大型三向预应力混凝土渡槽施工外观质量管控技术.pdf

65大型三向预应力混凝土渡槽施工外观质量管控技术徐全基/中国水利水电第十四工程局有限公司【摘要】渡槽定义为输送渠道水流跨越河渠、溪谷、洼地和道路的架空水槽，普遍用于灌溉输水，也用于排洪、排沙等，大型渡槽还可以通航。渡槽由进出口段、槽身、支承结构和基础等部分组成，施工方法多为钢筋混凝土现场浇筑。本文结合何家坝灌区木桥沟渡槽施工实际情况，分析总结了大跨度、高墩身、结构体型复杂、施工技术难度大、高质量要求、现场条件受限、安全问题突出、全断面一次性浇筑大型三向预应力渡槽施工中出现的质量、安全问题，掌握和提升渡槽槽身一次成型施工技术、外观质量，可为今后类似工程施工提供参考资料。可见，大型渡槽施工技术具有非常大的研究价值和推广、应用市场。【关键词】大型三向预应力混凝土渡槽施工外观质量管控技术1二工程概况向家坝灌区北总干渠一期一步工程设计灌溉面积为3488500亩（1亩6 6 6.7 m），同时补充灌区内145 个城镇（包括8 座县城）和443.6 1万农村人口的生产生活用水。渠首设计流量为98.0 m/s，根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252一2 0 17），工程等别属于I等，相应工程规模为大（1）型，属于大型灌区工程。木桥沟渡槽是其中一座输水建筑物，总长3 5 7 m，高度为48 m，设计最大流量为2 4.0 m/s，建筑物级别为一级。渡槽由进口渐变段、槽身段、出口渐变段组成，共计12 跨，跨度为2 0 m的有2 跨，跨度为3 0 m的有10 跨，其中第8 跨跨越镇溪河，按单线单槽布置。上部采用预应力开口箱形简支梁，下部采用空心板墩，基础采用钻孔灌注桩基础，进、出口渐变段上部采用钢筋混凝土箱梁，梁底支承于地基和槽台，槽身采用三向预应力矩形槽，采用15.2高强低松弛钢绞线，预应力均采用一端锚固单端后张法张拉。槽身混凝土为C50W8F100高强纤维素纤维混凝土，进、出口渐变段凝土为C30W8F100，槽墩、墩帽、墩身、槽台混凝土为C40F100，承台混凝土为C30F100，桩基采用水下C30F50混凝土。渡槽槽身段及进、出口渐变段侧墙和底板内壁均涂刷水泥基防渗涂层。现场施工采用定性钢模板、“钢管立柱十贝雷片梁十钢管满堂架”支撑系统、全断面一次性大跨度大断面高空现浇技术。2施工工艺流程根据工程特性、施工通道及有关边界条件，木桥沟渡槽槽身施工总体程序安排如下：（1）按照第4跨至第1跨、第5 跨至第12 跨槽身方向顺序施工，浇筑时下部结构同条件养护混凝土强度达至设计强度的7 5%以上（施工程序根据现场施工情况可作适当调整）。相应槽身施工排架拆除前完成槽（台）帽混凝土挡块施工。（2）进口渐变段施工在第1跨槽身及木桥沟渡槽进口闸室下部浇筑完成后开始。（3）出口渐变段施工在第12 跨槽身及杉树咀隧洞二衬浇筑完成后开始。（4）具备条件后适时进行检修通道的防护栏杆施工。（5）止水及水泥基防渗涂层在槽身浇筑完成后开始施工。单跨槽身施工程序如图1所示，3施工质量风险及控制重点分析木桥沟渡槽槽身混凝土浇筑采用定型模板、“钢管立柱十贝雷梁十满堂支撑架”组合支撑、泵车人仓、全断面不分层一次性浇筑成型的方法。浇筑后拆模现场进行质量检查，混凝土浇筑质量、外观质量基本满足要求，无严重质量缺陷，但存在色泽不一致、蜂窝、麻面66程混凝土承台、槽墩施工钢管立柱安装及钢管立柱及施工准备施工通道搭设通道检查验收跨中基础施工满堂架及贝雷梁验收贝雷梁安装双拼工6 3 工字钢安装通道搭设定制模板贝雷梁地面组装双拼工6 3 工字进场验收钢地面组装满堂架及贝雷片及配套通道验收材料进场验收波纹管、锚下钢筋安装支撑体系预压底模安装侧模安装钢筋制安钢绞线下料、穿束内模、堵头钢筋、钢绞线、波纹管、仓位验收止水预埋板安装模安装锚垫板、止水预埋板等验收张拉设备进场报验堵头模、侧模槽体混凝土浇筑及养护养护预应力张拉施工及内模拆除混凝土拌制及运输灌浆设备进场报验满堂架拆除底模拆除封锚施工孔道灌浆施工贝雷梁拆除双拼工6 3 工字钢拆除钢管立柱拆除下一跨施工图1单跨槽身施工程序等外观质量缺陷。（1）砂石骨料质量控制。所用砂石骨料均为项目部外购，由于当地砂石骨料厂较少，且厂家不太规范，可在存在较大的质量波动，影响项目施工质量和进度。（2）混凝土强度质量控制。混凝土强度不合格可能导致裂缝渗（漏）水、补强处理、返工等，影响施工进度和成本控制目标；强度过高，则增加项目成本费用。（3）钢筋安装质量控制。钢筋接头连接质量、钢筋保护层控制是重点。（4）止水安装质量控制。止水安装质量不满足要求可能造成槽身渗（漏）水。（5）预应力施工质量控制。张拉应力损失超过允许值，导致孔道压浆有空腔、封锚效果不好等，影响预应力的效果和使用寿命。（6）模板加工和安装质量。模板设计、加工和安装质量不满足要求，可能发生模板变形、体型尺寸偏差过大、漏浆严重等，造成质量缺陷或质量问题，甚至发生安全事故。综上所述，混凝土直观体现工程的外观质量，而外观质量是混凝土工程质量的一个重要组成部分，是影响单位工程优良率、合格率、得分率评定的关键因素。因此，应在施工过程中调查、分析并找到混凝土外观质量缺陷产生的原因，采取相应的预防措施。4存在问题、原因分析及解决方法木桥沟渡槽槽身混凝土施工过程中存在的问题见表1。表1混凝土施工过程中存在的问题序号存在的问题原因分析解决方案持续高温天气较多，考虑到高空作业因素，下一仓底板浇筑完成后，收面时间外部温度较高（达1收面时间紧迫浇筑时将时间提前至4：0 0，尽可能在外部温度不高的30），混凝土初凝时间提前，导致收面时间紧迫情况下进行施工作业模板底模与腹板模板位置过长，振捣棒无法振捣，导2气泡、蜂窝致C50加纤维素的混凝土在此部位存在大量气泡，甚缩短此位置底模的长度，最多留3 0 cm至出现蜂窝67大型三向预应力混凝土渡槽施工外观质量管控技术续表序号存在的问题原因分析解决方案内模支撑采用方木，没有达到刚性连接的状态，导致3内模板变形内模采用槽钢十字撑进行刚性加固局部内模板出现变形情况底板混凝土浇筑时混凝土落度控制在17 18 cm，4落度变化不大试验人员未及时跟踪调整混凝土落度腹板混凝土浇筑时混凝土落度控制在14 15 cm因高温天气，虽发放了防暑降温物品给工人，但工振捣不到位多配备3 5 人，轮换施工人（振捣工）因太阳暴晒时间久，体力出现透支情况在进行边墙混凝土浇筑时，钢筋间距太密，泵管管口在进行边墙混凝土浇筑时，每隔2 3 m距离割开边6骨料分离对准边墙顶部钢筋时，混凝土粗骨料无法同时进入到仓墙顶部钢筋，以便混凝土人仓内，出现骨料分离顶部拉杆与边墙位置设置的竹条板通道在混凝土浇筑混凝土养护在槽身混凝土浇筑完并抹面完成后，拆除顶部竹条7完成后未拆除，未能完全覆盖，拉杆与边墙衔接位置混不到位板通道，棉被完全覆盖后洒水进行养护凝土养护不到位在槽身内提前埋设温度计，混凝土浇筑完成后，实槽身混凝土浇完覆盖棉被洒水养护后，实测混凝土表混凝土内外温差测混凝土内外温度，控制内外温差，不大于2 2 就不8面温度达42，但未在内部埋设温度计，无法测出混不能控制会产生温度裂缝。若内外温差大于2 5，大概率会产凝土内部温度，不能很好地控制混凝土内外温差生温度裂缝质量保证体系及预防措施5.1质量保证体系遵守“百年大计，质量第一”的质量方针，努力打造匠心工程、精品工程。建立以项目经理、总工程师、质量安全部、质检员及班组质量员组成的分级管理网络，成立首跨槽身浇筑领导小组，保证对质量工作的组织领导、技术指导和检查落实；技术负责人组织各专业技术人员，按照技术规范要求加强教育、培训，作业人员做好技术交底；对违反操作规程，影响工程质量的当事人予以处罚，工程质量优良的给予奖励，各质检主管人员有职有权保证其贯彻实施；每一道施工工序落实交接班制度；施工验收严格执行“三检制”制度，保证实体质量满足技术规范和验收标准要求，确保按规范要求做好各个工序的验收工作，确保施工安全、质量、进度，实现工程项目合同完美交付，努力打造成百年工程、精品工程。5.2首跨槽身浇筑领导小组成立首跨槽身浇筑领导小组，小组成员由公司专家、事业部专业技术指导、项目常务副经理、总工程师、生产副经理、质量副经理、安全总监、各部室负责人及协作队负责人组成。槽身“首件”施工人员见表2。5.3“首件”施工准备会木桥沟渡槽第四跨（2 5 m）作为槽身混凝土施工的“首件”，2 0 2 2 年7 月3 日浇筑完成，并于当日组织召开表2槽身“首件”施工人员序号名称数量/人序号名称数量/人1现场管理人员38司索工22技术人员2罐车放料人员23钢筋工1010驾驶员164焊工611混凝土工85模板工612抹面工56塔吊操作工113电工17汽车吊操作工114护模人员2了“首件”施工准备会，本着从实际考虑的原则，结合施工情况，总结经验教训，为后续槽身施工给予较好的指导。“首件”施工准备会由工程部组织项目部各个部门、施工队的负责人、班组长及参与槽身首件工程施工的全部人员开展首跨槽身混凝土浇筑专题讨论会，对施工人员、材料、设备及道路情况进行安排分析及交底，从混凝土的浇筑速度、浇筑顺序、浇筑时间、养护情况、混凝土拌制时间等方面进行了讨论并确定，并组织人员全部进行“清单化”检查。5.4确定混凝土拌制、运输及浇筑时间运输线路为：板桥镇邓泥路0 43 乡道杉树咀隧洞进场道路木桥沟渡槽场内道路工作面。拌和楼1号站第一车于5：16 开始拌制混凝土，5：3 0出厂，6：2 8 到达施工现场，于6：3 6 开始浇筑，6：44浇筑完成，接着第二车开始浇筑；2 号站第一车于早上5：3 8 开始拌制混凝土，5：5 0 出厂，6：40 到达施工现场，于6：45 开始浇筑，6：5 3 浇筑完成，接着第二车68混凝土工程开始浇筑。5.5混凝土入仓槽身混凝土采用汽车泵泵送入仓，浇筑时，汽车泵布置于3 号槽墩和4号槽墩旁边的场地。5.6混凝土浇筑及振捣槽身混凝土按先底板后边墙及顶拱的顺序，从跨中向两端分层浇筑。浇筑时每层下料厚度不大于40 cm，整个仓面均匀上升，防止模板发生偏移。混凝土振捣采用插人式振捣器，每仓分层连续浇筑，下层混凝土初凝或能重塑前浇筑完成上层混凝土。为保证底板不立模部分的浇筑质量，沿纵向至少在两侧及中间各设置一根$2 5 钢筋找平轨道，用定型方钢人工找平抹面，在混凝土初凝前拆除$2 5 钢筋找平轨道并用混凝土回填修补平整。槽身边墙浇筑到一定高度，底板混凝土不具流动性后，适时拆除两侧底板，人工二次找平抹面，消除底板气泡、蜂窝等质量缺陷。张拉槽、止水槽、挡块等小体积混凝土采用人工振捣密实。5.7实时监测成果槽身混凝土浇筑过程中，安排专人对支撑架体进行了实时监测，跨中最大度为15 mm，小于预压时跨中挠度的2 2 mm，稳定性满足要求。5.8混凝土养护混凝土浇筑完毕后及时对不立模面混凝土进行保温保湿养护，其他部位拆模后立即进行养护，采用覆盖保温棉被洒水保温保湿的方法进行养护，养护时间不少于14d。5.9质量通病预防措施混凝土施工的质量通病有麻面、蜂窝、气泡和离析现象，在施工中严格控制好工序和工艺质量，预防混凝土质量通病，是施工过程控制的主要内容。（1）麻面预防措施。模板表面粗糙，粘有水泥砂浆等杂物，须进行清理，保证模板表面光洁平整，钢模接缝严密不漏浆，脱模剂均匀涂刷，混凝土振捣密实，控制好拆模时间。（2）蜂窝预防措施。控制好混凝土配合比，计量准确，防止石子过多。保证搅拌时间，搅拌均匀，混凝土拌合物和易性好，采用合适的下料数量、下料高度和方法，以防混凝土离析。严格控制分层、分段的浇筑时间，及时振捣，协调下料，防止漏振和过捣。模板孔隙堵严，支模牢固，防止跑模和严重漏浆或烂根，形成蜂窝。（3）气泡预防措施。混凝土使用级配连续、颗粒合理的骨料，拌料及下料均匀。振捣时防止漏振并均匀振捣密实，充分、均匀振捣，振捣棒快插慢拔，将混凝土中气泡排出，防止一部分气泡停留在模板表面。控制分层浇筑厚度和混凝土的落度也是减少气泡的有效办法。（4）离析预防措施。防止过振出现离析，配合比确定，含砂率准确合理，模板接缝加设密封条，防止漏浆，防止混凝土在人模前离析。保证混凝土落度符合配比要求，骨料级配连续，混凝土搅拌均匀，下料均匀，与振捣协调一致。5.10质量缺陷处理在混凝土浇筑后检查发现麻面、气泡质量缺陷，根据现场实际情况，制订了缺陷处理方法，并按照施工进度及时处理，保证了混凝土外观质量。（1）麻面缺陷处理。主要包括以下两种情况：1）深度小于5 mm的麻面，主要采用打磨的方式进行处理。麻面磨除深度不小于麻面深度，磨平后先清洗干净打磨后的表面，然后涂抹一道水泥浆液，表面用水泥浆抹平；打磨后，若留有砂线，应将其内污垢清除，然后涂抹一道水泥浆液，表面用水泥浆抹平。对于局部打磨后形成的小坑，可将坑内清理干净后涂抹一道水泥浆，用预缩砂浆修补平整。2）深度不小于5 mm的麻面，先标定范围，然后凿成四边形或多边形等规则面，麻面凿除深度应达到最凹处，周边至坚实混凝土基面深度不小于5 mm，并清洗干净打磨后的表面，涂抹一道水泥浆，用预缩砂浆修补平整。（2）气泡缺陷处理。气泡处理与否视其缺陷深度和直径大小确定。直径小于5 mm的气泡，原则上可不作处理，为保证混凝土表面平顺，对表面进行必要的打磨处理后，采用劈灰刀用水泥浆刮平。直径大于5 mm的气泡，将气泡空腔内的污垢和乳皮用高压水或风清除干净，喷灯烤干后，用水泥浆修补。气泡密集区以满补为宜，散区可点补，满补时，不得在混凝土表面留下刮痕。6经验总结（1）在成立的领导小组中，必须明确一名现场总指挥，便于施工过程中对工作进行全盘把控，建立完善的质量管理、保证措施体系。（2）作为槽身施工的“首件”，必须从“存在的问题、解决的方法、总结的固化”角度进行总结，并在后续的施工中克服问题，固化经验。（3）加强施工过程中数据的收集，通过收集数据，分析数据，从数据上对投入的人员、设备加以完善，优化现场施工方式方法。69大型三向预应力混凝土渡槽施工外观质量管控技术（4）变形量的监测。监测数据反映，15 mm的变形量处于预压得出的弹性变形量2 2 mm范围内，但是后续施工监测还须全程跟上，确保施工安全。参考文献1张恩典，毛春梅，谷文博，等。基于网格化管理的大型灌区工程建设安全管理模式构建J人民黄河，2 0 2 2，44（11)：12 2-12 6.2周列武，王江勇麦芽塔三向预应力圆板结构设计与施工J山西建筑，2 0 2 1，47（18）：6 0-62,126.3单良玉水利工程质量缺陷成因与补救措施研究J 水利技术监督，2 0 2 2（2)：4-6，2 3.4于天南京市建宁西路隧道工程钻孔灌注桩首件工程施工总结 J科技创新与应用，2 0 2 2，12（14）：115-118.5谢宝珍安全文明施工费清单化计价探索与实践J 工程造价管理，2 0 2 2（6)：6 5 7 0.