大型泵站流道超大體積混凝土施工技術探究

羅敬友

（佛山市禪城區盈浩排水建設管養有限公司， 廣東 佛山 528200）

隨著我國經濟領域的建設進程逐漸提升，水利工程作為國計民生的基礎性工程，其質量監督管理工作也需要重點關注。并且我國水利建設企業正處于如火如荼的發展進程中，怎樣在激烈的市場競爭中營造良好的企業形象，發揮優質的建設效果是眾多企業孜孜不倦的目標之一。而在提升自身建筑施工實力的過程中，最重要的一點就是要做好施工質量及安全的把控工作，也就是對建筑工程施工現場安全管理力度進行增強，通過采取施工現場安全標準化管理實現自身口碑及競爭力的提升，進而推動自身企業更好發展。

1 工程概況

某閘站是該項目所在地較大的泵站施工項目，其中布置了2臺單機流量為30m3/s的豎井灌流泵，該泵站排澇流量共計可達到4780m3/s，達到了大（2）型排澇泵站水準，因此設定該工程為等級為2級，其中涉及到的建筑物等級也被定為2級。該閘站工程的泵室流道高度可達4m，施工面積超過1500m2。根據最終設計圖紙將本工程共計分為6塊，其中單塊最大混凝土體積高達100m3。另外，為了能夠保證本工程竣工后達標，因此在實際施工中主要采用了一模到頂的施工方法。

2 施工技術難點

由于本工程流道主要為異形曲面，每個流道的進口段凈寬度為10.7m，矩形斷面逐漸縮小直到Φ4083mm的圓形斷面。技術人員設計在流道中間布置電動機豎井，流道出口位置形狀為斷面逐漸擴大到10.7m的寬度出口矩形斷面，其中中間位置設定了隔墩，以此將流道孔一分為二，擴散角度數為9°，因此本工程施工難度與一般工程相比更大。不僅如此，本工程泵室流道混凝土結構非常復雜，且需澆筑的高度超過了4.0m，同時一次澆筑量達到100m3，需連續進行36h的腳注施工。在對混凝土進行澆筑時主要采用了一模到頂的方式，故而在實際施工中對于施工材料的要求與高大支模架結構體系的設計要求極高。

3 主要施工方法及技術措施

3.1 泵室流道分塊和施工工序設計

根據設計師設計想法將整個流道分為6塊，施工中選擇了對角線法施工順序，以此確?；厥芰_到平衡要求。

3.2 模板和支撐結構體系設計

3.2.1 流道墩強側向模塊設計

本工程流道材料選擇的是雙面酚醛樹脂覆蓋面膠合板，厚度為18mm；豎向次楞選擇了硬質松方木，規格為50mm*50mm，施工時間距設定為200mm；水平次楞選擇了鋼管，規格為Φ48mm*3mm，施工時間距設定為450mm；拉筋選擇了規格為Φ14mmHPB300的鋼筋，水平和豎向間距分別為600mm和450mm。利用拉筋結合拋竿支撐加固的方式進行側模施工，利用H型鋼筋對支撐桿底部進行加固，側部支撐間距設定為1000mm*1000mm。

（1）新澆混凝土側壓力

根據我國相關規定，在對新澆混凝土對模板側面形成的壓力標準值計算時公式如下[1]：

計算完成后取最小值。

上述公式中F表示的是最大側壓力；γc表示的是混凝土重力密度，本次施工中選取的數值為24kN/m3；t0表示的是混凝土初凝時間，其中其中T（混凝土入模溫度為22℃）；β1（外加劑影響下的修正系數）值為1.20；β2（混凝土塌落度影響修正系數）值為1.15；V表示的是混凝土澆筑速度，本次工程施工中為0.06m/h；H代表的是混凝土側壓力計算位置處直到新澆混凝土頂面的總高度，為7.15m。

（2）模板、方木次楞、鋼筋主楞強度及撓度驗算

根據模板受力分析后發現，針對面板可按照簡支跨計算強度及撓度，另外次楞可以按照二等跨連續梁計算強度及撓度；鋼筋主楞則按照三等跨連續梁計算強度及撓度，計算公式如下所示[2-3]：

在上述公式中σ代表的是構件抗彎強度值；M代表最大彎矩；W代表凈截面地抗矩；［f］則表示構件抗彎強度設計值；E表示的是彈性模量；v表示的是最大撓度值；［v］則表示的是允許內的撓度值；l代表計算跨度。

（3）驗算管道斜支撐

在對管道斜支撐的抗壓強度和穩定性進行驗算時本工程主要采用的是分析計算法。

3.2.2 流道承重模板支撐體系設計

本工程中的立桿采用的都是圓鋼管，型號為Φ48*3，縱橫向間距值都是500mm；水平桿距離為1200mm；模板、次楞及主楞選材和規格上文均提及，此處不再說明。模板設計圖紙詳見下圖1：

圖1 模板設計平面圖

（1）驗算模板

在對模板進行驗算時主要按照的是三等跨連續梁，寬度選擇1m計算，公式如下所示[4-5]：

（2）驗算主楞、次楞

在進行次楞計算時選擇了按照二等跨連續梁，主楞計算時按照了三等跨連續梁。由于本工程中可調托座內的主楞根數有2個，因此在對主楞進行驗算時不均勻系數設定為0.60，計算公式與模板驗算公式相同。

（3）驗算立桿

上述公式中，l0表示的是立桿計算長度；i表示的是立桿截面回轉半徑；Nut表示的是段立桿軸向定力設計值；σ表示的是軸心受壓立桿穩定系數；φ表示的是軸心受壓立桿穩定系數；A代表的是立桿橫截面積；KH說明的是高度調整系數；[f]代表的是鋼材抗壓強度設計值。

3.3 混凝土澆筑及養護

3.3.1 控制速率做到分層澆筑

在進行混凝土澆筑時相關工作人員應當做到分層均勻對稱提升，以此確保流道兩側的混凝土保持壓力平衡，同時注意上升速度，最佳上升速度為30-40cm/h以內，從而有效規避混凝土澆筑對漸變圓弧段模板形成較大上浮力，進而對模板支撐體系的穩定性造成影響。在對上下層間隔時間進行控制時要低于混凝土初凝時間，避免混凝土出現施工縫。

3.3.2 入倉和澆筑

由于流道墩墻高度過高，鋼筋會對混凝土入倉形成影響，因此工作人員在對頂層鋼筋進行布置時適當預留了洞口，從而方便了導管插入，有效規避了混凝土出現離析現象。另外由于本工程中漸變段異型曲面模板下方的兩側都有三角區域，該區域混凝土到達較難，因此在施工中決定采用粒徑較小并且高流動性的混凝土進行區域填充，同時使用細小振動棒進行振搗。

3.3.3 振搗和養護

第一層混凝土初凝之前就進行第二層混凝土澆筑，振搗時將振動棒插入混凝土層約50mm，確保兩層混凝土的接觸區域具有良好的密實度，避免出現施工冷縫問題。灌注相應混凝土后及時對混凝土表面的泌水進行排除。混凝土全部灌注完成后使用抹刀磨平混凝土，凝固前兩次收漿工作均采用人工壓抹，本次施工人工壓抹2次，從而最大程度減少混凝土表面收縮裂紋?；炷翝仓瓿珊蟮?2h內要覆蓋兩層復合土工膜，并對混凝土進行適當灑水確保表面濕潤，溫度達標。

3.4 溫度防裂措施

在針對大體積混凝土進行溫度控制過程中，本工程工作人員深刻根據工程所在地氣溫、混凝土結構尺寸和內部溫度、混凝土配合比等條件進行。本次針對大體積混凝土控溫過程中主要采用了以下幾種措施：

（1）根據混凝土結構形狀及部位的差異性對溫控指標進行分析。

（2）選擇低水化熱以及含堿量低的混凝土，同時摻入粉煤灰，以此有效降低混凝土中的水泥使用量，并且在混凝土中加入膨脹劑及防裂纖維。

（3）預埋規格為φ42.5*2.6mm的冷卻水鋼管以及測溫設備，在進行混凝土澆筑時對其內外部溫度進行監控，同時采用通水冷卻方式降溫，水溫控制在了16℃以下。在進行高溫季節施工時主要采用了制冷劑對降低水溫，本工程用了10d降溫，前2d水流量控制在50m3/d，之后逐漸減小水流量。最大程度降低混凝土溫度上升速度，緩解混凝土最高溫度出現，間隔一定時間調整冷卻水方向，另外本工程中沒有對冷卻水進行循環利用。低溫季節施工期加強了對混凝土的表面保溫工作，在流道進出口位置懸掛了擋風簾子。

4 施工技術特點

4.1 有效縮短工期

采用一次性連續澆筑極大節省了混凝土施工中對于縫面的處理時間，更避免了鋼管架和模板拆除工作，極大縮減了施工工期。

4.2 提升了混凝土外觀質量

采用一次性連續澆筑法有效避免了采用分層施工中可能會出現的錯臺現象，進而提升了混凝土外觀施工質量。

4.3 有效控制了混凝土表面烈風現象

如若采用以往常規的分層澆筑法則會導致新舊混凈土接觸區域出現應力鋒，但是如若采用一次性連續澆筑則會有效避免上述問題發生。本工程混凝土澆筑施工完成后在進行2個月的檢查未出現裂縫現象。

4.4 施工難度大

由于高大模板支撐體系結構與其他模板相比更加復雜，因此也就極大增加了施工難度，對于施工技術要求也更高。因此在實際施工中工作人員參照相關規范要求施工與計算。完成澆筑工作后強化了對支模架的檢查工作。

5 結束語

泵站流道大體積混凝土施工中具有著高技術難度和施工工藝復雜等特點，因此只有加強對不同施工環節的重視程度才能保證施工質量。希望本次研究能夠被當代學者所關注，并且在此基礎上進行不斷創新，以此豐富相關理論研究成果的同時促進我國泵站流道超大體積混凝土澆筑工程質量。