豎井灌流泵站流道的施工

秦孟楠

上海市水利工程集團(tuán)有限公司 上海 201612

泵站是城鎮(zhèn)引水、排澇的重要水工構(gòu)筑物，作為泵站的組成部分，流道的施工一直是水利工程施工中的重、難點(diǎn)[1]。流道的施工質(zhì)量直接影響了后續(xù)泵站運(yùn)行的效果，因此，對流道施工質(zhì)量的控制具有重要意義[2-6]。

1 工程概況

南新涇泵閘工程泵站采用3臺單機(jī)13.3 m3/s豎井貫流泵，主泵房順?biāo)鞣较蜷L38 m，垂直水流方向?qū)?4 m，底板采用整體結(jié)構(gòu)，底板底部絕對高程為－5.30 m，頂部絕對高程為－3.50 m，其中集水井位置底部絕對高程－8.50 m。進(jìn)水流道、出水流道平面如圖1、圖2所示。

圖1 進(jìn)水流道平面示意

圖2 出水流道平面示意

2 模板體系

2.1 模板簡介

本工程進(jìn)出水流道層模板采用鋼模板＋木模板形式，具體如圖3、圖4所示（其中藍(lán)色直線為木模板，剩余弧線段為鋼模板）。

圖3 進(jìn)水流道層模板

圖4 出水流道層模板

2.2 鋼模板施工

1）鋼模板尺寸復(fù)核：鋼模板加工由專業(yè)生產(chǎn)廠家進(jìn)行，運(yùn)抵現(xiàn)場后，對進(jìn)場鋼模板尺寸進(jìn)行復(fù)核，復(fù)核重點(diǎn)為流道線型圖各個(gè)斷面尺寸。復(fù)核完成后，進(jìn)行現(xiàn)場安裝。

2）鋼模板拼接：流道層底部預(yù)埋有定位鋼筋，鋼模板固定在定位筋上，以確保模板高程準(zhǔn)確。鋼模板塊與塊之間采用小塊鋼板點(diǎn)焊進(jìn)行臨時(shí)固定。鋼模板水平位置調(diào)整到位后采用直徑16 mm的斜拉鋼筋固定于周邊已澆筑完成的混凝土面，確保模板安裝完成后，在混凝土澆筑過程中不會發(fā)生位移。

3）鋼模板支撐：鋼模板支撐體系包括豎向支撐及水平對撐，主要確保混凝土澆筑過程中及澆筑完成后模板不會因混凝土壓力而造成變形或位移，影響流道線形。鋼模板水平向、豎向支撐采用圓鋼管、槽鋼進(jìn)行支撐，木模板豎向采用鋼管滿堂撐，水平向采用方木作為主楞，鋼管作為次楞進(jìn)行固定，而后用水平鋼管抵住兩側(cè)流道壁，形成對撐。其中滿堂腳手架立桿縱向間距0.5 m，橫向間距0.5 m，水平桿步距1.6 m。

4）鋼模板接縫及表面處理：鋼模板拼裝完成后，首先用電動(dòng)毛刷對模板表面銹蝕部分進(jìn)行清理，清理完成后涂刷1層模板漆，以確保拆模后混凝土外觀質(zhì)量。同時(shí)，考慮到鋼模板塊與塊之間可能存在細(xì)小漏縫及錯(cuò)臺，采用原子灰對錯(cuò)臺及漏縫位置進(jìn)行修補(bǔ)，確保混凝土外觀質(zhì)量。

2.3 木模板施工

流道壁等迎水面的模板采用厚18 mm竹膠板，模板使用前清除表面雜物，模板拼縫安裝時(shí)，減少小塊模板的使用，同時(shí)模板拼縫位置避開通氣孔、檢修人孔、預(yù)埋管線出口等位置。模板與模板之間緊密貼合，設(shè)置止?jié){條。模板拼裝完成后在表面涂刷模板漆，以確保混凝土外觀質(zhì)量。

3 混凝土澆筑

3.1 澆筑方案優(yōu)化

南新涇泵閘工程進(jìn)出水流道分2次澆筑，深槽位置設(shè)置后澆帶。

針對進(jìn)水流道澆筑：首先在平面上將進(jìn)水流道劃分為4個(gè)澆筑區(qū)域，4個(gè)區(qū)域之間因流道鋼模板存在，互不連通，且無接觸面，具體如圖5所示。

圖5 進(jìn)水流道澆筑平面示意

其中1#泵車負(fù)責(zé)先后澆筑東側(cè)①、③、②號區(qū)域，即由東側(cè)向西側(cè)澆筑，其中①與③對稱澆筑，避免高差過大引起模板位移；2#泵車負(fù)責(zé)澆筑⑦、⑤、⑥號區(qū)域，即由西側(cè)向東側(cè)澆筑，其中⑤與⑦對稱澆筑，避免高差過大引起模板位移；①—③、⑤—⑦號區(qū)域澆筑完成后，1#泵車與2#泵車一起澆筑④號區(qū)域。每個(gè)區(qū)域在豎向采取分層澆筑，分層厚度為500 mm。

針對出水流道澆筑，澆筑流程如圖6所示，具體如下：

圖6 出水流道澆筑示意

1）1#泵車負(fù)責(zé)對稱澆筑①、②號區(qū)域流道墩墻和隔墻，分層厚度50 cm，澆筑至－0.5 m高程后，澆筑1#和2#流道厚400 mm豎井壁至－0.5 m標(biāo)高。

2）2#泵車負(fù)責(zé)對稱澆筑③、④號區(qū)域流道墩墻和隔墻，分層厚度50 cm，澆筑至－0.5 m高程后，澆筑2#和3#流道厚400 mm豎井壁至－0.5 m標(biāo)高。

3）1#泵車與2#泵車一起澆筑－0.5 m以上流道頂板。

3.2 澆筑質(zhì)量把控

1）混凝土澆筑前清理殘留垃圾，并及時(shí)抽排澆筑范圍內(nèi)積水。流道鋼模板兩側(cè)對稱澆筑，以避免兩側(cè)混凝土高差引起鋼模板位移。澆筑過程中派專人檢查模板情況，發(fā)現(xiàn)模板變形應(yīng)當(dāng)及時(shí)處理。澆筑放料時(shí)泵管嚴(yán)禁正對預(yù)埋管線、冷卻水管，避免管線偏位及破損。混凝土澆筑前在泵車出料口增加軟管，軟管伸到鋼筋內(nèi)部，降低澆筑高度，防止?jié)仓^程中混凝土離析或散落，影響混凝土澆筑質(zhì)量。

2）流道鋼模板與已澆筑完成的底板倒角位置，混凝土振搗難度大。因此，混凝土澆筑前采用砂漿坐漿，此外，在底板澆筑時(shí)，在底板倒角位置預(yù)埋有4 cm×9 cm的方木，方木拆除后形成溝槽（圖7藍(lán)色區(qū)域），增加倒角位置厚度，便于混凝土振搗密實(shí)。

圖7 流道倒角振搗示意

3）混凝土振搗是本工程澆筑質(zhì)量控制的重點(diǎn)和難點(diǎn)。要求振搗器移動(dòng)間距為400 mm左右，流淌部分及時(shí)跟蹤振搗，避免冷縫。振搗混凝土使用高頻振搗器，振搗器的插點(diǎn)間距為1.5倍振搗器的作用半徑，防止漏振。斜面推進(jìn)時(shí)振搗器在坡腳與坡頂處插振。

振搗混凝土?xí)r，振動(dòng)器采取快插慢拔式振搗方法，根據(jù)澆筑層厚度準(zhǔn)備控制插入深度，插入下層混凝土10 cm左右，每點(diǎn)振動(dòng)時(shí)間15～20 s，以混凝土表面泛漿，并且表面不再顯著下沉為準(zhǔn)，不可超振。對于靠近流道鋼模板倒角等不易振搗的位置，應(yīng)加大振搗頻率，確保振搗到位。

4 防裂措施

混凝土防裂對于混凝土的質(zhì)量至關(guān)重要，南新涇泵閘工程通過設(shè)計(jì)配合比、設(shè)置后澆帶、設(shè)置冷凝水管以及加強(qiáng)混凝土澆筑后的養(yǎng)護(hù)等措施，防止混凝土裂縫的出現(xiàn)。

4.1 設(shè)計(jì)配合比

本工程流道施工采用的預(yù)拌混凝土由上海伍鐵混凝土有限公司供應(yīng)的C30混凝土。根據(jù)計(jì)算，設(shè)計(jì)的質(zhì)量配合比如下：水∶水泥∶砂∶碎石∶增韌劑∶外加劑∶粉煤灰＝0.530 0∶1.000 0∶2.690 0∶3.420 0∶0.002 6∶0.014 1∶0.180 0，水膠比為0.453。

4.2 混凝土溫控措施

為了降低混凝土內(nèi)部溫度，本工程采用循環(huán)冷卻水降低混凝土水化熱，以縮小混凝土內(nèi)外溫差，降低裂縫出現(xiàn)的可能性。

本工程冷卻水管采用直徑50 mm的不銹鋼管，間距1.2 m，每個(gè)流道分別設(shè)置二進(jìn)二出共計(jì)2套冷卻水系統(tǒng)，對稱布置。為確保冷卻效果，本工程增加了循環(huán)水制冷裝置，保證進(jìn)入混凝土內(nèi)部的水溫在5 ℃左右。當(dāng)內(nèi)外溫差小于25 K時(shí)，方可停止供水。

4.3 設(shè)置后澆帶

本工程為減少流道混凝土的單次澆筑長度，減少單次澆筑體積，降低由于混凝土膨脹收縮造成的裂縫，在泵房集水廊道位置設(shè)置后澆帶，寬度1 m。

4.4 混凝土養(yǎng)護(hù)

1）考慮到12月份進(jìn)入冬季施工階段，最低氣溫接近0 ℃，混凝土澆筑完成后，及時(shí)使用塑料薄膜、土工織物、草墊進(jìn)行覆蓋。

2）考慮到鋼模板散熱較快，在流道進(jìn)出口采用模板封口，避免混凝土表面溫度過低。

5 結(jié)語

上海南新涇泵閘工程豎井灌流泵流道施工過程中，對于異形流道的復(fù)雜模板，通過對模板的設(shè)計(jì)、施工和支撐體系的把控，同時(shí)，通過澆筑方案的優(yōu)化和現(xiàn)場控制，確保了模板體系的穩(wěn)固，保證了流道的澆筑質(zhì)量。對于防裂措施，通過設(shè)計(jì)混凝土配合比、采用冷凝水管、設(shè)置后澆帶以及加強(qiáng)混凝土澆筑后的養(yǎng)護(hù)等措施，防止混凝土產(chǎn)生裂縫。

截至目前，進(jìn)出水流道均已拆模，外觀質(zhì)量良好，為同類型異形流道的施工提供了成功的借鑒經(jīng)驗(yàn)。