百米以上雙肢空心墩快速施工技術(shù)

王 鋒

(中鐵二十局集團(tuán)第三工程有限公司，重慶 401120)

1 工程概況

寶漢高速公路陜甘界至寶雞BP11合同段五里坡特大橋長1 238 m，起點(diǎn)樁號 K81+906，終點(diǎn)樁號 K83+144，最大橋高172 m，主橋最大墩高153 m。主橋上部結(jié)構(gòu)為(85+4×160+85)m預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)，下部結(jié)構(gòu)為雙薄壁空心墩，其中9號墩墩高82 m，10號墩墩高106 m，11號墩墩高153 m，12號墩墩高141 m，13號墩墩高95 m。五里坡特大橋是全線的控制性工程，高墩施工更是其中的關(guān)鍵項(xiàng)目，具有“西北第一高墩”之稱。

2 工程特點(diǎn)

1)施工條件惡劣。橋址處山高、坡陡、谷深、地形起伏大，施工場地狹窄，交通極為不便;臨近水庫，冬季霧多風(fēng)大，氣溫低，混凝土施工存在諸多不利因素。

2)工藝復(fù)雜，技術(shù)含量高，施工難度大。該橋結(jié)構(gòu)新穎，技術(shù)含量高，安全風(fēng)險(xiǎn)大，工藝復(fù)雜，涉及超高墩施工技術(shù)、混凝土泵送技術(shù)、線形量測技術(shù)、現(xiàn)場施工組織和機(jī)械設(shè)備配套技術(shù)等。

3 施工中的關(guān)鍵技術(shù)

1)液壓爬模施工技術(shù)。五里坡特大橋主墩墩身均高115.4 m，施工前對現(xiàn)場施工設(shè)備，材料、可靠性、進(jìn)度及經(jīng)濟(jì)效益等方面的綜合考慮，決定采用液壓爬模施工工藝。液壓爬模系統(tǒng)為墩身施工提供模板和工作平臺(見圖1)。

液壓爬模施工原理:以達(dá)到一定強(qiáng)度(10 MPa)的混凝土作為承載體，利用自身的液壓頂升系統(tǒng)和上下兩個(gè)換向分別提升導(dǎo)軌和支架，實(shí)現(xiàn)架體與導(dǎo)軌的互爬，能夠保證穩(wěn)步安全爬升;再利用后移裝置實(shí)現(xiàn)模板的水平進(jìn)退(見圖2)。

圖1 爬模工作平臺

圖2 爬模液壓系統(tǒng)操作系統(tǒng)

液壓爬模工藝流程見圖3。

結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，消除因墩高造成的管理盲區(qū)，運(yùn)用現(xiàn)代電子信息科技，在施工現(xiàn)場管理過程中引用了視頻監(jiān)控系統(tǒng)，全面實(shí)現(xiàn)安全、質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)控，不僅為管理人員提供了更為便捷、直觀的監(jiān)督平臺，也為施工人員戴上了“緊箍咒”，通過成像和對講設(shè)施隨時(shí)警示違規(guī)操作人員，制止違規(guī)行為。墩身養(yǎng)護(hù)采用自動(dòng)噴淋系統(tǒng)，徹底解決高墩養(yǎng)護(hù)不及時(shí)、不全面、操作難等問題，見圖4，圖5。

圖3 液壓爬模工藝流程圖

2)百米高墩泵送混凝土施工技術(shù)。五里坡特大橋墩身總混凝土圬工量約為3.7萬m3，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級為C50，混凝土全部采用泵送混凝土施工。利用“雙摻或多摻技術(shù)”，采用新型的聚羧酸高效減水劑，保證泵送最低垂直高度在160 m以上不產(chǎn)生離析、泌水、堵泵等現(xiàn)象，能保證高性能混凝土性能。

圖4 墩身自動(dòng)噴淋養(yǎng)護(hù)圖

圖5 視頻監(jiān)控系統(tǒng)全方位實(shí)時(shí)監(jiān)控

通過高性能混凝土的配合比設(shè)計(jì)，最終選定了水灰比為0.31的配合比為試驗(yàn)室配合比:

水泥∶砂∶碎石∶粉煤灰∶水∶山西黃騰HT-HPC聚羧酸高性能減水劑 =409∶785∶1 040∶72∶150∶5.772=1∶1.92∶2.54∶0.176∶0.37∶0.014。

高性能混凝土坍落度經(jīng)時(shí)損失是由減水劑的減水率確定的，減水率越大坍落度的經(jīng)時(shí)損失越大，坍落度的經(jīng)時(shí)損失越小，工作性相對就越好。在實(shí)際工作中，大多數(shù)對高性能混凝土只注重混凝土的耐久性和強(qiáng)度指標(biāo)，沒有足夠地重視混凝土的工作性問題。工作性也是影響混凝土強(qiáng)度和耐久性的重要因素，良好的工作性，混凝土拌合物不會(huì)產(chǎn)生離析、泌水等現(xiàn)象，良好的工作性使混凝土易振搗密實(shí)，不會(huì)產(chǎn)生孔洞和蜂窩麻面等嚴(yán)重缺陷;良好的工作性可提高混凝土的質(zhì)量和施工進(jìn)度、改善勞動(dòng)條件、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度等。特別是在不同艱苦條件和環(huán)境下的混凝土施工，更要注意對工作性的重視。

高性能混凝土的工藝流程質(zhì)量控制和普通混凝土基本相同，但對拌合料的摻加順序、拆模、養(yǎng)護(hù)要求有所不同。高性能混凝土拌合采用減水劑后摻法，見圖6。

圖6 高性能混凝土拌合法

高性能混凝土早期強(qiáng)度比較低，需特別注意早期養(yǎng)護(hù)，拆模時(shí)間不宜遲于24 h(除流動(dòng)性很大自密性混凝土外)，早期保水養(yǎng)護(hù)不足對耐久性都有影響，一般養(yǎng)護(hù)不少于7 d。

3)超高墩線型控制技術(shù)。結(jié)合工程特點(diǎn)及施工經(jīng)驗(yàn)，選用激光垂準(zhǔn)儀和全站儀相結(jié)合的方法控制墩身垂直度，通過激光垂準(zhǔn)儀和全站儀觀測結(jié)果對照控制，確保墩身豎直度。

4)現(xiàn)場施工組織和機(jī)械設(shè)備配套技術(shù)。由于五個(gè)橋墩同時(shí)施工，現(xiàn)場組織和機(jī)械設(shè)備的配套成為施工的關(guān)鍵，設(shè)備的投入，既要滿足施工需要，提高工效，又要經(jīng)濟(jì)合理，因此，我們制定了混凝土澆筑申請制度、機(jī)械設(shè)備的保養(yǎng)維修制度，定人定機(jī)，責(zé)任到人，始終保證機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn);最終采用最合理的資源配置，主墩配置1200拌合站一座、混凝土運(yùn)輸10 m3罐車七臺、單墩配置塔吊一臺、電梯一臺、輸送泵一臺、單薄壁配置模板一套，可滿足三個(gè)主墩同時(shí)進(jìn)行混凝土施工。

4 結(jié)語

五里坡特大橋在無一例安全、質(zhì)量事故發(fā)生的前提下，提前20 d完成了業(yè)主的節(jié)點(diǎn)目標(biāo)任務(wù)。在監(jiān)理、業(yè)主心目中贏得好評，為下一步主墩上部結(jié)構(gòu)施工奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，為公司在寶漢高速路施工中樹立了良好形象。同時(shí)為公司培養(yǎng)、輸送了大量的技術(shù)和管理人才。