大型渠道倒虹吸工程混凝土施工方案浅析

发表时间:2021/5/17   来源:《科学与技术》2021年4期   作者:位吉春
[导读] 有一种形式的输水管称倒虹吸,它是在渠道与道路、河流发生交叉或在渠道穿越山谷时经常采用的一种立交水工建筑物

        位吉春  
        中国电建集团山东电力管道工程有限公司 山东省 271222
        摘要:有一种形式的输水管称倒虹吸,它是在渠道与道路、河流发生交叉或在渠道穿越山谷时经常采用的一种立交水工建筑物。早在2000多年前,中国已有成功的运用。与虹吸管一样,它在立面上也呈弓形不同的是,其弓弯向下。而且,虽然倒虹吸管和虹吸管的输水原理相同,即都借助于上下游的水位差,但倒虹吸在开始工作时不需人为地制造管中的真空,因而更为普及。本文结合某大型输水工程渠道倒虹吸管施工,主要对施工工序、模板安装、砼入仓浇筑方法等施工工艺进行浅析探讨,以作为同类工程借鉴。
关键词:大型渠道;倒虹吸工程;混凝土施工
1、倒虹吸保证措施
        1.1 技术保证措施
        坚持设计文件图纸分级会审和技术交底制度。重点工程由总工程师审核,在施工过程中技术人员向施工人员进行“四交底”,即:设计意图交底,质量标准交底,施工工艺交底,创优措施交底,并有记录。建立技术、质检人员工点质量负责制,奖优罚劣,要求责任人员勤测、勤量、勤检查、勤指导,认真作好各种原始记录,施工前认真复核设计文件,作到心中有数。技术交底数据要同施工现场反复核对,作到技术无误差。
        1.2 材料管理措施
        材料采购,设专人验收,严格执行材料进场检验制度,严禁不合格的材料进场,材料进场及时取样检验,确保材料的各项技术指标到要求。在施工过程中,按检验试验的有关规范随时抽检。采购材料必须有出厂检验、试验合格证,并配合业主对采购材料实施验证。经监理工程师同意后方可进入现场。
        1.3 施工过程控制及竣工检查
        积极配合现场监理工程师,采取旁站、巡视、抽样等形式对工程质量进行监督检查,对隐蔽工程及关键工序必须经监理工程师确认,方可进行下道工序,项目经理部和作业队形成质量检查监督网,层层把住工程质量关。工程质量实行定期检查制度,由项目经理主持,质量部门组织,施工物资等部门参加,检查前期制定计划实施情况。对各分项分部工程的质量检查,严格执行铁道部颁布的施工规范和设计技术标准,对检查中发现的问题进行总结,定期召开质量会议,评议质量工作下发质量通报。
2、大型渠道倒虹吸工程混凝土具体施工
        2.1工程概况
        某大型输水渠道工程,设计渠道与河流交叉建筑物为三孔一联箱形钢筋砼结构倒虹吸,管身段水平投影长600m。由进口斜管段、水平段和出口斜管段组成,进、出口段斜管坡比为 1:4.5,纵向每隔 12m 设一条横向伸缩缝。该倒虹吸横向单孔孔径尺寸 6.0m×6.0m,管身顶板厚 1.1m,底板厚 1.1m,侧墙厚 1.1m,中隔墙厚 1.0m。
        2.2 施工工艺
        依据设计伸缩缝分缝,每节管身长度 12m。管身砼分两期施工,即底板为一期浇筑块,侧墙和顶板为二期浇筑块施工。一期砼采用定型钢模板,二期采用液压钢模台车进行施工。砼均采用移动门架式布料机入仓。
        工序:测量放线→垫层砼浇筑→底板钢筋安装→底板模板安装及砼浇筑→侧墙、顶板钢筋安装→侧墙、顶板台车就位及砼浇筑。
        2.3 施工方法
        移动门架式布料机就位:地基处理结束后,根据建筑物中线布设布料机的轨道并进行门机架组装。移动门架式布料机两支腿间距30m,其宽度可满足倒虹吸结构尺寸、外模的安拆、模板的支撑及施工架的安设空间。在门架水平横梁上安装80cm宽输送皮带,有效利用宽度40~50cm,运转速度0.8m/s,输料长度 10~15m。

扣除行走移动等各种时耗,按照 2/3 有效时间计算,布料强度可达70m3/h 以上。根据不同浇筑部位,在水平皮带两侧设置多个卸料口,由卸料口把砼送入缓降串筒,再由串筒把砼拌合物卸至需浇筑的位置,能够充分满足砼入仓要求。布料机平行于总干渠轴线位移,可满足不同部位的砼浇筑要求。
        垫层砼浇筑:基础面验收合格后,进行垫层砼浇筑,垫层砼由砼拌和站集中拌和,8m3 砼罐车运输,砼罐车直接溜放料入仓,人工平仓,平面板振动器振捣。垫层砼浇筑完毕并达到 3 天龄期后,进行钢筋、模板、预埋件、止水等安装。
        钢筋制安:钢筋在加工厂统一制作,制作完成后运输至现场进行安装,钢筋制安严格按照规范要求进行。由于钢筋型号较多,在安装过程中要严格依据图纸进行过程检查控制,安装完成后按照验收程序验收合格后方可进入下一工序施工。
        止水带、填缝材料施工:倒虹吸管身伸缩缝设两道环形止水,迎水侧的橡胶止水宽度为 350mm,厚度不小于 10mm,带两道遇水膨胀线的中心变形型橡胶止水。外侧设置厚度不小于 1.2mm,宽度为 490mm 的环形紫铜片止水。
        ⑴橡胶止水的固定:采用 Φ6 钢筋制作“∪”型止水带架,并按照 1.5m 的间距焊接在合适的架立筋上面。然后将止水带卡在其中。可解决其固定和上浮的问题。
        ⑵铜止水的固定:铜止水下部(或另一侧)端头模板安装好以后,将其固定在模板上面,再安装上部(或另一侧)端头模板夹在中间即可。止水安装时,特别注意钢筋遇止水须绕开或弯折,严禁破坏止水带。所有止水连结点制作时,必须保证焊接、粘合严密完整,埋设牢靠,保证不透水。止水带周围的砼应振捣密实,以确保砼与止水带紧密结合,避免周围形成空穴。
        填缝材料施工:倒虹吸管身段管节间施工缝宽 20mm,迎水侧采用 30mm 厚双组份聚硫密封胶封堵,缝间全部采用密度为 120±5kg/m3 的闭孔泡沫塑料板充填,接缝面两侧砼与闭孔泡沫塑料板挤紧。砼拆模后,伸缩缝迎水侧采用密封胶填充处理,施工时清除伸缩缝迎水面 2.0×3.0cm 槽内污物、灰尘,保证被粘表面干燥、平整,然后涂双组份聚硫密封胶,涂胶时应防止气泡混入,保证缝内填平压实。
        模板施工:倒虹吸管身砼浇筑分为两期,一期浇筑底板,二期浇筑侧墙和顶板。⑴管身段一期底板砼浇筑,模板设计采用大块定型钢摸,分为外侧模板和下部拐角模板两种类型,外侧模单块尺寸为 1500*2200mm,单块重量 305kg。下部拐角模板单块尺寸为1500*900mm,单块重量 189kg,两侧设计 10*80 法兰连接。大块模板采用人工配合移动门架式布料机安装和拆除。⑵二期浇筑中墙、边墙和顶板。均采用液压钢模台车进行施工。台车车架设计总长 15.2m,分为两节,单节长 7.6m,两节连节板采用螺拴连结,以方便模板拆装作业。
        管身段砼浇筑:管身段砼浇筑均采用移动门架式布料机输送砼,布料机沿布置于基坑内的轨道移动至合适位置,尽量缩短与浇筑仓面的距离,出料口设置缓降漏斗,以降低砼拌合物自由下落高度。布料机上搭设雨棚,防止砼水分散失。砼浇筑采用台阶法和平铺法施工。插入式振捣棒配合附着式平板振捣器振捣,砼浇筑完成后及时覆盖并洒水养护。
结语:倒虹吸主要用于农田水利工程中。渠道与道路、河流等发生交叉时,既可采用渡槽,如北宋时曾在引用泾水的郑白渠上使用过;也可采用倒虹吸。本文中倒虹吸管身段采用液压钢模台车和门架式布料机施工方案,实现了模板安装和砼入仓的自动化、机械化,减少了人员及设备投入,改善了施工人员作业条件,提高了施工安全系数,较组合钢模板施工,液压钢模台车整体自动化运行,台车和布料机施工效率高,且浇筑的砼面光滑平整,外观质量及实体质量均得到保障,实现了较为可观的经济效益和社会效益。
参考文献:
        [1]淤积状态下渠道倒虹吸过流能力分析[J].崔福占.水科学与工程技术.2017.
        [2]渠道倒虹吸混凝土施工设计[J].王红帅.水能经济,2017,000(003):265-265.
        [3]大型渠道渠坡混凝土衬砌施工技术分析[J].庞永生.科学与财富, 2019, 000(008):205.
  
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