南水北調(diào)工程李陽河渠道混凝土施工技術(shù)

周洪強(qiáng)，支維定

（1.黃河水電工程建設(shè)有限公司，河南 鄭州450000；2.三門峽黃河明珠（集團(tuán)）有限公司，河南 三門峽 472000）

1 工程概況

南水北調(diào)工程邯石段李陽河渠道倒虹吸位于邯石段邢臺市內(nèi)邱縣城西南雙流村東的李陽河兩支流交匯口下游80 m處。倒虹吸設(shè)計流量220 m3/s，加大流量240 m3/s。交叉斷面處河床寬約400 m，河床高程71.2 m。工程區(qū)地層巖性由第四系粘性土和砂性土組成，在勘探深度范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)不良地質(zhì)，無砂層液化問題。李陽河渠道倒虹吸進(jìn)口樁號136+303，出口樁號136+816，建筑物總長513 m。工程總體布置由退水閘、排冰閘、攔冰索、進(jìn)口漸變段、進(jìn)口檢修閘、管身段、出口節(jié)制閘、出口漸變段、河道防護(hù)等部分組成。

管身段長352 m，采用3孔一聯(lián)普通混凝土結(jié)構(gòu)，每孔過水?dāng)嗝鏋?.5 m×6.5 m。由22節(jié)管身組成，管身寬度25.9 m，進(jìn)口斜管段4節(jié)，坡比1∶4.32，每節(jié)水平投影長度15 m，平管段14節(jié)，長度16 m，出口斜管段4節(jié)，坡比1∶4.34，每節(jié)水平投影長度17 m。混凝土40 262 m3，鋼筋制安4 820 t。

2 施工總布置

結(jié)合本倒虹吸的實際情況，在李陽河出口段渠道137+000右側(cè)布置李陽河施工處生活用房及施工班組生活用房和鋼筋模板加工場。

施工用水：李陽河倒虹吸施工用水主要為倉面清理用水及混凝土養(yǎng)護(hù)用水，利用1號營地水井向李陽河敷設(shè)一條主水管接支管向作業(yè)面供水。

施工用電：李陽河倒虹吸施工用電主要為布料機(jī)、塔機(jī)、振動棒、施工照明、鋼筋、模板加工場、現(xiàn)場焊接及施工期排水用電等，采用從生活營區(qū)變壓器側(cè)用12 m電桿架設(shè)3×125 mm2+95 mm2線路至施工現(xiàn)場李陽河管身段，根據(jù)現(xiàn)場需要配備接線頭，設(shè)置開關(guān)柜，滿足施工用電需要。

施工道路：利用前期開挖預(yù)留的上下兩條道路作為混凝土澆筑的主要通道。

3 施工方法

3.1 基礎(chǔ)處理工程

基礎(chǔ)建基面開挖時預(yù)留厚50 cm的保護(hù)層，在墊層混凝土施工前，挖除50 cm厚的預(yù)留保護(hù)層，并采用壓路機(jī)靜壓，達(dá)到設(shè)計標(biāo)高及基礎(chǔ)驗收要求。

3.2 模板工程

3.2.1 管身模板配置

李陽河倒虹吸工程管身段為箱式結(jié)構(gòu)，外側(cè)模板主要采用180 cm×300 cm（高×長）平面大模板及30 cm×150 cm（高×長）鋼模板等兩種模板拼裝，側(cè)墻內(nèi)模主要采用2塊90 cm×150 cm（高×長），4塊60 cm×150 cm（高×長）模板及倒角模板拼裝，頂板底模主要采用7塊60 cm×150 cm（高×長）及異形倒角模板拼裝，倒角采用定制異型鋼模；每段管身兩側(cè)的堵頭模板由于設(shè)有雙道止水，主要采用定制異型鋼模和木模組裝。所有模板的拼裝均應(yīng)在墊層上經(jīng)測量放線定位定高程利用砂漿找平到設(shè)計高程后才進(jìn)行模板安裝，模板安裝前必須將模板校正，清理干凈，不允許有雜物，模板接縫間必須兩接觸面同時貼上雙面膠，模板經(jīng)檢查合格后才能使用，模板安裝后必須保證模板穩(wěn)定不變形，不漏漿。

外側(cè)墻大模板安裝加固采用φ20錐形套和φ20拉模桿，其余側(cè)墻模板及倒角八子模主要采用φ12錐形套配合φ12拉模桿連接加固。

管身段頂板模板采用搭設(shè)滿堂腳手架，滿堂架采用定制的單根長度6.15 m外徑φ48的架管加40 cm長的絲托垂直受力搭設(shè)，間排距60 cm×60 cm,水平方向利用單根長度6 m外徑φ48的架管布置，步距100 cm；剪刀撐以45°角位置縱向連續(xù)設(shè)置（每一側(cè)邊均勻設(shè)置3個剪刀架），與縱橫向鋼管利用轉(zhuǎn)卡連接加固。橫向每孔設(shè)置三道剪刀撐，利用轉(zhuǎn)卡加固。鎖腳應(yīng)在離地面高程30 cm內(nèi)采用定制4.9 m鋼管進(jìn)行加固。滿堂腳手架從一個管節(jié)向另一個管節(jié)移動時采用手動葫蘆牽引。

頂板模板拼裝：側(cè)墻搭接采用1塊60 cm×150 cm鋼模拼裝，倒角位置采用定制倒角模板，頂板水平方向采用7塊60 cm×150 cm鋼模拼裝。外側(cè)主要采用1塊大模板180 cm×300 cm及1塊30 cm×150 cm鋼模。

3.2.2 模板拆除

不承重側(cè)面模板的拆除，應(yīng)在混凝土強(qiáng)度達(dá)到其表面及棱角不因拆模而受損壞時，方可拆除；頂模在混凝土強(qiáng)度達(dá)到75%的設(shè)計強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值時，方可拆除。

3.2.3 模板的保管

鋼模板在每次使用前清理干凈，并用礦物油類的防銹涂料加以保護(hù)，不得采用污染混凝土的油劑；模板在使用后要小心拆除，堆放整齊，并進(jìn)行潔面處理，以備后用。

3.3 鋼筋制安工程

李陽河倒虹吸管身部分鋼筋4 820 t，全部在李陽河鋼筋加工廠加工成型。鋼筋在加工廠內(nèi)根據(jù)鋼筋加工料表進(jìn)行加工，鋼筋加工的尺寸必須符合施工圖紙的要求，鋼筋加工后允許偏差控制在相關(guān)規(guī)范要求之內(nèi)。對加工好的鋼筋掛牌編號分倉位、分編號、按序整齊排放；場地設(shè)置增高防潮設(shè)施，防止發(fā)生鋼筋受損、銹蝕、混號現(xiàn)象發(fā)生。確保進(jìn)倉鋼筋質(zhì)量。

管身段施工所需鋼筋有3種型號，分別為φ32，φ28，φ16。鋼筋 φ32，φ28采用滾絲機(jī)車絲頭，套筒連接的施工方法進(jìn)行連接，鋼筋φ16采用綁扎搭接，搭接長度按綁扎搭接規(guī)范執(zhí)行，不得少于40 d。

鋼筋機(jī)械連接過程：確定滾絲機(jī)位置→鋼筋調(diào)直、切割機(jī)下料→絲頭加工→絲頭質(zhì)量檢查（套絲帽保護(hù)）→用機(jī)械扳手進(jìn)行套筒與絲頭連接→接頭連接后質(zhì)量檢查→鋼筋直螺紋接頭送檢。

鋼筋安裝嚴(yán)格按規(guī)范要求進(jìn)行。現(xiàn)場必須根據(jù)施工圖紙的結(jié)構(gòu)尺寸，首先經(jīng)測量定好結(jié)構(gòu)邊線和鋼筋綁扎高程，布置好鋼筋間隔距離，并做好標(biāo)記，然后再依次進(jìn)行鋼筋鋪設(shè)，清點鋼筋數(shù)量，底頂板采用φ22鋼筋作架立筋，依次綁扎固定。

3.4 混凝土施工

李陽河倒虹吸管身段混凝土工程量為40 262 m3，混凝土月澆筑量最高峰達(dá)到5 200 m3/月，日均生產(chǎn)量達(dá)到208 m3，根據(jù)項目的總體部署和安排，在1號營地生產(chǎn)設(shè)施區(qū)內(nèi)設(shè)置了一臺HZS60混凝土拌和站，在3號營地生產(chǎn)設(shè)施區(qū)內(nèi)設(shè)置1臺HZS60混凝土拌和站作為備用拌和站，配3～5臺混凝土罐車進(jìn)行運輸，運距約500 m。底板墊層混凝土采用罐車直接入倉，管身段混凝土主要采用布料機(jī)入倉，泵車輔助之。

3.4.1 混凝土分層分塊

倒虹吸工程管身段的平管段和進(jìn)、出口斜管段澆筑分塊按其本身的結(jié)構(gòu)縫分塊，管身共分22節(jié)，每管節(jié)進(jìn)行底板、邊墻、頂板3次澆筑，共66個倉號，為了合理利用好布料機(jī)，先澆筑管身平段底板，澆筑按隔塊跳倉澆筑。

管身段混凝土分3次澆筑成型，第一次澆筑底板混凝土、倒角混凝土及35 cm高導(dǎo)墻混凝土，為了不至于管身內(nèi)模混凝土溢出，底板澆筑完成后，待混凝土初凝前分層澆筑倒角處的混凝土，每層控制在20 cm以內(nèi)，布料機(jī)均勻下料、對稱下料，來回澆筑；第二次澆筑側(cè)墻及中墻混凝土，澆筑高度3.55 m；第三次澆筑1 m高導(dǎo)墻混凝土、倒角混凝土及頂板混凝土。具體見如下管身段混凝土澆筑分層見圖1。

采用臺階澆筑法，按順?biāo)鞣较蚧虼怪彼鞣较虿剂希繉愉佒穸劝?0～50 cm，臺階鋪料長度為3～4 m。混凝土結(jié)合層處覆蓋時間應(yīng)控制在混凝土初凝之前，混凝土覆蓋間歇時間通過試驗確定。

圖1 李陽河倒虹吸管身段混凝土澆筑分層示意圖

管身底板及頂板混凝土表面的找平和高程控制采用軌道和杠尺結(jié)合的方式進(jìn)行控制，待找平后取出軌道，填充混凝土后抹面。混凝土澆筑完畢后，采用杠尺找平，人工木抹子抹平壓實，需壓光部位用鐵抹子人工壓光出面。

3.4.2 施工縫處理

1）施工縫混凝土在強(qiáng)度達(dá)到2.5 MPa以后，采用人工鑿毛并輔以風(fēng)槍將倉面清理干凈。鑿毛標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)到達(dá)表面無浮漿、無松動混凝土、石子微露，一般深度控制在0.5～1 cm。

2）在墻體施工縫處下沿彈一道水平墨線，用手提切割機(jī)沿墨線切除切出深10 mm左右的縫隙，用砧子剔除墨線以上混凝土，以保證墻體澆筑完成后施工縫水平順直。

3.4.3 混凝土養(yǎng)護(hù)及保護(hù)

輸水箱涵混凝土應(yīng)保證濕潤養(yǎng)護(hù)不少于28 d，混凝土養(yǎng)護(hù)設(shè)專人負(fù)責(zé)，并作好養(yǎng)護(hù)記錄,養(yǎng)護(hù)用水應(yīng)符合有關(guān)規(guī)程、規(guī)范要求。

底板過水面和墻體施工縫混凝土初凝后宜覆蓋土工織物灑水養(yǎng)護(hù)；輸水箱涵內(nèi)壁在拆模后宜涂刷養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)護(hù)；外墻在拆模后宜涂刷養(yǎng)護(hù)劑后再懸掛覆蓋土工織物養(yǎng)護(hù)；頂板表面在初凝后宜覆蓋土工織物灑水或覆蓋塑膜保濕養(yǎng)護(hù)。

3.4.4 止水帶、閉孔泡沫塑料板和聚硫密封膠施工

1）止水帶施工。每段管身兩側(cè)端頭設(shè)有雙道止水，堵頭模板主要采用定制異型鋼模和木模組裝，端頭模板與橡膠止水帶接觸面上應(yīng)設(shè)限位條，以免混凝土澆筑過程中橡膠止水帶位移而影響止水效果。在安裝過程中應(yīng)采取措施防止變形、變位和撕裂，止水帶埋入混凝土中的兩翼部分與混凝土緊密結(jié)合，安裝誤差控制在5 mm以內(nèi)。

橡膠止水帶安裝后，應(yīng)對橡膠止水帶進(jìn)行覆蓋保護(hù)，避免污染和暴曬，防止破壞和老化。

2）閉孔泡沫塑料板施工。為方便閉孔泡沫塑料板的安裝，在訂貨時要求廠家按設(shè)計斷面制作成型。

閉孔泡沫塑料板的施工采用后貼法。安裝時首先在混凝土及閉孔泡沫塑料板表面用砂漿（按設(shè)計要求摻加一定比例的膠）涂滿刷勻，然后將閉孔泡沫塑料板貼于混凝土表面，并充分壓實，用鋼釘固定。

3）聚硫密封膠施工。密封膠槽采用預(yù)留法成形。在進(jìn)行閉孔泡沫板施工時，在需填充密封膠的部位安裝一預(yù)留物（尺寸為縫寬×密封膠填充深度，材料為閉孔泡沫塑料板），隨同閉孔泡沫塑料板一同安裝，填充密封膠前將預(yù)留物取出即成密封膠槽。

密封膠槽應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行表面清潔處理，除去灰塵和油污，采用鋼絲刷、手提式砂輪機(jī)修整，確保涂膠面干燥、清潔、平整并露出堅硬的結(jié)構(gòu)層。

聚硫密封膠由A，B兩組份組成，施工時按廠家說明書進(jìn)行配制與操作。涂膠時，首先用毛刷在密封膠槽兩側(cè)均勻地刷涂一層底涂料，20～30 min后用刮刀向涂膠面上涂3～5 mm厚的密封膠，并反復(fù)擠壓，使密封膠與被粘結(jié)界面更好地結(jié)合。然后用注膠槍向密封膠槽內(nèi)注膠并壓實，保證涂膠深度。

為保證填充后的密封膠表面整齊美觀，同時也防止施工中多余的密封膠把結(jié)構(gòu)物表面弄臟，涂膠前在變形縫兩側(cè)粘貼膠帶，預(yù)貼的膠帶在涂膠完畢后除去。

填充后的膠體應(yīng)飽滿，與混凝土粘接牢固，顏色均勻一致，膠層表面平整光滑，無裂縫、氣泡、脫膠和漏膠現(xiàn)象。

4 結(jié)語

南水北調(diào)工程對混凝土施工的內(nèi)外在質(zhì)量要求很高，對每道施工工藝要求很嚴(yán)，都有相應(yīng)的規(guī)定和要求。在倒虹吸施工中自覺的對模板配置與安裝、鋼筋制安、混凝土澆筑等工序形成標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)是一條確保工程質(zhì)量、工程進(jìn)度的最佳施工捷徑；另外在施工中采用了靈活快捷的塔機(jī)吊運方式，以及采用了結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、生產(chǎn)保證率高的布料機(jī)入倉方式，對有度汛要求的李陽河這種大型渠道倒洪吸而言是非常適用的，也是經(jīng)濟(jì)的。