淮水北調工程北沱河至新汴河段整治工程施工方案分析

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（安徽三洲水利建設有限公司，安徽 宿州234000）

0 引言

我國水利工程建設的步伐正在逐漸加快，工程施工質量的控制正在逐漸受到重視。水利工程的規模在一般情況下均較大，工程施工質量一旦沒有控制好將造成不可估量的損失[1～2]。工程施工單位在施工過程中也需要考慮自身的利益，需要采取合理的手段、方法保證工程施工質量、工程工期以及工程投資[3～4]。結合北沱河地下涵工程建設，對水利工程施工要點進行分析，該工程建設過程中，需要進行大量的混凝土澆筑，在施工過程中控制混凝土澆筑質量是非常重要的。

1 工程概況

北沱河地下涵工程屬于淮水北調工程的重要組成部分。北沱河地下涵呈倒虹吸布置，為3 孔×3.5 m 的箱涵，下穿北沱河段長83.0 m，斜坡段長122.0 m，與婁宋溝相接水平段長64.0 m，與勝利溝相接水平段長91.0 m，共分為40 節，地下涵址處北沱河規劃河底高程為18.5 m，寬度不小于35 m，兩側邊坡1∶2.5，地下涵軸線與北沱河走向夾角27.507°。進口控制段底板高程為18.2 m，出口段底板高程為18 m，北沱河河槽以下洞身段底板高程12 m，共9 節，涵洞底板、頂板厚度均為0.6 m，邊墻厚度0.6 m，中墻厚度0.5 m，總布置寬度12.7 m。

2 施工難點及清水混凝土配比

2.1 施工難點及原因分析

1）單塊面板表面粗糙、存在裂縫、不平整[5]。主要形成原因：①在混凝土澆筑過程中，沒有采取有效的高程、平整度控制措施，或者控制點設置較少，難以做到提前預防控制；②由于混凝土澆筑面積較大，人工收面難以及時完成，形成遺留問題；③混凝土配比控制不嚴格以及后期缺乏養護也是造成混凝土澆筑質量不良的主要原因。

2）塊與塊之間不平整、接縫不平直、存在一定偏差[6]。主要形成原因：①塊與塊之間的接縫處的填縫板厚度存在一定差距，且安裝不牢靠，局部存在變形、翹曲現象；②填縫板安裝高于先澆板表面的高度；③在混凝土澆筑完成后不細心找平。

3）分段施工時施工縫不平整，嚴重時出現錯臺現象[7]。主要原因：①模板及加固的圍檁剛度較低；②模板之間連接方式可靠性低，尤其是使用大模板并在局部配合使用小模板的情況。

4）混凝土表面起砂[8]。形成原因：①采用竹膠模板后，模板吸水性差，泌水后排除不及時；②模板接縫不嚴密，漏漿后形成麻面；③模板螺栓孔眼漏漿形成麻面；④混凝土下料高度大，砂漿濺至模板上硬化后形成麻面；⑤柱模板使用不當，采用傳統的角模，易在柱拐角漏漿。

針對混凝土澆筑過程中容易出現的問題及原因，在施工過程中應該采用預防與控制相結合的方法，嚴格把控模板、澆筑過程、混凝土配比等施工過程質量，保證最終成果。

2.2 清水混凝土配比設計及澆筑試驗

2.2.1 混凝土配比方案設計

混凝土配比是影響最終澆筑質量的重要因素之一。因此，通過科學的方法確定混凝土配比是十分必要的。

本工程清水混凝土的主要材料為：石子、砂、粉煤灰、外加劑和水泥。外加劑采用減水劑和抗裂防水劑。石子的粒徑在1.0 cm～2.0 cm 之間，石子顆粒的壓碎值在7%左右，針片狀為1.3%；砂中含泥量為0.9%，細度模數為2.7；粉煤灰I 級；水泥參數為標準稠度0.26 需水量。

根據室內正交試驗[9～10]，確定該工程適宜的清水混凝土配比（質量比）為石子∶砂∶粉煤灰∶減水劑∶抗裂防水劑∶水泥∶水=1000∶115∶2∶8∶35∶285∶180。

2.2.2 混凝土澆筑試驗

目前，主要有兩種方法用來驗證清水混凝土澆筑效果。一為澆搗工藝比選[11]，二為混凝土硬化性[12]分析。

（1）澆搗工藝主要是通過項目現場多次、反復試驗采用二次振搗方法，可以降低清水混凝土澆筑后由于振搗不充分導致的均勻性差、接縫差等不良現象，對混凝土表面氣孔、麻面等現象的防治具有較好地效果，有助于提升混凝土澆筑質量。提高混凝土的美觀性和耐久性。

（2）混凝土硬化性，通過多次試驗，混凝土收縮率為1.09×10-4，強度也滿足要求，平均強度為41.5 MPa，最小值為40.3 MPa，試驗段混凝土表面完整性較高，強度高。因此，采用該配比的混凝土是可行的。

圖1 混凝土澆筑效果

3 工程施工方案分析

3.1 清水混凝土模板設計

清水混凝土模板設計應滿足以下要求：清水混凝土模板現場接縫數量應盡可能少，接縫位置選取必須具備一定的規律性，隱蔽性，接縫部位不能出現跑漿現象。模板連接部位必須按照節點設計，不同的情況需要繪制不同的節點圖，保證模板連接的可靠性，作為施工時的依據，防止現場隨意施工，模板連接部位剛度必須滿足要求，模板相對撓度應不大于2 mm，絕對撓度不大于4 mm。

本工程主要特點是工程量大、工期緊，清水混凝土模板在滿足要求的情況下應盡量選擇經濟、工期方面的因素。因此，采用平面為2440 mm×1220 mm×18 mm 的覆膜竹膠板，采用50 mm×50 mm×5 mm 的角鋼加工成框架，使用φ8 平頭螺絲拼接框架與竹膠板。異形模板使用厚度為3 mm 的鋼板加工定型。針對特殊部位的異型模板，若需要進行多次周轉則可以采用鋼框外覆竹膠板，周轉次數少則可以利用木板配制外覆鐵皮或三合板。同時，使用新模板便于拆卸和安裝。工程規模較大，需要使用多塊模板進行拼接，因此，模板縫的位置必須具有一定的規律性且滿足橫平豎直的要求，模板縫設計必須滿足不能漏漿的要求。

圖2 涵身底板施工模板示意圖

3.2 板面錯臺解放方法

針對北沱河地下涵工程特點，可采用兩種方法解決板面錯臺的現象。首先需要調整兩塊模板連接處的連接件，采用φ10 螺絲，螺絲孔設置預留2 mm 的空間，為φ12 mm。在模板與鋼框架之間塞入楔形的鐵片，保證模板連接處的光滑、平整。

由于地下涵工程高度較大，墻體澆筑需要分兩次進行，兩次澆筑混凝土容易形成錯位，針對這種情況，在第一次立模板時，保證豎向龍骨與模板均高于混凝土澆筑面不小于20 cm，在澆筑高程采用三角形壓條，且第二次立模板時不拆除第一次立的模板，直接與第一次立的模板進行拼接繼續向上立模，充分利用已經澆筑的混凝土的原有拉桿的箍緊作用，保證模板不漏漿，上下不錯位，在拆模時，鑿除水平壓條，形成水平直縫。

3.3 模板加固措施及拆除時間

為了對模板進行加固，使用2 根φ48 的鋼管作為模板的豎向龍骨，并固定于樣架上，使用10#槽鋼作為橫向圍檁，在槽鋼上鉆孔，鉆孔位置與對銷螺栓一致，對銷螺栓材質使用φ16 鋼筋，中間穿一根和混凝土斷面尺寸一致的黑鐵管，水平穿越兩邊的橫向圍檁，同時使用鐵板墊片加螺絲固緊。設置對銷螺絲水平間距為60 cm，豎向間距為122 cm，各模板之間采用φ10螺絲連接，間距設置為35 cm。

模板拆除時間必須滿足施工圖紙要求，同時需要保證不承重模板拆除時，不會損壞混凝土表面的平整性以及棱角的完整性的情況下方可拆除。具有承重作用的墩、墻和柱等部位需要滿足混凝土強度大于3.5 MPa 時方可拆除模板，底模拆除需要滿足表1 的要求。

表1 底模拆除要求

4 結論

北沱河地下涵工程需要澆筑大量的清水混凝土，在施工過程中遇到主要難點包括：單塊質量差、塊與塊之間不平整、錯臺、起砂等，通過室內試驗確定混凝土質量配比為石子∶砂∶粉煤灰∶減水劑∶抗裂防水劑∶水泥∶水=1000∶115∶2∶8∶35∶285∶180，結合現場檢驗滿足要求，并從模板設計、錯臺解決及加固、拆模時間幾個方面對施工工藝進行剖析，可為類似工程施工提供參考。