浅析倒虹吸管身混凝土施工技术.pdf

第 1 1 卷O 1 期 2 0 1 3 年 2 月 南 水北调与 水利科技 S o u t h - t o - No r t h Wa t e r T r a n s f e r s a n d Wa t e r S c i e n c e＆ Te c h n o l o g y Vo 1 ． 1 1 No ． 0 1 F e b ． 2 0 1 3 浅析倒虹吸管身混凝土施工技术 和喜凤 ， 朱亚飞 ， 邱爱信 ， 张陶陶。 ( 1 ． 南水北调中线干线工程建设管理局 河北直管建管部， 石家庄 0 5 0 0 3 5 ； 2 ． 河北省沧州市水利工程处， 河北 沧州 0 6 1 0 0 9 ； 3 ． 武警水电第一总队 第一支队， 河北 唐山， 0 6 3 0 0 0 ) 摘要： 南水北调中线一期邢台市区段工程七里河倒虹吸管身共 3 6 节管身， 全长 7 0 0 IT I ， 约 7万方混凝土， 工程量大， 施工周期短。现重点阐述了通过采用钢筋定位器及模板布等措施， 优化了管身混凝土施工技术， 对工程质量及工程 进度控制起到有利保证 ， 以而确保施工任务的圆满完成。 关键词： 南水北调； 倒虹吸； 钢筋定位器； 模板布 中图分类号： T V5 2 1 ； T V6 7 2 文献标识码： A 文章编号： 1 6 7 2 — 1 6 8 3 ( 2 0 1 3 ) 0 O 1 — 0 1 2 9 - 0 3 Th e Co n c r e t e Co n s t r u c t i o n Te c h n ol o g y o f Pi p e i n I nv e r t e d Si p ho n HE X i - f e n g ， Z HU Y a - f e i ， Q1 u Ai — x i n 0 ， Z HAN G T a o - t a o ( 1 ． C o n s t r u c t i o n a n d Ad mi n i s t r a t i o n B u r e a u o f S o u t h — t o — No r t h Wa t e r Di v e r s i o n Mi d d l e Ro u t e Pr o j e c t ， S h ij i a z h u a n g 0 5 0 0 3 5 ， C h i n a； 2 ． Ca n gz h o u c i t y， h e b e i Pr o v i n c e Wa t e r Co n s e r v a n c y En gi n e e r i n g De pa r t me n t ， Xi n gTa i 06 1 0 0 9， Ch i na ； 3 ． Th e F i r s t De t a c h me n t o fAr m e d Po l i c e Hy d r o p o we r Fi r s t Cor p s ， T a n g s h a n 0 6 3 0 0 0 ， Ch i n a ) A b s t r a c t ： Th e r e a r e 3 6 p a r t s o f p i p e o f Qi l i h e i n v e r t e d s i p h o n t u b e b o d y i n t h e Xi n g t a i c i t y s e c t i o n o f t h e 1 s t s t a g e o f t h e mi d d l e r o u t e o f t h e S o u t h - t o - No r t h Wa t e r Tr a n s f e r P r o i e c t ， a n d t h e t o t a l l e n g t h i s a b o u t 7 0 0 m， wi t h a p p r o x i ma t e l y 7 0 0 0 0 m3 c o n c r e t e ． Th e l a r g e p r o i e c t s s h o u l d b e f i n i s h e d i n a s h o r t c o ns t r u c t i o n p e r i o d ． I t f o c us e s o n t h e r e b a r l o c a t o r a n d t e mp l a t e s c l o t h a n d o t h e r me a s u r e s ， o p t i mi z a t io n o f t h e p i p e b o d y c o n— c r e t e c o n s t r u c t io n t e c h n o l o g y ， a n d t h e c o n t r o l t o e n g i n e e r i n g p l a y e d a f a v o r a b l e e n s u r e p r o j e c t q u a l i t y a n d p r o g r e s s o f t h e p r o j e c t t o e n s u r e s u e — e e s s f u l c o mp l e t i o n o f t he c o n s t r u c t i o n t a s k s ． Ke y wo r d s ： So u t h - t o - No r t h Wa t e r Tr a n s f e r ；i n v e r t e d s i p h o n；r e ba r l o c a t o r s；t e mp l a t e c l o t h 1 工程概况 南水北调中线一期邢台市区段工程七里河倒虹吸管身 段长 7 0 0 m， 管身 段起点 桩号 为 1 0 2 + 7 7 3 ， 终点 桩号 1 0 3 + 4 7 3 ， 结构为 3孑 L 一联普通钢筋混凝土结构， 单孔过水断面尺 寸( 高宽) 为 6 ． 5 m6 ． 5 m。 2 施工布置 2 ． 1 道路 布 置 修筑倒虹吸左右岸进场道路作为对外交通通道， 分别沿 一 、二期管身内侧修筑环形临时道路， 并与左右岸进场道路 连接， 修筑从拌和站、 工厂至施工工作面的辅助临时道路， 各 施工道路均采取铺筑碎石土、 再铺设石屑压实的方法进行道 路硬化 。 2 ． 2 设备布置 ( 1 ) 在倒虹吸营区北侧布置 HL S 9 0型和 HI $ 6 0型两座 混凝土拌和站， 院内停放 8辆 9 m。 的混凝土运输罐车， 能够 满足混凝土施工需要 。 ( 2 ) 在倒虹吸东侧布置一台丰满门机， 西侧布置一台 5 O t 汽车吊， 负责钢筋、 模板、 钢管等材料的吊运。 ( 3 ) 倒虹吸平管段混凝土采用 B L J B 8 0 0龙门布料机入 仓， 龙门布料机布置在基坑底部， 距管身两侧结构线 1 ． 2 n l 处布置轨道支撑龙门布料机， 边坡顶部布置输料皮带机， 龙 门布料机移动采用电动机带动沿轨道移动。倒虹吸斜管段 混凝土采用混凝土汽车泵入仓 。 2 ． 3 工厂 布 置 施工工厂包括钢筋加工厂、 模板加工厂、 材料堆放厂等。 3 施工工艺 3 ． 1 钢 筋施 工工 艺 3 ． 1 ． 1 原材 钢筋原材进场检验合格后方可使用， 要求原材平直、 无 损伤， 表面不得有裂纹、 油污、 颗粒状或片状老锈 。 收稿 日期 ： 2 0 1 2 — 0 9 — 2 8 修 回 日期 ： 2 0 1 2 — 1 2 — 1 9 作者简介 ： 和喜凤( 1 9 8 5 一 ) ， 女 ， 河北沧州人 ， 助理工程师 ， 主要从 事水利水 电工程方面研究。E - ma i l ：5 4 6 1 8 4 6 1 8 @q ％c o rn 3 采孵．1 2 9． ‰ * ％ t K | *s 自g g d 第 l 1 卷 O 1期 南水北调与水利科技 2 0 1 3年 2月 3 ． 1 ． 2 钢筋 接 头 倒虹吸管身底板、 顶板水平主筋和部分墙体竖筋采用滚扎 直螺纹接头， 底板、 顶板分布筋采用手工电弧搭接焊接头， 墙体 分布筋采用绑扎接头， 部分墙体竖筋采用电渣压力焊接头。 ( 1 ) 滚扎直螺纹施工要点。滚扎直螺纹机械连接接头采 用砂轮锯切割； 丝头采用钢筋直螺纹套丝机加工； 丝头加工 长度满足企业标准 中产品设计要求 ， 即丝头加工长度为标 准 型套筒长度 的 1 ／ 2 ， 公差应为 0 ～2 p ( P为螺距) ； 钢筋丝头满 足 6 f 级精度要求， 采用专用直螺纹量规检验， 通规能顺利旋 入并达到要求的拧入长度， 止规旋入不得超过 3 P ， 抽检数量 1 O ， 检验合格率不小于 9 5 [ 1 j 。 套丝完成后 ， 及时套上保护帽； 直螺纹钢筋接头采用管 钳扳手拧紧， 必须使钢筋丝头在套筒中央位置相互顶紧； 标 准型接头安装后的外露螺纹不宜超过 2 p ； 安装后用扭力扳 手校核扭紧扭矩 。 ( 2 ) 手工电弧搭接焊施工要点。搭接焊的接头采用钢筋 切断机切割 ， 搭接焊 焊缝 高度为被 焊接钢筋 的 0 ． 2 5 倍 ， 且不 小于 4 mm； 焊缝宽度为被焊接钢筋的0 ． 7 倍， 且不小于 1 0 mm。 搭接焊宜采用双 面焊 ， 当不能 进行双 面焊 时， 方 可采用 单面焊， I 级钢筋双面焊搭接长度不小于 4 d ， 单面焊搭接不 小于 8 d ； Ⅱ级钢筋双面焊搭接长度不小于 5 d ， 单面焊搭接 不小于 1 0 d 。搭接焊时， 焊接端钢筋要预弯， 使两钢筋的中 心线在同一条直线上。 钢筋接头焊缝表面平顺 ， 没有明显的咬边、 凹陷、 气孔、 裂缝 ， 用小锤敲击接头时 ， 能发 出清脆声 。 ( 3 ) 电渣压力焊施工要点。电渣压力焊的接头采用砂轮 机或气焊切割， 电渣压力焊采用交流焊接电源， 焊机为 B X3 — 6 3 0型 电 弧 焊 机， 焊 剂 使 用 高 锰、 高 硅、 低 氟 类 型 的 “ H J 4 3 1 A” 。经过四阶 段 的焊 接过 程 ( 引 弧 、 电 弧 、 电 渣 、 顶 压) 之后 ， 接头焊毕要适当停歇， 方可回收焊剂和卸下焊接 夹具， 敲去渣壳； 四周焊包应均匀， 凸出钢筋表面的高度应不 小 4 mm。 3 ． 1 ． 3钢 筋安装 ( 1 ) 底板钢筋的安装。①在安装底板钢筋前， 先在垫层 上画出底层分布钢筋的位置， 然后摆上定位钢筋， 用粉笔在 定位钢筋上画出分布钢筋位置， 再布置底层分布钢筋， 绑扎 底层钢筋网。②垫上砂浆垫块 ， 根据设计调整底层钢筋面高 程， 设置底板面层钢筋网架。③在面层钢筋网架上， 画出面 层分 布钢筋 的位置 ， 布上分 布钢筋 ， 绑扎 面层 钢筋 网。④ 检 查钢筋网的整体稳定性， 并进行加固。 ( 2 ) 墙体钢筋的安装。墙体竖向钢筋安装前， 先利用脚 手架每隔 5 m竖立一根立筋， 安装钢筋定位器( 钢筋定位器： 一 根钢管上按照钢筋间距点焊上一根根长 1 5 c m的钢筋头， 另一根钢管单独封堵， 形成类似梳子形状的定位器， 见图 1 ) ， 开始立竖筋， 竖筋共两排， 每排均安装钢筋定位器， 通过钢筋 定位器的梳齿间距严格有效地控制钢筋间距， 利用钢管直径 有效控制钢筋保护层厚度。竖筋安装完成后， 在竖筋上画出 水平钢筋的位置， 绑扎水平钢筋。 ( 3 ) 顶板钢筋的安装。顶板用脚手架台车搭设完成， 底 部承重模板安装完成后 ， 开始顶板钢筋的绑扎， 利用模板面 作为钢筋绑扎的操作平台。先绑扎定位钢筋， 定位钢筋用砂 0 1 3 0 工程技术 浆垫块以及架立筋支撑。钢筋绑扎时， 根据现场情况在模板 上用粉笔标出分布筋位置， 并以此作为绑扎依据。 图 1 墙体钢筋安装图 3 ． 2模板施 工 工艺 3 ． 2 ． 1 基本工艺 模板使用前先进行清洁、 校正； 钢模板之间采取“ U” 型 扣件锁扣或者螺栓连接； 底板、 墙体、 顶板模板固定采用内对 拉、 外撑的方式， 内对拉为模板之间部分采用 01 6 mm止水 对拉螺杆对拉， 杆头部位使用锥体( 可周转) ， 部分采用 O1 6 mn l 拉筋与预埋在垫层部位的钢筋焊接固定， 外撑为模板的 横竖围檩采用双排钢管 0 4 8 mm3 ． 5 m固定， 用 L型螺 栓 、 山型卡连接l 2 ] 。 3 ． 2 ． 2 顶板 台模 顶板台模模板采用组合钢模板 ， 主、 次龙骨均采用 1 0 0 mmX 5 0 mm的空腹方钢管， 平均间距 6 0 0 mm， 为提高承载 能力 和稳定性 ， 主龙 骨底下 采用 直径 O 3 6 mmX 5 0 0 mm 的 可调 U 型托撑 。 在 U托底下采用扣件式钢管脚手架， 为提高安全系数， 立杆间距采用 7 0 0 mm， 步距 1 0 0 0 mm， 每 4跨设置一道纵 横向剪刀撑。立杆的底下装 O3 6 mmX长 5 0 0 mm。 脚手架底下是移动底盘， 底盘在钢轨道上行走， 移动方 式为电动。 台模施工时， 由于压力大， 所以每个移动底盘底下各均 匀设置 6 个 1 0 t 螺旋千斤顶 ， 混凝土浇筑时， 注意不要堆积， 要及时摊开， 均匀布料。 拆模时要分块拆， 可调底座的松动要平均进行 ， 待模板 脱开混凝土面 1 O o ～1 5 0 m m后 ， 整体移动到下一个流水段。 3 ． 2 ． 3 模板布 倒虹吸管身下八字角部位在浇筑过程中， 混凝土气泡不 宜排出， 容易产生气泡等质量缺陷， 因此在下八字角模内侧 采用透水模板布( C P F ) 施工工艺， 有以下优点： 一是模板布 能够将部分拌合水和气泡排出， 有效降低表层混凝土的水胶 比和缺陷率， 减少气泡、 干缩裂缝等质量缺陷； 二是在拆模之 前混凝土提供早期保湿养护； 三是不需要采用脱模剂， 且可 重复使用。工艺流程如下。( 1 ) 表面清理： 粘贴前， 将钢模板 表面的杂物、 油污清理干净， 并除锈 、 晾干。( 2 ) 裁剪模板布： 按照模板尺寸， 裁剪模板布， 每边预留 5 c m。( 3 ) 刷涂胶水 ： 人工刷涂气雾胶黏剂于钢模板上， 要求涂匀不流淌。( 4 ) 粘 贴： 将毡状面粘贴于模板上， 从中间向四周压实， 确保张贴平 整无褶皱空腔。 3 ． 3混凝 土施 工工 艺 3 ． 3 ． 1 混凝土分层分块 管身混凝土分三层浇筑： 先浇底板， 再浇边墙， 最后浇顶 板混凝土。底板与侧墙施工分缝位置在底板八字角上部 5 0 c m， 侧墙与顶板施工分缝位置在侧墙顶板八字角以下 2 O c m， 纵向分缝按照图纸中设计分缝划分。 和喜凤等 浅析倒虹吸管身混凝土 施工技术 3 ． 3 ． 2 混凝土拌制 混凝土拌制采用拌合站集中拌制， 严格按照试验室下发 并经监理批准的配料单进行拌制。 3 ． 3 ． 3混凝土运输 混凝土水平运输采用 9 的混凝土运输罐车运输， 混 凝土垂直运输采用龙门布料机运输， 串筒入仓。 3 ． 3 ． 4混凝土浇筑 ( 1 ) 底板 、 顶板混凝土采用台阶法浇筑， 台阶宽度不小于 2 IT I ， 每层铺筑厚度不超过 3 0 c m， 八字角部位铺筑厚度不超 过 2 0 c ml 墙体混凝土采用平仓法浇筑， 每层铺筑厚度不超过 3 0 c m 。 ( 2 ) 溜简出口设橡皮筒等缓冲装置， 防止骨料分离， 下料口 距离模板或钢筋不小于 6 0 c m， 防止混凝土冲击模板或钢筋。 ( 3 ) 靠近水平方向止水浇筑时分上下两次振捣覆盖： 先 铺筑到止水下面略使止水上浮 1 0 mm左右， 止水贴紧混凝 土； 再覆盖一层混凝土完全埋没止水； 采用小型振捣器振捣。 靠近竖直方向止水带浇筑时分左右两侧对称平仓振捣， 保证 止水带边翼平整， 同时必须振捣密实与止水带结合牢固。 ( 4 ) 混凝土浇筑要先平仓后振捣 ， 采用人工平仓， 振捣采 用变频器 ? 8 0 、 9 1 0 0 硬轴以及 9 7 0 、 9 5 0型软轴振捣器。振捣 时， 振捣器不能直接碰、 触钢筋、 模板， 以防止钢筋、 模板走 样。振捣时间以粗骨料不再显著下沉， 不出现气泡、 开始泛 浆时为准， 振捣棒振捣间距不大于4 0 c m， 并插入下层混凝土 5 ～1 O c m， 振捣顺序依次进行 ， 方向一致， 以保证上下层混凝 土结合， 避免漏振或过振 3 ] 。 ( 5 ) 仓面铺设过道跳板 ， 进出仓设爬梯。 ( 6 ) 布料机溜筒设安全钢丝绳。 ( 7 ) 抹面时设 3 ～5 m靠尺， 用原浆及时抹平压光， 并及 时覆盖编织布遮阳防晒。 ( 8 ) 采用对讲机、 口哨、 指挥旗等确保拌和站、 布料机 、 仓 面 之间联 系畅通 。 ( 9 ) 底板 下八 字角 浇筑时 ， 从底 板溢 出的混凝 土人 工用 铁锹铲入八字角墙体内。 3 ． 3 ． 5 施工缝处理 施工缝要在混凝土初凝后， 采用人工凿毛， 去除表面乳 皮、 松散骨料及污染物等， 以露粗砂和小石( 外露 1 ／ 3 ) 为准， 并用高压水枪冲洗干净。缝面冲、 打毛后清洗干净 ， 保持清 洁、 湿润， 为确保新浇筑混凝土与老混凝土结合良好， 在浇筑 上一层混凝土前， 将层面松散物及积水清除干净后均匀铺设 一 层同等级砂浆。 3 ． 3 ． 6 混凝土拆模、 养护 ( 1 ) 侧模拆除必须待混凝土强度达 2 ． 5 MP a以上且拆模 时不至于损坏混凝土棱角方可进行， 拆模必须使用专用工具， 避免损坏模板及混凝土棱角， 模板拆除后， 及时组织清理模板 表面的污物， 涂刷脱模剂， 并叠放整齐， 避免模板挤压变形。 ( 2 ) 底模拆除必须等到混凝土实际强度达到混凝土设计 强度等级 的 7 5 。 ( 3 ) 混凝土养护根据天气情况， 采用花管洒水、 涂刷养护 剂等方式， 养护时间为 2 8 d 。 4 结论 七里河倒虹吸是邢台市区段最大的一个建筑物， 按照优 化后的施工工艺， 倒虹吸管身段施工工期、 质量都得到了很 好的保证。通过采用钢筋定位器控制间距， 较好的控制了钢 筋间距及钢筋保护层厚度， 提高了一次性验收通过率， 缩短 了钢筋安装施工周期； 采用可移动式的顶板台模， 降低了材 料的一次性投入， 缩短了顶板模板施工周期； 采用模板布， 有 效地控制了八字角部位 的混凝土质量缺陷， 达到了质量优 良。优化后的施工工艺为其他相类似工程的施工提供了相 应的经验参考， 为相似工程中出现质量缺陷及质量问题提供 了宝贵的经验。 参考文献： [ 1 ] D L ／ T 5 1 6 9 2 0 0 2 ， 混水工凝土钢筋施工规范[ s ] ． [ 2 ] G B 5 0 2 0 4 — 2 0 0 2 ， 混凝土结构工程施工质量验收规范[ S ] ． [ 3 ] D I ／ T 5 1 4 4 — 2 0 0 1 ， 水工混凝土施工规范[ s ] ． 王| l ．1 3 1． t ‰ t 1 l g l ∞ 榷 孵