大型薄壁現澆渡槽混凝土施工工藝研究

摘 要：沙河渡槽是南水北調中線工程中規模最大、技術難度最復雜的控制性工程之一，是南水北調中線一期工程的重要組成部分，擔負向沙河以北地區的輸供水任務。通過對本工程基礎處理、模板設計、混凝土澆筑和溫控措施的工藝研究和優化，取得了可貴的施工經驗和技術參數，對以后承建此類大型渡槽工程的施工具有較大的借鑒意義。

關鍵詞：沙河渡槽；基礎處理；模板設計；混凝土澆筑

沙河渡槽工程是南水北調中線規模最大、技術難度最復雜的控制性工程之一，是南水北調中線一期工程的重要組成部分，擔負向沙河以北地區的輸供水任務。按綜合指標排名，沙河渡槽是目前世界上已建和在建的規模最大的渡槽工程。

沙河渡槽工程位于河南省平頂山市魯山縣城東，總長11.928km，其中箱基渡槽標段總長3534m，起止樁號為SH（3）4+504.1～SH（3）8+038.1。

箱基渡槽一般每20m一節，槽身采用矩形雙槽形式，為C30鋼筋砼結構。

槽身凈寬2×12.5m，槽身側墻凈高7.8m，槽身底板兼作涵洞頂板，側墻為變斷面型式，下部寬1.25m，上部寬0.4m，側墻頂部設凈1.5m人行橋。下部支承結構為箱形涵洞，洞身長與上部槽身對應，單聯長15.4m，順槽向每3孔一聯，相應每節槽身草節長20m。

1 研究目標和技術路線

1.1 研究目標

沙河箱基渡槽工程為線型布置，全長3.534km，混凝土總方量45.92萬m3，合同工期為2009年12月至2013年4月。為保證混凝土工程施工質量、進度滿足工程要求，大型薄壁現澆渡槽混凝土施工工藝的設計、研究工作刻不容緩，且對節約工程建設投資、提高工程建設時效具有重要的意義，同時也為水利同行對同類型結構的工程提供重要的技術參數和寶貴的施工經驗。

1.2 技術路線

根據工程現場實際情況和混凝土施工的需求，對混凝土結構基礎承載力檢測、地基處理方式研究、混凝土生產運輸設備的選擇使用、混凝土澆筑工藝等進行順序進行設計和研究，并根據現場實施后的質量、進度、節省投資情況最終確定滿足工程需求的混凝土生產工藝參數。

2 技術方案研究與實施

2.1 渡槽軟弱基礎處理方案研究

沙河渡槽軟弱基礎處理方式主要有級配砂卵石換填和鉆孔灌注樁。

箱基渡槽軟弱基礎換填主要是針對工程區內箱基基礎位于礫砂、中砂或黃土狀重粉質壤土上時采取的地基處理措施，填筑用砂卵石料應在使用前進行檢測。

灌注樁基礎處理方式主要設置在主體與公路交叉段，樁身按矩形排列，樁徑0.6m，縱向樁間距2.2m，橫向樁間距2.1m，采用樁身采用C25混凝土，灌注為小型樁基支撐處理方式。

2.2 箱基渡槽主體結構施工設計

2.2.1 箱基渡槽施工程序劃分

箱基渡槽混凝土按設計要求分塊施工，擬分為六層澆筑：箱基底板、側墻、頂板、渡槽側墻。箱基底板澆注至倒角及以上30cm側墻處；箱基側墻澆筑到頂板倒角以下80cm側墻處；頂板澆筑到槽身底板倒角以上30cm側墻處。

2.2.2 混凝土運輸設備選擇

①水平運輸設備選擇

現場單個倉位入倉強度需保證30～50m3每小時，且應滿足兩個倉位同時施工，另外考慮到拌和樓與混凝土倉位的運輸距離，混凝土水平運輸采用7臺10m3混凝土攪拌運輸車。

②垂直運輸設備的確定

本工程混凝土施工垂直高差大致分為箱涵和槽身兩個區間，箱基底板、側墻和箱基頂板澆筑時高差較小，可采用HBT60型（或HBT80型）混凝土輸送泵進行；槽身側墻施工時，因距地面高度有10～16m，采用L48m汽車泵進行澆筑。

2.2.3 主體結構模板設計

箱基部分模板主要以P6015為主，配置部分P3015、P2015、P1015國標模板以及部分異型模板（面板4.0mm厚，55系列）；槽身部分主要采用大型鋼模板（面板6.0mm厚，86系列）和部分異型止水端模（面板4.0mm厚，55系列）進行拼接。

分層配模具體方式如下：

①箱基渡槽底板外側采用側模包端模形式，通過散裝國標鋼模和部分異型模板進行拼裝，套筒螺栓拉條加固，過流面采用鋼管做樣架控制；內側八字模采用定型鋼模板，豎背肋為8#槽鋼，橫向為雙排鋼管，拉條固定。

②箱涵段邊墻、中墻采用P6015國標組合鋼模，局部區域用小型鋼模拼接，橫、豎背肋為雙8#槽鋼，Ф20mm拉桿穿墻對拉加固。

③箱涵頂板采用WDJ碗扣式鋼管排架支撐，小型鋼模配組合鋼模作底模；頂板外側端模采用國標模板、異型模板及止水模板。在并行槽中，先澆槽內側澆筑至頂板倒角以上45cm處，比后澆槽內側底腋角高出約15cm，方便后行施工。

④渡槽槽身側墻采用大塊鋼模和端部止水異型模板，Ф20錐形螺母拉桿穿墻對拉加固；此外，并行槽的后澆槽內側墻身模板背部桁架支撐，上口及下口通過預埋螺栓套筒對拉。

2.2.4 承重支撐排架設計

經過支撐排架方案比較，采用施工速度快、質量控制容易的碗扣式落地滿堂腳手架作支撐排架。經計算碗扣式腳手架布置為：

槽身邊墻下：60cm×60cm，步距60cm；底板下：90cm×90cm，步距120cm

立桿采用LG300、LG120、LG60、LG90四種型號、橫桿采用HG60、HG90兩種型號尺寸。

剪刀撐布置：縱向剪刀撐（15.2m方向）布置在排架外側立面，左右側各設置1道；橫向剪刀撐布置涵洞端部和支撐架間排距變化處，共計布置4道。

涵洞底模下用8#槽鋼及10#工字鋼作橫梁和縱梁架立模板。

2.2.5 混凝土澆筑工藝設計

箱基渡槽混凝土澆筑分為涵洞底板、涵洞側墻、涵洞頂板及槽身側墻四部分。

①涵洞底板澆筑

泵管從涵洞端部進入作業面，采用鋼管固定牢固；因泵送混凝土為大流動度混凝土，采用平倉法施工，下料從涵洞的一端開始向另一端推進布料；使用Ф50長軟軸振搗器振搗，每層下料厚度50cm以內并控制澆筑速度。

②涵洞側壁混凝土澆筑

涵洞側壁4個，依據設計高度分1～2層澆筑。下料時每墻按4～5個下料點布料，在立面上按50cm厚分層上升；Ф50長軟軸振搗器振搗，控制澆筑速度。

③涵洞頂板（渡槽底板）混凝土澆筑

采用拖泵入倉，平倉澆筑。從槽身的一端向另一端平鋪推進，在立面上按50㎝厚分層上升；Ф50長軟軸振搗器振搗，控制澆筑速度。

④槽身側墻混凝土澆筑

槽身側墻底層澆筑高度平均為3.1m，上層高度因含槽頂走道板，平均高度為3.6m。采用汽車泵泵送入倉，平倉澆筑。Ф50長軟軸振搗器振搗，控制澆筑速度。

3 結束語

3.1 本工程主體混凝土澆筑46.99萬m3，鋼筋制安4.65萬t，通過對箱基渡槽混凝土施工工藝研究對比，在一定程度上，降低了工程安全風險，節約了工程投資，加快了施工進度。

3.2 槽身側墻大模板分層設計，在澆筑完槽身側墻一層待槽身側墻二層鋼筋綁扎完成后可由桁車直接提升作二層模板用，在保證安全施工的前提下減少了鋼模板使用面積，一定程度上降低施工成本。

參考文獻

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[2]陸岸典.東深供水改造工程旗嶺拱構式渡槽施工技術特點[J].西北水電，2003.

[3]李俊宏.大型渡槽槽身施工技術進展[J].中國農村水利水電，2005.

作者簡介：洪亮（1986，8-），男，漢族，籍貫湖北省荊門市，助工，2008年畢業于三峽大學科技學院水利水電工程系，現任中國葛洲壩第一工程有限公司南水北調沙河渡槽2標項目經理部副總工程師。