新型遮彈層施工方法的應(yīng)用

1 工程概況

某項目油庫區(qū)規(guī)劃建設(shè)多座埋地式儲油罐，儲油罐設(shè)置在外圍防護層內(nèi)，防護層由鋼筋混凝土保護層、砂層以及最外層厚度為 2.6 m 遮彈層（bulletproof layer，ZDC）組成。其中 ZDC 做法主要分為水平向 ZDC、豎向 ZDC 及穹頂 ZDC。油庫防護工程示意如圖1 所示。

圖1 油庫防護工程示意圖

水平向 ZDC 為油罐裙邊、通道以及罐體上方的防護，做法為 0.4 m C100 自密實高性能混凝土+2.2 m 厚的花崗巖毛石堆砌，內(nèi)部其余空隙用 C100 自密實高性能混凝土澆筑。

豎向 ZDC 用來連接不同標(biāo)高段的水平向 ZDC，做法為 2.6 m 厚的花崗巖毛石堆砌，內(nèi)部其余空隙用 C100 自密實高性能混凝土澆筑。

穹頂 ZDC 為罐室穹頂正上方的防護，做法為 0.4 m厚膜袋混凝土+2.2 m 厚的花崗巖毛石堆砌，內(nèi)部其余空隙用 C100 自密實高性能混凝土澆筑。

此次施工的 ZDC 有別于傳統(tǒng)的鋼筋混凝土防護設(shè)計方案，采用的是高強高性能自密實混凝土結(jié)合花崗巖堆石的設(shè)計方案。該設(shè)計方案在防護效力、經(jīng)濟性均優(yōu)于傳統(tǒng)鋼筋混凝土遮彈層。但是 ZDC 施工時不能使用傳統(tǒng)鋼筋混凝土施工方案，模板支設(shè)、材料搬運等均存在較多困難。此外，項目地質(zhì)復(fù)雜、施工周期較緊，均給本次施工帶來了極大的難度與挑戰(zhàn)。

為了解決 ZDC 施工中遇到的一些實際困難，確?，F(xiàn)場作業(yè)施工可以順利進行，施工團隊通過試驗以及項目實際施工情況，決定在施工時采用 HDPE 膜+土袋圍堰結(jié)合膜袋混凝土的施工方法，如圖2 所示。最終有效解決了 ZDC 施工中存在的問題。

圖2 ZDC 示意圖

2 ZDC 模板施工

2.1 模板施工方法

ZDC 側(cè)模板采用 HDPE 膜+土袋圍堰的形式布置，土袋圍堰搭設(shè)于 ZDC 施工范圍外邊線，搭設(shè)的高度根據(jù)現(xiàn)場情況控制在 3 m 以內(nèi)，上口寬至少保證 1 m，下底寬至少保證 2.4 m。HDPE 膜鋪設(shè)于土袋圍堰邊，上翻至土袋圍堰上口 500 mm，下翻至土袋圍堰下底 500 mm。土袋中宜裝填不滲水的現(xiàn)場土方，裝土量宜控制在土袋容量的 1/2～2/3 之間，袋口應(yīng)縫合。圍堰迎土面的坡比為 1∶0.5～1∶1。圍堰中心空隙部分可填筑場地土。在土袋堆、碼放的時候，上下層的土袋應(yīng)做到相互錯開縫隙，盡量堆碼密實、穩(wěn)定。堆碼前，必須對堆放土袋場地進行清理工作，如圖3 所示。

圖3 HDPE膜+土袋圍堰施工示意圖

2.2 HDPE膜＋土袋圍堰模板施工流程

測量、定位、彈線 → 平鋪 HDPE 膜，使 HDPE 膜下翻≥0.5 m →堆碼底層一、二層土袋 → 人工修坡調(diào)整 → 土袋空隙及下腳口回填場地土密實 → 堆碼底層三、四層土袋 →……→堆碼頂層土袋→土袋圍堰人工修坡調(diào)整→復(fù)核頂層標(biāo)高→土袋空隙回填場地土→HDPE 膜上翻，上翻至圍堰上口≥0.5 m 位置。

2.3 模板控制要求以及標(biāo)準(zhǔn)

（1）滿足 ZDC 各部分形狀尺寸和相互位置的準(zhǔn)確，且模板應(yīng)滿足構(gòu)造簡單，便于石塊堆放及混凝土的澆筑、養(yǎng)護等要求。

（2）安裝位置、標(biāo)高、限位要絕對準(zhǔn)確，模板的接縫要嚴密，用雙面進行拼縫，不應(yīng)漏漿。并且土袋圍堰下的場地土封口要嚴密、牢固、嚴禁漏漿，以防“爛腳”。

（3）土袋圍堰從一側(cè)開始堆碼，先放前 2 層，人工堆放調(diào)整，再放第 2 排，依次逐排堆碼。頂層土袋鋪完后，用水準(zhǔn)儀測量模板標(biāo)高，使用場地土進行標(biāo)高校正。

（4）土袋圍堰及 HDPE 膜必須具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性；模板系統(tǒng)的設(shè)計要合理，施工過程的控制要嚴格，防止混凝土施工時出現(xiàn)鼓出及“爆?！薄Ｊ┕r模板就位要準(zhǔn)確，保證 ZDC 斷面尺寸正確。

3 ZDC 混凝土施工

3.1 堆石混凝土施工方法與要求

（1）現(xiàn)場測量確認好堆石混凝土結(jié)構(gòu)施工尺寸后，在結(jié)構(gòu)周圍堆設(shè)土袋圍堰，一次堆設(shè)圍堰高度≤2 m。圍堰堆設(shè)完畢后，開始敷設(shè)在圍堰內(nèi)側(cè)敷設(shè) HDPE 膜，同時保證膜體上翻圍堰 0.5 m 以上。上述施工內(nèi)容完成后，對HDPE膜+土袋圍堰進行檢查驗收，確保 HDPE 膜的完整性。堆石優(yōu)先挑選粒徑為 400～600 mm 石塊，將其堆入已經(jīng)驗收完成的 HDPE 膜+土袋圍堰模板內(nèi)，形成堆石體，一次堆設(shè)高度≤2 m。堆石堆設(shè)完成后，進行 C1OO 高強度自密實混凝土澆筑施工，待混凝土初步凝結(jié)之后進行覆膜養(yǎng)護，如圖4 所示。

圖4 堆石施工示意圖

（2）在進行花崗巖堆放前，需對基層進行清理，將基層上的虛渣清除干凈。堆放花崗巖時要結(jié)合現(xiàn)場實際情況安排人工對堆石情況進行調(diào)整。堆放花崗巖時要控制堆放縫隙的大小，不應(yīng)產(chǎn)生過大孔隙。同時堆放花崗巖塊石時要嚴格控制好塊石粒徑，避免因過多碎石渣堵塞孔隙，從而影響自密實混凝土流動。

（3）為保證堆石混凝土的質(zhì)量，選用的堆石料應(yīng)保證清潔，不得含有泥塊和其他類型的軟石塊。堆石料在運輸至施工現(xiàn)場前應(yīng)在料場進行沖洗。到達施工現(xiàn)場后避免周轉(zhuǎn)，宜采用自卸車運輸?shù)姆绞街苯尤雮}，現(xiàn)場施工條件不滿足或者存在較大困難可采用挖機、抓斗挖機等其他方式入倉，但使用該類設(shè)備時應(yīng)保證避免對成品堆石料產(chǎn)生損傷。堆石料入倉時，可具有一定的隨機性。位于模板附近的石塊粒徑應(yīng)選用粒徑較小的石塊，為避免堆石料尖銳部分對 HDPE 膜造成損壞，堆放完成的最終狀態(tài)宜上部堆石與模板之間有≥10 cm 的空隙作為確保整個完成面的厚度。

（4）在豎向 ZDC 分段澆筑過程中，為保證上下段 ZDC 施工處的有效搭接，前一段混凝土不應(yīng)澆筑至與模板齊平，應(yīng)澆筑至頂部塊石下 5～20 cm。

（5）C100 高強度自密實混凝土澆筑入模時，應(yīng)避免擾動已完成澆筑的混凝土，澆筑方法宜采用后退法?；炷翝仓皯?yīng)結(jié)合澆筑面實際情況設(shè)計澆筑路線并且需對堆石表面進行簡單平整以便施工人員行走。澆筑時，應(yīng)選擇合適的澆筑順序，保證各個澆筑點之間連續(xù)性，不宜超過 2 m。在HDPE 膜附近澆筑及穹頂 ZDC 澆筑時，可放慢澆筑速度、減小混凝土入倉落差。

3.2 膜袋混凝土施工方法與要求

（1）膜袋混凝土施工質(zhì)量對整個 ZDC 模板質(zhì)量具有重要影響。在膜袋正式充填前將所有膜袋呈濕潤狀態(tài)又不可產(chǎn)生積水。填充膜袋時，先泵送一次水泥砂漿，以潤滑管道，然后立即進行混凝土充填的工作。充填混凝土?xí)r的順序應(yīng)由下而上，依次并且連續(xù)地進行，每個膜袋充填的間隔時間≤30 min。膜袋混凝土充填過程中，鋪布人員應(yīng)特別注意膜袋袋體之間的銜接工作，下層膜袋應(yīng)在上層膜袋充填完成前鋪設(shè)完畢。相鄰膜袋之間的連接控制宜預(yù)先縫合好。

（2）膜袋充填時，操作人員之間應(yīng)配合得當(dāng)。前一只膜袋充填完成前另一只膜袋的灌口應(yīng)準(zhǔn)備完成。當(dāng)前只膜袋充填完成后，操作人員和下個灌口操作人員應(yīng)互相配合，緩慢將軟管從前一只膜袋灌口拔出，換至另一只膜袋的灌口填充。軟管拔出后應(yīng)快速將膜袋混凝土灌口扎緊以防混凝土溢出。膜袋混凝土施工時不得一次性將膜袋填充飽滿，在灌注混凝土接近飽滿時，應(yīng)暫停 5～10 min，待膜袋中的水分析出后，再灌注混凝土至飽滿。

（3）為保證填充膜袋的速度且保證前后快速銜接，在鋪設(shè)下一個膜袋時，必須用細繩將每個膜袋的灌注口扎牢扎緊，并且做好醒目標(biāo)識，以減少施工人員尋找灌注口的時間。開始填充膜袋混凝土前應(yīng)仔細檢查混凝土泵是否存在問題，灌注時必須保證混凝土泵運行的可靠性?；炷帘靡坏┊a(chǎn)生堵管現(xiàn)象時，應(yīng)及時處理，避免因混凝土泵堵塞造成膜袋填充不飽滿。

3.3 鋼筋混凝土墊層施工方法與要求

（1）為保證泵送管內(nèi)清潔，避免雜物混入，在正式泵送商品混凝土前，應(yīng)先使用清水從管道中泵出，以達到濕潤和清潔管道的作用。然后再放入純水泥漿或 1∶1～1∶2 水泥砂漿進行泵送。完成上述內(nèi)容后方可開始泵送商品混凝土。

（2）在進行混凝土泵送過程中，為避免吸入空氣造成泵送管道堵塞，泵送時需要注意控制料斗里面的混凝土厚度，不宜降低到 200 mm 以下。若當(dāng)發(fā)生堵塞時，應(yīng)立即將泵反轉(zhuǎn)運行把混凝土退回料斗口內(nèi)，待除去空氣后再進行混凝土泵送。泵送混凝土入模時，不得對著一個點成堆澆筑。常用混凝土澆筑順序有分層澆筑法和側(cè)堆澆筑法 2 種?，F(xiàn)場應(yīng)結(jié)合施工情況選擇合適澆筑方式，宜優(yōu)先選擇分層澆筑的方式?；炷翝仓r應(yīng)由操作人員將端部軟管均勻進行移動，做到各個區(qū)域布料均勻；同時控制每層混凝土澆筑的厚度，使每層的厚度控制在 20～30 cm。

（3）在混凝土分層澆筑時，操作人員應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況及時用插入式振動器進行混凝土振搗工作。振搗時應(yīng)當(dāng)進行分層，并且振搗的時間不宜過長，避免造成混凝土離析現(xiàn)象。在進行混凝土泵送時，場地內(nèi)根據(jù)施工經(jīng)驗每臺泵車宜配備 3～4 臺振動器，其中 1～2 臺備用，根據(jù)現(xiàn)場情況進行調(diào)整。當(dāng)混凝土坍落度不同時，振搗次數(shù)以及遍數(shù)也應(yīng)不同。坍落度＞15 cm 時，僅需振搗 1 次即可；當(dāng)坍落度＜15 cm 時，應(yīng)適度增加振搗次數(shù)，至少振搗 2 次以上。振搗方式以機械振搗為主，人工搗固為輔，搗固時間控制在 15～30 s 為宜。振搗時應(yīng)注意避免碰撞鋼筋，避免對鋼筋造成損壞。

4 結(jié) 語

此次 ZDC 施工方法，具有大大減少模板消耗量、提升施工效率等優(yōu)點，同時也解決了拱形堆石結(jié)構(gòu)施工不便的問題。通過此次 ZDC 的施工，可以得到以下經(jīng)驗。

（1）對于此類采用堆石混凝土的新型遮彈層，結(jié)合實際施工情況，考慮使用 HDPE 膜+土袋圍堰組成新型模板體系，代替?zhèn)鹘y(tǒng)模板體系將更有優(yōu)勢。

（2）采用 HDPE 膜+土袋圍堰組成新型模板體系時，應(yīng)注意 HDPE 膜的搭接以及土袋填筑的密實度。

（3）對于采用此類堆石防護結(jié)構(gòu)，當(dāng)結(jié)構(gòu)存在拱形時，應(yīng)優(yōu)先考慮使用膜袋混凝土作為堆石支承結(jié)構(gòu)。

通過本次 ZDC 的施工，對此類型防護結(jié)構(gòu)的施工方法有了新的創(chuàng)新以及經(jīng)驗，可以為今后同樣的防護工程施工提供極具價值的施工經(jīng)驗。