林群妹
中国葛洲坝集团第一工程有限公司，湖北宜昌，443002
摘要：南水北调保定市2段有压箱涵单节长15m，底板厚0.65m，边墙宽0.55m，中墙宽0.45m，结构混凝土强度等级C30W6F150。通过对箱涵底板止水带加固限位、底板外侧模板加固及底板混凝土垂直入仓方式等技术难题进行攻关，并将系列研发成果应用于工程实践，降低了施工成本、缩短了建设工期，保证了工程质量。
关键词：长距离；输水箱涵；底板施工
一、工程概况
保定市2段有压箱涵段总长15.085km，共1038节，除特殊建筑物外，其余箱涵分别按不同长度进行分节施工。箱涵采用一联3孔净空尺寸为4.4m×4.4m的现浇普通钢筋混凝土结构，单节箱涵底板长15m、厚0.65m，边墙宽0.55m，中墙宽0.45m，结构混凝土强度等级采用C30W6F150。本工程段输水规模：设计流量50m3/s，加大流量60m3/s。
二、施工工艺及要求
1.箱涵底板模板施工准备
保定市2段输水箱涵底板混凝土施工采用定型钢模板。充分考虑模板周转对钢模板变形的影响，钢模板加工时将板面和肋板厚度由国家标准2.75mm增加至4.0mm。箱涵直接座落于垫层混凝土上，故箱涵第一层主要通过人工完成模板的安拆和移动。
（1）按图纸设计要求弹出轴线和支模边线。
（2）人工将加工制作好的定型钢模板运至施工部位。
（3）在模板接缝处，任意两邻模板边肋贴一条通长胶带，使模板与模板拼结紧密，模板之间采用M12螺栓和U型卡相间通长连接。
（4）在模板外表面弹出轴线。
（5）模板拼装前清除模板表面污垢，涂刷脱模剂。
2.箱涵底板模板安装
模板内边对准基础表面上弹出的边线，单节箱涵长15m，底板模板拼装时先竖外模，再竖内模。底板外侧模板拼装高度1.5m，由2块P6015和1块P3015模板拼装而成，相邻模板间粘贴有双面胶条，并用U型卡、M12螺栓相间连接；外侧模板锁脚采用预埋锚筋配合[8槽钢进行模板底脚加固与定位，并按一定间距分别布置两排对穿拉条，横向分别采用双钢管通过对穿拉条将外侧模板连接成整体，竖向采用双钢管作为背肋。八字角内模由特制的异形模板拼装而成，相邻模板间粘贴有双面胶条，并用U型卡、M12螺栓相间连接，底板八字墙模板锁口采用Φ18对穿拉杆配定位锥进行模板加固定位。
3.止水带施工
箱涵伸缩缝缝宽3cm，伸缩缝中间设一道带有遇水膨胀条的橡胶止水带，止水带接头采用硫化热粘接，止水带接头抗拉强度不小于止水带抗拉强度的0.6。伸缩缝处在已浇筑混凝土面贴靠高压聚乙烯低发泡闭孔泡沫塑料板作为隔缝材料。
水平止水带安装时，先支立止水带底部模板，模板上口平直，标高准确，而后铺设止水带，再安装加固上部模板，同时调整止水带位置。竖向止水带安装时首先将止水带定位，伸缩段不偏心，然后再进行两侧模板的拼装。模板板间接触位置预焊接Ф12钢筋用于固定加固止水带，一方面保证止水带两侧不致出现缝隙，另一方面固定止水带翼片，防止止水带在浇筑过程中变形走样。
4.箱涵底板混凝土施工
箱涵底板采用平仓法进行混凝土浇筑施工，采用研发的牵引式胶带机作为混凝土垂直入仓主要施工设备。先浇筑底板混凝土平齐底板水平止水，再浇筑八字墙部位，最后浇筑底板至过流面。
采用φ50长软轴振捣器振捣，控制浇筑速度；箱涵混凝土边墙分仓水平施工缝按设计要求设置“U”形键槽以保证施工缝止水效果，边墙混凝土浇筑收仓时放置木制或钢质键槽模板在施工缝预留10cm×15cm键槽。八字墙处钢筋密集占压下料空间，该处下料分层厚度减小，并增加振捣密度，八字墙模板外部辅以人工敲击振动。
胶带机工作原理：牵引式胶带机移动到位，四支腿水平伸出到极限位置，再沿垂直方向伸出，将整车支撑，并使轮胎离地；回转机构工作，使臂架旋转90°；臂架伸缩机构工作，使前臂伸缩到位，开启胶带输送机，输送混凝土；然后臂架逐渐收回，扩大作业范围。当胶带机移动时，首先使臂架旋转到运输位置，然后收起支腿，在牵引车作用下实现胶带机移位。以此类推，实现箱涵混凝土浇筑。对于15m箱涵混凝土施工，胶带机移动2～3次就可完成全部浇筑任务。
三、主要技术创新
1. 研发并成功应用了箱涵底板止水带加固限位装置及施工方法，通过设置加固限位装置，配合斜撑、固定管、地锚和固定卡中的一种或多种组合，能够可靠地将加固限位装置固定，避免了橡胶止水带随模板一起发生移位，确保了施工质量。
2. 研发并成功应用了箱涵底板外侧模板加固装置，该装置可实现箱涵底板外侧模板的加固限位，避免浇筑底板混凝土时底板外侧模板的涨模、跑模等情况的出现，确保了施工质量；装置中设置的止水片，还可防止拉紧螺杆处渗水；装置中设置的钢筋条，使拉紧螺杆与混凝土更好的结合，增强了混凝土对拉紧螺杆的握紧力。
5.3 研发了牵引式胶带机，替代了传统箱涵底板混凝土垂直入仓方式，混凝土浇筑速度可通过喂料速度和皮带机转速进行控制，输送混凝土一般采用常态混凝土，混凝土中的水灰比、粗骨料粒径、砂率等参数允许一定波动区间，既保证了混凝土的浇筑速度，又保证了成型箱涵底板的实体强度。
四、现有技术比较
1.已公布的一种混凝土箱涵变形缝防水构造及其制作工艺，需在靠近变形缝的位置设置凹槽，涂刷粘合剂后方能使铺设在凹槽内的防水卷材与混凝土粘接，工艺复杂、效率低下，而且使用的模板为木模板，周转使用难度较大，成本较高。通过研发一种输水箱涵底板止水带加固限位装置及施工方法，通过设置加固限位装置，配合斜撑、固定管、地锚和固定卡中的一种或多种组合，能够可靠地将加固限位装置固定，避免了橡胶止水带随模板一起发生移位，确保了施工质量，降低了施工成本。
2.在箱涵底板模板安装施工中，尤其是外侧竖向模板，由于加固限位措施不完善，当浇筑箱涵底板混凝土时，外侧模板容易出现涨模、跑模等现象，跑模容易发觉，可及时采取措施补救，而涨模一般不易被发现，当混凝土浇筑完成拆模后才发现，需投入大量的人力、物力进行处理，但处理后的外观质量不佳。通过研发一种箱涵底板外侧模板加固装置，避免了浇筑底板混凝土时底板外侧模板的涨模、跑模等情况的出现，保证了施工质量；设置的止水片，可以防止拉紧螺杆处渗水；设置的钢筋条，可以使拉紧螺杆与混凝土更好的结合，增强混凝土对拉紧螺杆的握紧力。
3.在平原地区线形布置长距离输水工程底板混凝土施工过程中，混凝土垂直入仓施工经常采用遥控臂式混凝土泵车。遥控臂式混凝土泵能一次完成混凝土的短距离水平和垂直运输，但要求输送的混凝土必须是大塌落度、高流态泵送混凝土料，对混凝土配合比、粗细骨料的粒径和级配、水泥用量、混凝土坍落度有严格要求。遥控臂式混凝土泵的缺点影响工程进展，增加工程建设成本等，需开发研究新型的混凝土垂直入仓手段进行优化。
五、实施效果
1.施工期安全监测成果分析：保定市2段工程内有27个监测断面，综合施工期所有观测资料，箱涵和运行状态基本正常，变化过程线相对平缓、数据变化情况符合施工期一般变化规律，监测资料所反映的建筑物状态与施工期特性相吻合。
2.工程运行情况：保定市2段工程质量评定为优良，工程自通水以来，运行工况良好。
六、结论
本项目技术研究在南水北调天津干线保定市2段工程施工中得到成功应用，满足了工程质量、进度及施工安全要求，促进了平原地区长距离输水箱涵底板半机械化施工技术的发展，经济和社会效益显著，有广阔的推广应用前景。
作者：林群妹，性别：女；出生年月日：1987年4月14日；学历：大学本科：研究方向：水利水电工程；