淺談平原區輸水建筑物底板快速施工技術

趙華勇

（中國葛洲壩集團第一工程有限公司，湖北 宜昌 443002）

1 工程概況

南水北調保定市2 段長15.085km，共1038 節，除了特殊建筑物外，其余箱涵分別按不同長度分節進行施工。箱涵全部采用一聯3 孔凈空尺寸為4.4m×4.4m 的現澆普通鋼筋混凝土結構，單節箱涵底板長15m、厚0.65m，邊墻寬0.55m，中墻寬0.45m，結構混凝土強度等級采用C30W6F150。本工程段輸水規模為：設計流量50m3/s，加大流量60m3/s。

2 研究應用背景

1） 箱涵底板橡膠止水帶和模板安裝過程中，若橡膠止水帶固定不牢固，在混凝土澆筑過程中，橡膠止水帶上部模板容易出現漲模偏移，橡膠止水帶會隨模板一起發生移位，從而影響橡膠止水帶的密封質量，造成輸水箱涵接縫處滲漏。

2） 箱涵底板外側豎向模板，由于加固限位措施不完善，澆筑箱涵底板混凝土時，外側模板容易出現漲模、跑模等現象，跑模容易發覺，可及時采取措施補救；漲模一般不易被發現，當混凝土澆筑完成拆模后才發現，需投入大量的人力、物力進行處理，且處理后的外觀質量不佳。

3） 箱涵混凝土垂直入倉方式若采用龍門有軌移動式皮帶機，施工全過程不夠靈活，成本高，施工時間長、難度大、工藝要求高，而且對混凝土配合比、粗細骨料的粒徑和級配、水泥用量、混凝土坍落度有一定要求，不能較好的保證工程的實體質量。

3 主要研究內容及技術創新

1） 箱涵底板止水帶加固限位技術研究。通過設置的加固限位裝置，配合斜撐、固定管、地錨和固定卡中的一種或多種組合，以較低的成本確保底板橡膠止水帶固定牢固，保證箱涵底板實體質量，減少了因橡膠止水帶偏移而進行的修復和糾偏等措施，節省了工程施工成本，保證了橡膠止水帶的防滲漏作用。本工程中采用的加固限位裝置由直徑48mm×壁厚3.5mm 的鋼管依據底板堵頭外側模板結構尺寸制作而成，其它工程項目施工中也可采用角鋼或其他型鋼制作加固限位裝置。

箱涵底板止水帶加固

澆筑成型的箱涵底板止水帶

2） 箱涵底板外側模板加固技術研究。底板外側模板上側設置的拉緊螺桿一端連接豎桿，豎桿的上下端分別連接第一卡桿和第二卡桿，通過第一卡桿和第二卡桿可以實現對外側模板上側的拉緊螺桿的限位以及所處位置橫向鋼管的固定，第一卡桿、第二卡桿以及豎桿可以采用鋼筋廢料焊接制作，節能環保，效益突出；設置的止水片，可以防止拉緊螺桿處滲水；設置的鋼筋條，可以使拉緊螺桿與混凝土更好的結合，增強混凝土對拉緊螺桿的握緊力。

底板模板安裝加固

3） 底板混凝土垂直入倉技術研究。通過研發牽引式膠帶機，革新傳統混凝土垂直入倉方式，實現輸水建筑物底板混凝土快速施工。采用牽引式膠帶機進行箱涵底板混凝土垂直入倉施工，澆筑速度可通過喂料速度和皮帶機轉速進行控制，且輸送的混凝土一般采用常態混凝土，混凝土中的水灰比、粗骨料粒徑、砂率等參數允許一定波動區間，在保證混凝土澆筑速度的同時，還能有效保證成型輸水箱涵實體強度。

牽引式膠帶機喂料系統

底板混凝土澆筑施工

4 研究成果與現有技術比較

1） 已公布的一種混凝土箱涵變形縫防水構造及其制作工藝，需在靠近變形縫的位置設置凹槽，涂刷粘合劑后方能使鋪設在凹槽內的防水卷材與混凝土粘接，工藝復雜、效率低下，而且使用的模板為木模板，周轉使用難度較大，成本較高。通過研發一種輸水箱涵底板止水帶加固限位裝置及施工方法，通過設置加固限位裝置，配合斜撐、固定管、地錨和固定卡中的一種或多種組合，能夠可靠地將加固限位裝置固定，避免了橡膠止水帶隨模板一起發生移位，確保了施工質量，降低了施工成本。

2） 在箱涵底板模板安裝施工中，尤其是外側豎向模板，由于加固限位措施不完善，當澆筑箱涵底板混凝土時，外側模板容易出現漲模、跑模等現象，跑模容易發覺，可及時采取措施補救，而漲模一般不易被發現，當混凝土澆筑完成拆模后才發現，需投入大量的人力、物力進行處理，但處理后的外觀質量不佳。通過研發一種箱涵底板外側模板加固裝置，避免了澆筑底板混凝土時底板外側模板的漲模、跑模等情況的出現，保證了施工質量；設置的止水片，可以防止拉緊螺桿處滲水；設置的鋼筋條，可以使拉緊螺桿與混凝土更好的結合，增強混凝土對拉緊螺桿的握緊力。

3） 在平原地區線形布置長距離輸水工程底板混凝土施工過程中，混凝土垂直入倉施工經常采用遙控臂式混凝土泵車。遙控臂式混凝土泵能一次完成混凝土的短距離水平和垂直運輸，但要求輸送的混凝土必須是大塌落度、高流態泵送混凝土料，對混凝土配合比、粗細骨料的粒徑和級配、水泥用量、混凝土坍落度有嚴格要求。遙控臂式混凝土泵的缺點影響工程進展，增加工程建設成本等，需開發研究新型的混凝土垂直入倉手段進行優化。

5 研究成果應用效果

1） 保定市2 段工程內有27 個監測斷面，根據專項安全監測報告分析：箱涵建設期和運行期狀態基本正常，變化過程線相對平緩、數據變化情況符合施工期一般變化規律，監測資料所反映的建筑物狀態與施工期特性相吻合。

2） 本工程6 個特殊部位的箱涵變形縫水密性檢驗全部合格。

3） 南水北調中線干線工程正式通水以來的運行實踐證明，工程運行安全平穩，輸水水質全面達標，在保障受水區居民生活用水、修復改善生態環境、促進庫區和沿線治污環保、應急抗澇等方面，均已取得了顯著的社會、經濟、生態綜合效益，工程基礎性、戰略性地位與作用日益顯現。

6 研究技術應用情況及推廣前景

本技術研究成果在南水北調保定市2 段工程建設中的成功應用，解決了保定市2 段工程建設要求高、工期緊的難題，縮短了工程建設工期，保證了工程建設質量。本項目研究核心技術已形成多項專利技術，有力的促進了平原地區輸水建筑物底板半機械化施工技術的發展，社會效益和經濟效益顯著，可在南水北調西線及其他類似工程中進行應用，推廣應用前景廣闊。