù)，嚴(yán)禁踏壓波紋管，防止其變形。

（7）波紋管安裝完成后，表面用阻燃保溫材料形成保護(hù)罩，嚴(yán)禁碰觸，待混凝土澆筑時(shí)再取掉保護(hù)罩，防止波紋管破損產(chǎn)生漏漿。

3.1.3 鋼絞線穿束

（1）鋼絞線穿束時(shí)，根據(jù)穿束情況調(diào)整鋼絞線位置，防止鋼絞線出現(xiàn)鉸扭現(xiàn)象，避免每根鋼絞線受力不均。

（2）鋼絞線兩端露出錨墊板長度應(yīng)基本一致，必須采用防水材料包裹防護(hù)，防止鋼絞線污染，從而影響張拉作業(yè)。

（3）穿束后至預(yù)應(yīng)力張拉完成前，必須對(duì)鋼絞線和孔道口進(jìn)行保護(hù)，嚴(yán)禁雜物和水進(jìn)入孔道內(nèi)，造成鋼絞線銹蝕或污染，對(duì)預(yù)應(yīng)力張拉和灌漿產(chǎn)生影響。

（4）穿束后及時(shí)將管口處波紋管與鋼絞線之間的縫隙用泡沫膠等材料充填密實(shí)，并在外部使用塑料膠帶纏裹嚴(yán)密，防止混凝土漿液沿縫隙滲入波紋管孔道內(nèi)造成堵孔。

（5）在混凝土澆筑前及澆筑過程中，加強(qiáng)對(duì)灌漿管、排氣管、出漿管的保護(hù)。

3.1.4 張拉

（1）預(yù)應(yīng)力張拉前，必須提交待張拉槽身試樣的同期混凝土強(qiáng)度報(bào)告，否則不予張拉。

（2）預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)，初張結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度不得低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)的85%，終張結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度必須達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)的100%，混凝土彈模必須達(dá)到設(shè)計(jì)值。

（3）張拉機(jī)具操作人員要定人、定位且持證掛牌上崗，非作業(yè)人員不得進(jìn)入張拉作業(yè)區(qū)，千斤頂出力方向嚴(yán)禁站人。

（4）張拉加載及卸載要緩慢平穩(wěn)，加載速率每分鐘不宜超過0.1σcon，卸載速率每分鐘不宜超過0.2σcon，其中，σcon為張拉應(yīng)力。

（5）檢查千斤頂、工作錨和孔道軸線是否“三同心”。

（6）張拉機(jī)具就位后，要先進(jìn)行空載試運(yùn)轉(zhuǎn)，檢查其運(yùn)行狀態(tài)和可靠性。

（7）張拉前要清理張拉施工區(qū)內(nèi)與張拉作業(yè)無關(guān)的材料、設(shè)備及其他障礙物。

（8）因所有張拉工作均為高空作業(yè)，在張拉前要嚴(yán)格檢查施工平臺(tái)的安全防護(hù)措施是否到位，并掛設(shè)警示牌。

（9）安裝工作夾片和工具夾片前，必須清理錐孔和夾片內(nèi)的沙粒與雜物。

（10）安裝工具錨時(shí)要保證鋼絞線順直，不能使工具錨之間的鋼絞線錯(cuò)孔扭結(jié)。

（11）鋼絞線伸長量、回縮量、滑移量測(cè)量要精確到毫米。

（12）鋼絞線張拉必須實(shí)行雙控，采用以張拉力控制為主、伸長值校核的雙控操作方法（鋼絞線實(shí)際伸長值不得超過理論伸長值的±6%，當(dāng)伸長值超過±6%時(shí)要查明原因，并采取相應(yīng)措施）。

（13）檢查工具夾片的磨損情況，出現(xiàn)磨損時(shí)必須立即更換。使用時(shí)，可在工具夾片外表面涂抹一層專用退錨劑，便于退錨。

（14）預(yù)應(yīng)力鎖定后，工作夾片錯(cuò)牙不得大于2 mm，否則應(yīng)退錨重新進(jìn)行張拉。

（15）油泵與千斤頂?shù)牟僮髡弑仨毦o密配合，只有在千斤頂就位妥當(dāng)后方可開動(dòng)油泵。油泵操作人員必須保證給油回油平穩(wěn)，并密切注視油壓表讀數(shù)，張拉到位或回缸到底時(shí)需及時(shí)將控制手柄置于中位，以免回油壓力瞬間迅速加大。

（16）嚴(yán)禁帶壓拆卸千斤頂。

（17）配合安全監(jiān)測(cè)單位做好監(jiān)測(cè)設(shè)備埋設(shè)工作，做到“四同心”。

3.1.5 孔道灌漿

（1）預(yù)應(yīng)力終張拉完成并經(jīng)驗(yàn)收合格后，要求在48 h內(nèi)進(jìn)行孔道灌漿。

（2）灌漿所用水泥必須采用不低于P.O42.5級(jí)別的普通硅酸鹽水泥，水灰比必須滿足JTG/TF50-2011《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》要求， 3 h泌水率不大于1%，最大不超過2%。

（3）采用制漿機(jī)現(xiàn)場拌制漿液，隨拌隨用，每盤水泥漿用完后才能開始下一盤拌制，嚴(yán)禁邊灌漿邊制漿。

（4）漿液進(jìn)入灌漿泵前必須通過不大于3 mm的篩網(wǎng)進(jìn)行過濾。

（5）灌漿時(shí)使用活塞式灌漿泵，不得使用氣壓泵。

（6）水泥漿中氯離子含量不得超過膠凝材料總量的0.06%。灌漿用水不得含有氟化物、氯化物、硝酸鹽、硫酸鹽等會(huì)對(duì)鋼絞線產(chǎn)生腐蝕的物質(zhì)。

（7）灌漿過程中及灌漿后3 d內(nèi)，結(jié)構(gòu)及環(huán)境溫度不得低于5 ℃，否則要采取保溫措施。灌漿時(shí)溫度要控制在10 ℃～25 ℃，當(dāng)氣溫高于35 ℃時(shí)，灌漿改為夜間進(jìn)行。

（8）灌漿結(jié)束后必須及時(shí)對(duì)管道的灌漿質(zhì)量、進(jìn)漿口和出漿口的飽滿程度等進(jìn)行檢查，如發(fā)現(xiàn)管道漿液不飽滿，必須及時(shí)補(bǔ)充灌漿。

3.1.6 封錨

（1）預(yù)應(yīng)力張拉完成后，嚴(yán)禁對(duì)錨板附近的混凝土進(jìn)行擾動(dòng)。

（2）封錨混凝土澆筑時(shí)必須加強(qiáng)振搗，確?；炷翝仓軐?shí)。

（3）封錨混凝土的強(qiáng)度和性能必須滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。

（4）要在漿液強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行封錨區(qū)混凝土鑿毛。

（5）封錨混凝土澆筑后必須及時(shí)灑水養(yǎng)護(hù)，低溫季節(jié)施工的封錨混凝土，必須采用涂刷養(yǎng)護(hù)劑進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，不得灑水養(yǎng)護(hù)。

3.2 預(yù)應(yīng)力鋼筋

（1）預(yù)應(yīng)力鋼筋固定端組裝。①灌漿管采用硬塑料管，要求安裝在波紋管靠近錨固端處。②為保證灌漿密實(shí)，同時(shí)避免墻身混凝土澆筑時(shí)豎向波紋管內(nèi)泛漿堵塞灌漿孔，灌漿管管口與底部錨墊板距離控制在15～20 cm。③灌漿管外露端頭要接小口徑的鋁塑管，便于后期連接灌漿接頭。

（2）預(yù)應(yīng)力鋼筋安裝。①檢查排氣管、灌漿管與波紋管接頭處的密實(shí)性，防止漏漿。②波紋管安裝完成后，豎向用塑料膠帶封閉，防止外界水進(jìn)入波紋管內(nèi)。

（3）預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉。①安裝千斤頂時(shí)，要保證千斤頂、工作錨和孔道軸線“三同心”。②做好張拉施工記錄，預(yù)應(yīng)力鋼筋伸長值測(cè)量必須準(zhǔn)確到毫米。

（4）孔道灌漿。與預(yù)應(yīng)力鋼絞線施工“孔道灌漿”相同。

（5）封錨。①在預(yù)應(yīng)力張拉完成后，預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉端及時(shí)封錨。②封錨施工區(qū)鑿毛并清洗干凈，設(shè)置鋼筋后澆筑無收縮混凝土。③封錨混凝土澆筑時(shí)，混凝土表面要收面平整，避免封錨混凝土長時(shí)間積水。

4 結(jié) 語

三向預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆混凝土渡槽的質(zhì)量控制重點(diǎn)在于細(xì)節(jié)把控，包括原材料控制、混凝土溫度控制，以及預(yù)應(yīng)力鋼絞線（鋼筋）制作、安裝、張拉、灌漿。鄂北工程三向預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆混凝土渡槽施工的每個(gè)步驟、每道工序監(jiān)控是質(zhì)量控制的重中之重，該技術(shù)的成功應(yīng)用可為其他類似工程提供參考。

（編輯：李 慧）