黃水河支渠道倒虹吸滿堂腳手架施工優(yōu)化

賀成，夏曉君

(中國(guó)水利水電第五工程局有限公司第一分局，四川雙流，610225)

1 工程概況

黃水河支渠道倒虹吸工程位于河南省輝縣市高莊鄉(xiāng)孫村東南約300m，北距輝縣市～上八里公路約400m。黃水河支渠道倒虹吸進(jìn)口漸變段起點(diǎn)樁號(hào)為總干渠Ⅳ97+403.3m，出口漸變段終點(diǎn)樁號(hào)為總干渠Ⅳ97+764.3m，建筑物總長(zhǎng)361m，其中管身水平投影長(zhǎng)230m。

黃水河支渠道倒虹吸由進(jìn)口漸變段、進(jìn)口檢修閘、管身段、出口節(jié)制閘和出口漸變段組成，倒虹吸管身段，包括進(jìn)口斜管段、水平段和出口斜管段三部分。其中，管身水平段長(zhǎng)98m，進(jìn)口斜管段長(zhǎng)為60.8m(水平投影長(zhǎng))，出口斜管段長(zhǎng)為73.2m(水平投影長(zhǎng))。倒虹吸管身橫向共4孔，兩孔分為一聯(lián)，共兩聯(lián)，采用箱形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，單孔過(guò)水?dāng)嗝?.5×6.7m(寬×高)。

2 原管身鋼筋混凝土施工方案

2.1 管身施工程序

根據(jù)施工組織設(shè)計(jì)及倒虹吸混凝土澆筑方案，管身混凝土單節(jié)施工采用三次澆筑，第一次澆筑管身底板(混凝土澆筑至下倒角以上50cm處)，第二次澆筑墻體(混凝土澆筑至頂板倒角以下100cm處)，第三次澆筑頂板。管身段混凝土澆筑程序見(jiàn)圖1。

圖1 倒虹吸管身澆筑分倉(cāng)示意(單位:mm)

管身段模板全部采用組合鋼模板，分為底部模板、墻體模板和頂部模板三大部分組成。施工時(shí)，首先支好底部模板，等底板澆筑完成(澆筑至倒角以上50cm)且混凝土強(qiáng)度達(dá)到3.5MPa后，拆除底部模板，然后搭設(shè)滿堂腳手架;在滿堂腳手架搭設(shè)完成后，進(jìn)行墻體模板支立(澆筑頂板倒角以下100cm處)，墻體混凝土澆筑完成且混凝土強(qiáng)度達(dá)到3.5MPa后，拆除墻體模板;最后支好頂部模板，進(jìn)行頂部混凝土澆筑。等混凝土強(qiáng)度達(dá)到75%后，拆除頂部模板及滿堂腳手架，進(jìn)入下一節(jié)管段的施工。

2.2 管身頂板施工方案

頂板模板采用的模板規(guī)格根據(jù)倒虹吸管身段尺寸，采用800×1200mm、1000×1200mm、1200×1500mm鋼模板組合使用，頂部倒角部位采用定型鋼模板。在鋼管腳手架每根立桿上設(shè)可調(diào)頂絲，在頂絲上橫向鋪設(shè)10×10cm方木做為主龍骨，然后沿縱向鋪設(shè)次龍骨(10#槽鋼)，間距600mm，在其上再鋪設(shè)鋼模板。

2.2.1 腳手架布置參數(shù)

根據(jù)計(jì)算頂板模板支撐腳手架布置參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 滿堂腳手架參數(shù)單位:m

2.2.2 施工工期和使用人工分析

經(jīng)計(jì)算，鋼管腳手架總重約70t，搭設(shè)需20人，連續(xù)工作7天;頂板模板安裝(吊車(chē)配合)16人，連續(xù)工作2天，頂板鋼筋綁扎3天;澆筑混凝土2天，混凝土等強(qiáng)7天;拆除頂板模板10人，連續(xù)工作3天，拆除腳手架20人，連續(xù)工作3天，模板周轉(zhuǎn)一次需要27天時(shí)間。

2.2.3 上述施工方案存在的問(wèn)題

(1)重復(fù)的拆卸、搭設(shè)腳手架需要大量的勞動(dòng)力，效率低下;

(2)受目前物價(jià)上漲、南水北調(diào)中線工程全線開(kāi)工、勞動(dòng)力緊缺等因素影響，重復(fù)拆卸、搭設(shè)腳手架大大增加了勞動(dòng)成本;

(3)在拆卸、搭設(shè)過(guò)程中，扣件容易損壞缺失，腳手架管容易變形，也相應(yīng)增加了施工成本;

(4)腳手架在搭設(shè)、拆卸過(guò)程中，需設(shè)專(zhuān)職安全員監(jiān)督，并增加相應(yīng)的安全保護(hù)措施，且重復(fù)的搭設(shè)、拆卸存在安全隱患。

3 管身頂板施工優(yōu)化方案

針對(duì)原方案中存在的問(wèn)題，對(duì)滿堂腳手架搭拆方案優(yōu)化，在不改變?cè)摴苣_手架結(jié)構(gòu)的前提下，在頂板模板下落后，使用千斤頂將滿堂腳手架頂起5cm左右，安裝行走裝置(短鋼管上套滾珠軸承)，使用手動(dòng)葫蘆牽引整個(gè)鋼管腳手架移動(dòng)，形成一個(gè)簡(jiǎn)易臺(tái)車(chē)，操作簡(jiǎn)單、省時(shí)、省力，不僅解決了鋼管腳手架重復(fù)搭設(shè)、拆卸問(wèn)題，而且還解決了鋼管腳手架上模板的拆安問(wèn)題。簡(jiǎn)易臺(tái)車(chē)布置見(jiàn)圖2。

圖2 滿堂腳手架改造后(簡(jiǎn)易臺(tái)車(chē))的結(jié)構(gòu)示意

3.1 優(yōu)化的施工方案

混凝土澆筑完成，且達(dá)到拆模時(shí)間后，將調(diào)節(jié)頂絲松開(kāi)達(dá)到頂板脫模效果，緩慢收縮絲杠使頂托平穩(wěn)下降，帶動(dòng)模板下降，使模板與頂板混凝土脫離;然后采用從后往前逐排使用5個(gè)千斤頂將鋼管腳手架頂起，安裝傳動(dòng)裝置(采用1m長(zhǎng)的短鋼管套上內(nèi)徑為48mm滾珠軸承，然后用扣件固定在腳手架立柱上)后，再落下千斤頂，安裝鋼絲繩和手動(dòng)葫蘆，鋼絲繩固定在鋼管腳手架的2/3處(見(jiàn)圖1所示)和預(yù)埋固定點(diǎn)上;最后人工兩側(cè)同時(shí)拉動(dòng)手動(dòng)葫蘆，使鋼管腳架與頂板模板一起緩緩向前移動(dòng)，當(dāng)鋼管腳手架到達(dá)預(yù)定位置后，使用千斤頂將其頂起，拆除傳動(dòng)裝置，且在鋼管腳手架立桿下墊上墊板，完成鋼管腳手架移動(dòng)。鋼管腳手架就位后，調(diào)動(dòng)調(diào)節(jié)頂絲，調(diào)整頂板模板至設(shè)計(jì)位置。

3.2 優(yōu)化后的工期和人工分析

優(yōu)化后腳手架移動(dòng)到位需要16人，連續(xù)工作2.5天;模板調(diào)整需要16人，工作1天;頂板鋼筋綁扎3天，澆筑混凝土2天，混凝土等強(qiáng)7天。模板周轉(zhuǎn)一次需要15.5天時(shí)間。

3.3 優(yōu)化后的不利因素及預(yù)防

因滿堂腳手架均由鋼管搭接而成，采用十字式扣件連接，其整體的剛性較差，為確保施工過(guò)程中的安全性，原方案施工前采取了荷載加載試驗(yàn)，對(duì)其最大承載力進(jìn)行了試驗(yàn)論證。試驗(yàn)得知，該滿堂腳手架能滿足施工安全性要求。

施工優(yōu)化后腳手架在移動(dòng)過(guò)程中，傳動(dòng)裝置安裝、拆卸、移動(dòng)拉力的大小及快慢都有可能引起腳手架整體變形。為預(yù)防此類(lèi)變形的產(chǎn)生，主要采取以下幾種措施:(1)在原有腳手架結(jié)構(gòu)上，加密縱向及橫向剪刀撐、增加掃地桿、加固主次梁交接部位及頂托自由端，檢查扣件是否扣緊;(2)在滿堂腳手架移動(dòng)過(guò)程中，兩側(cè)拉動(dòng)手動(dòng)葫蘆的工人，盡可能力量相當(dāng)，同時(shí)發(fā)力，確保兩端的拉動(dòng)力相等，同時(shí)腳手架移動(dòng)速度應(yīng)控制在每小時(shí)0.5m以?xún)?nèi);(3)在滿堂腳手架移動(dòng)到位后，為防止扣件在移動(dòng)過(guò)程中松動(dòng)，需派專(zhuān)人對(duì)腳手架扣件進(jìn)行檢查，以保證腳手架的使用安全。

4 優(yōu)化施工方案實(shí)施效果

優(yōu)化方案的采用，簡(jiǎn)化了鋼管腳手架搭設(shè)、模板安裝的施工程序，降低了施工難度，減少了大量人工費(fèi)用，同時(shí)加快了施工進(jìn)度。

原方案施工程序中的腳手架、鋼筋、模板等工序均占直線工期，采用優(yōu)化施工方案后，腳手架的搭設(shè)、拆卸改為腳手架移動(dòng)，縮短了工期，同時(shí)頂板施工時(shí)，縮短了模板安裝時(shí)間。將優(yōu)化前后工期相比，優(yōu)化后每節(jié)管身施工工期節(jié)約了11.5天，節(jié)約人工約206工日，為黃水河支渠道倒虹吸按時(shí)完成合同目標(biāo)提供了保證。

5 結(jié)語(yǔ)

黃水河支渠道倒虹吸管身頂板混凝土移動(dòng)式滿堂腳手架優(yōu)化施工方案的實(shí)施，加快了施工進(jìn)度，保證了南水北調(diào)中線輝縣五標(biāo)項(xiàng)目合同目標(biāo)按時(shí)實(shí)現(xiàn)，且通過(guò)近一年的施工總結(jié)分析，移動(dòng)滿堂腳手架施工方案運(yùn)行正常，效益明顯。