新型遮彈層施工方法的應用

1 工程概況

某項目油庫區規劃建設多座埋地式儲油罐，儲油罐設置在外圍防護層內，防護層由鋼筋混凝土保護層、砂層以及最外層厚度為 2.6 m 遮彈層（bulletproof layer，ZDC）組成。其中 ZDC 做法主要分為水平向 ZDC、豎向 ZDC 及穹頂 ZDC。油庫防護工程示意如圖1 所示。

圖1 油庫防護工程示意圖

水平向 ZDC 為油罐裙邊、通道以及罐體上方的防護，做法為 0.4 m C100 自密實高性能混凝土+2.2 m 厚的花崗巖毛石堆砌，內部其余空隙用 C100 自密實高性能混凝土澆筑。

豎向 ZDC 用來連接不同標高段的水平向 ZDC，做法為 2.6 m 厚的花崗巖毛石堆砌，內部其余空隙用 C100 自密實高性能混凝土澆筑。

穹頂 ZDC 為罐室穹頂正上方的防護，做法為 0.4 m厚膜袋混凝土+2.2 m 厚的花崗巖毛石堆砌，內部其余空隙用 C100 自密實高性能混凝土澆筑。

此次施工的 ZDC 有別于傳統的鋼筋混凝土防護設計方案，采用的是高強高性能自密實混凝土結合花崗巖堆石的設計方案。該設計方案在防護效力、經濟性均優于傳統鋼筋混凝土遮彈層。但是 ZDC 施工時不能使用傳統鋼筋混凝土施工方案，模板支設、材料搬運等均存在較多困難。此外，項目地質復雜、施工周期較緊，均給本次施工帶來了極大的難度與挑戰。

為了解決 ZDC 施工中遇到的一些實際困難，確保現場作業施工可以順利進行，施工團隊通過試驗以及項目實際施工情況，決定在施工時采用 HDPE 膜+土袋圍堰結合膜袋混凝土的施工方法，如圖2 所示。最終有效解決了 ZDC 施工中存在的問題。

圖2 ZDC 示意圖

2 ZDC 模板施工

2.1 模板施工方法

ZDC 側模板采用 HDPE 膜+土袋圍堰的形式布置，土袋圍堰搭設于 ZDC 施工范圍外邊線，搭設的高度根據現場情況控制在 3 m 以內，上口寬至少保證 1 m，下底寬至少保證 2.4 m。HDPE 膜鋪設于土袋圍堰邊，上翻至土袋圍堰上口 500 mm，下翻至土袋圍堰下底 500 mm。土袋中宜裝填不滲水的現場土方，裝土量宜控制在土袋容量的 1/2～2/3 之間，袋口應縫合。圍堰迎土面的坡比為 1∶0.5～1∶1。圍堰中心空隙部分可填筑場地土。在土袋堆、碼放的時候，上下層的土袋應做到相互錯開縫隙，盡量堆碼密實、穩定。堆碼前，必須對堆放土袋場地進行清理工作，如圖3 所示。

圖3 HDPE膜+土袋圍堰施工示意圖

2.2 HDPE膜＋土袋圍堰模板施工流程

測量、定位、彈線 → 平鋪 HDPE 膜，使 HDPE 膜下翻≥0.5 m →堆碼底層一、二層土袋 → 人工修坡調整 → 土袋空隙及下腳口回填場地土密實 → 堆碼底層三、四層土袋 →……→堆碼頂層土袋→土袋圍堰人工修坡調整→復核頂層標高→土袋空隙回填場地土→HDPE 膜上翻，上翻至圍堰上口≥0.5 m 位置。

2.3 模板控制要求以及標準

（1）滿足 ZDC 各部分形狀尺寸和相互位置的準確，且模板應滿足構造簡單，便于石塊堆放及混凝土的澆筑、養護等要求。

（2）安裝位置、標高、限位要絕對準確，模板的接縫要嚴密，用雙面進行拼縫，不應漏漿。并且土袋圍堰下的場地土封口要嚴密、牢固、嚴禁漏漿，以防“爛腳”。

（3）土袋圍堰從一側開始堆碼，先放前 2 層，人工堆放調整，再放第 2 排，依次逐排堆碼。頂層土袋鋪完后，用水準儀測量模板標高，使用場地土進行標高校正。

（4）土袋圍堰及 HDPE 膜必須具有足夠的強度、剛度和穩定性；模板系統的設計要合理，施工過程的控制要嚴格，防止混凝土施工時出現鼓出及“爆模”。施工時模板就位要準確，保證 ZDC 斷面尺寸正確。

3 ZDC 混凝土施工

3.1 堆石混凝土施工方法與要求

（1）現場測量確認好堆石混凝土結構施工尺寸后，在結構周圍堆設土袋圍堰，一次堆設圍堰高度≤2 m。圍堰堆設完畢后，開始敷設在圍堰內側敷設 HDPE 膜，同時保證膜體上翻圍堰 0.5 m 以上。上述施工內容完成后，對HDPE膜+土袋圍堰進行檢查驗收，確保 HDPE 膜的完整性。堆石優先挑選粒徑為 400～600 mm 石塊，將其堆入已經驗收完成的 HDPE 膜+土袋圍堰模板內，形成堆石體，一次堆設高度≤2 m。堆石堆設完成后，進行 C1OO 高強度自密實混凝土澆筑施工，待混凝土初步凝結之后進行覆膜養護，如圖4 所示。

圖4 堆石施工示意圖

（2）在進行花崗巖堆放前，需對基層進行清理，將基層上的虛渣清除干凈。堆放花崗巖時要結合現場實際情況安排人工對堆石情況進行調整。堆放花崗巖時要控制堆放縫隙的大小，不應產生過大孔隙。同時堆放花崗巖塊石時要嚴格控制好塊石粒徑，避免因過多碎石渣堵塞孔隙，從而影響自密實混凝土流動。

（3）為保證堆石混凝土的質量，選用的堆石料應保證清潔，不得含有泥塊和其他類型的軟石塊。堆石料在運輸至施工現場前應在料場進行沖洗。到達施工現場后避免周轉，宜采用自卸車運輸的方式直接入倉，現場施工條件不滿足或者存在較大困難可采用挖機、抓斗挖機等其他方式入倉，但使用該類設備時應保證避免對成品堆石料產生損傷。堆石料入倉時，可具有一定的隨機性。位于模板附近的石塊粒徑應選用粒徑較小的石塊，為避免堆石料尖銳部分對 HDPE 膜造成損壞，堆放完成的最終狀態宜上部堆石與模板之間有≥10 cm 的空隙作為確保整個完成面的厚度。

（4）在豎向 ZDC 分段澆筑過程中，為保證上下段 ZDC 施工處的有效搭接，前一段混凝土不應澆筑至與模板齊平，應澆筑至頂部塊石下 5～20 cm。

（5）C100 高強度自密實混凝土澆筑入模時，應避免擾動已完成澆筑的混凝土，澆筑方法宜采用后退法。混凝土澆筑前應結合澆筑面實際情況設計澆筑路線并且需對堆石表面進行簡單平整以便施工人員行走。澆筑時，應選擇合適的澆筑順序，保證各個澆筑點之間連續性，不宜超過 2 m。在HDPE 膜附近澆筑及穹頂 ZDC 澆筑時，可放慢澆筑速度、減小混凝土入倉落差。

3.2 膜袋混凝土施工方法與要求

（1）膜袋混凝土施工質量對整個 ZDC 模板質量具有重要影響。在膜袋正式充填前將所有膜袋呈濕潤狀態又不可產生積水。填充膜袋時，先泵送一次水泥砂漿，以潤滑管道，然后立即進行混凝土充填的工作。充填混凝土時的順序應由下而上，依次并且連續地進行，每個膜袋充填的間隔時間≤30 min。膜袋混凝土充填過程中，鋪布人員應特別注意膜袋袋體之間的銜接工作，下層膜袋應在上層膜袋充填完成前鋪設完畢。相鄰膜袋之間的連接控制宜預先縫合好。

（2）膜袋充填時，操作人員之間應配合得當。前一只膜袋充填完成前另一只膜袋的灌口應準備完成。當前只膜袋充填完成后，操作人員和下個灌口操作人員應互相配合，緩慢將軟管從前一只膜袋灌口拔出，換至另一只膜袋的灌口填充。軟管拔出后應快速將膜袋混凝土灌口扎緊以防混凝土溢出。膜袋混凝土施工時不得一次性將膜袋填充飽滿，在灌注混凝土接近飽滿時，應暫停 5～10 min，待膜袋中的水分析出后，再灌注混凝土至飽滿。

（3）為保證填充膜袋的速度且保證前后快速銜接，在鋪設下一個膜袋時，必須用細繩將每個膜袋的灌注口扎牢扎緊，并且做好醒目標識，以減少施工人員尋找灌注口的時間。開始填充膜袋混凝土前應仔細檢查混凝土泵是否存在問題，灌注時必須保證混凝土泵運行的可靠性。混凝土泵一旦產生堵管現象時，應及時處理，避免因混凝土泵堵塞造成膜袋填充不飽滿。

3.3 鋼筋混凝土墊層施工方法與要求

（1）為保證泵送管內清潔，避免雜物混入，在正式泵送商品混凝土前，應先使用清水從管道中泵出，以達到濕潤和清潔管道的作用。然后再放入純水泥漿或 1∶1～1∶2 水泥砂漿進行泵送。完成上述內容后方可開始泵送商品混凝土。

（2）在進行混凝土泵送過程中，為避免吸入空氣造成泵送管道堵塞，泵送時需要注意控制料斗里面的混凝土厚度，不宜降低到 200 mm 以下。若當發生堵塞時，應立即將泵反轉運行把混凝土退回料斗口內，待除去空氣后再進行混凝土泵送。泵送混凝土入模時，不得對著一個點成堆澆筑。常用混凝土澆筑順序有分層澆筑法和側堆澆筑法 2 種。現場應結合施工情況選擇合適澆筑方式，宜優先選擇分層澆筑的方式。混凝土澆筑時應由操作人員將端部軟管均勻進行移動，做到各個區域布料均勻；同時控制每層混凝土澆筑的厚度，使每層的厚度控制在 20～30 cm。

（3）在混凝土分層澆筑時，操作人員應根據現場情況及時用插入式振動器進行混凝土振搗工作。振搗時應當進行分層，并且振搗的時間不宜過長，避免造成混凝土離析現象。在進行混凝土泵送時，場地內根據施工經驗每臺泵車宜配備 3～4 臺振動器，其中 1～2 臺備用，根據現場情況進行調整。當混凝土坍落度不同時，振搗次數以及遍數也應不同。坍落度＞15 cm 時，僅需振搗 1 次即可；當坍落度＜15 cm 時，應適度增加振搗次數，至少振搗 2 次以上。振搗方式以機械振搗為主，人工搗固為輔，搗固時間控制在 15～30 s 為宜。振搗時應注意避免碰撞鋼筋，避免對鋼筋造成損壞。

4 結 語

此次 ZDC 施工方法，具有大大減少模板消耗量、提升施工效率等優點，同時也解決了拱形堆石結構施工不便的問題。通過此次 ZDC 的施工，可以得到以下經驗。

（1）對于此類采用堆石混凝土的新型遮彈層，結合實際施工情況，考慮使用 HDPE 膜+土袋圍堰組成新型模板體系，代替傳統模板體系將更有優勢。

（2）采用 HDPE 膜+土袋圍堰組成新型模板體系時，應注意 HDPE 膜的搭接以及土袋填筑的密實度。

（3）對于采用此類堆石防護結構，當結構存在拱形時，應優先考慮使用膜袋混凝土作為堆石支承結構。

通過本次 ZDC 的施工，對此類型防護結構的施工方法有了新的創新以及經驗，可以為今后同樣的防護工程施工提供極具價值的施工經驗。