浅议透水模板布在沙河渡槽工程中的应用

摘要：混凝土的外观质量是混凝土质量的直观体现，针对沙河渡槽预制施工中渡槽内壁的混凝土外观质量问题，结合施工实践，在渡槽预制施工中内模贴透水模板布施工技术。

关键词： U型渡槽 ；透水模板布； 外观质量； 施工技术

Abstract: The appearance quality is the visual expression of the concrete. In view of the concrete appearance quality problems of the inner wall of sandy river aqueduct prefabricated construction, combining with the construction practice, this paper expounds the the construction technology of pasting permeable templates fabric on the inner wall in the aqueduct prefabricated construction.

Key words: U-type aqueduct; the permeable template fabric; appearance quality; construction technology

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

一：工程概况

南水北调中线沙河渡槽，建筑物主体全长9050米，由沙河梁式渡槽、沙河-大浪河箱基渡槽、大浪河梁式渡槽、大浪河-鲁山坡箱基渡槽和鲁山坡落地槽五部分组成。其中沙河梁式渡槽长1666米（包括进出口渐变段），双线4槽,槽身为预应力钢筋混凝土U形槽结构，单槽直径8米，U形段跨径30米，共47跨。沙河渡槽的设计和施工中多项技术在国内外处于领先水平：一是渡槽规模大，综合流量、跨度、重量、总长度等指标，沙河渡槽排名世界第一；二是架设重量大，单槽重达1200吨，为国内最重的架设预制渡槽；三是架设难度大，槽身为U型结构，最大高度达9.6米，远大于一般桥梁的箱梁高度，且因槽身为薄壁结构，架设时采用“槽上运槽”方法，架设难度极大；四是结构复杂，槽身为大跨度薄壁双向预应力结构，空间结构受力复杂。沙河渡槽是南水北调中线规模最大、技术难度最复杂的控制性工程之一。沙河梁式渡槽槽身采用U形双向预应力结构，现场预制架槽机架设施工方法，据分析资料显示，沙河渡槽综合指标排名世界第一，将填补国内外水利行业大流量渡槽设计及施工的技术空白。工程建成后，对加快南水北调中线干渠的全线通水，缓解京津及华北平原城市缺水状况，具有重要意义，并将成为目前世界上规模最大的渡槽工程。

二：预制质量控制的难点

沙河渡槽体型图

沙河梁式渡槽为双线、横向并排4槽，上部槽身为U形双向预应力混凝土简支结构，单跨跨度30m，U槽过水断面直径8m，最小壁厚35cm，局部加厚至90cm，槽高8.3m～9.2m，槽宽9.2m。如此大断面槽身采用地面预制，规模化施工，一次浇筑成型。沙河段梁式渡槽作为世界之最，举世关注，难度高、工期紧。

沙河渡槽设计体型为U型薄壁渡槽，内模的下圆弧模板半径较大（r=4m），内模模板设计为整体结构，渡槽中间设计开口（宽80cm），渡槽混凝土的布料、浇筑、振捣成为很大的难点。若从腹板顶部下料高度太高、内部钢筋以及预应力波纹管较密，很容易造成骨料分离，渡槽混凝土内表面会产生大量的骨料集中、漏振、蜂窝、气泡等诸多质量问题，满足不了质量要求。利用在外模设计浇筑窗口进行振捣，但实际操作起来十分困难，不能保证槽体过水面的浇筑质量。为了达到浇注质量的要求，工程前期做了大量的混凝土配比以及混凝土浇筑实验，寻找最优的布料、浇注、振捣工艺和表面大量气泡的解决措施，在进行第一次在模板里做1:1仿真混凝土浇筑实验（实验块宽3m、高4m)，在达到强度拆除模板发现混凝土骨料严重分离、无法振捣密实、大量的水泡、气泡，没有达到混凝土质量要求。在内模上面设计了3排窗口（400*400mm），共计120个窗口，增加了5排附着式振动器。通过第二次的试验得出开窗口能解决混凝土下料、振捣的问题。内模反弧段的混凝土表面仍然存在大量的气泡、水泡。严重影响混凝土外观质量，为了彻底解决表面气泡问题，进行了大量的小型仿真试浇试验，共计20组。最终通过调整混凝土配合比以及采取内圆弧模板贴透气模板布能解决气泡问题，实验结果表明模板表面贴透气模板布能有效的解决混凝土表面的气泡，透水模板布的表面具有良好的渗水、透气功能，使混凝土表面质量问题得到解。在以后的施工中内模板采用贴模板布的施工方式，每榀渡槽内模贴模板布大约为260m2，通过具体施工得出模板布能较好地解决“U”型渡槽反弧段气泡、水泡问题，提高了渡槽过水面的质量问题。

三：使用透水模板布的优点

沙河预制渡槽是作为国家重点输水工程，在这种“U”型薄壁结构体型下，要做到渡槽混凝土的强度、密实性和外观质量都符合质量要求，挑战很大。作为过水建筑物，混凝土的质量要求较高，为了能有效的改善槽身混凝土表面气泡、水泡等质量通病，通过前期大量的实验最终确定使用透水模板布内衬于内模表面。内模模板表面是光洁、封闭的，在反弧段混凝土浇筑过程中产生的气泡吸附在钢模板表面，无法正常排除。而透水模板布的表面具有良好的渗水、透气功能， 用于渡槽反弧段混凝土恰恰可以避免混凝土气泡、水泡等质量缺陷，模板布可以将混凝土振捣产生的气泡、水泡通过自身渗透来解决，提高了混凝土表面质量，提高了槽身混凝土的强度和耐久性，也改善了渡槽过水面的外观质量。

渡槽模板与贴透水模板布后浇筑完的混凝土表面对比(见表l、图2)

表1使用不同模板混凝土表面情况比较

序号 名称 钢模板 使用模板布

1 强度 内部强度远大于外部强度 表面强度略小于内部强度，提高了混凝土的表面强度

2 外观质量 气泡较多，有较大的水泡等而且不易排除，局部有砂线等混凝土外观通病 无明显的气泡、麻面产生，颜色较为均匀

图2传统钢模板和使用透水模板布后混凝土外观比较

模板布使用前后对比 内模贴模板布施工

四：模板布的工作原理

混凝土透水模板布是一种应用于建筑工程的新型建筑材料，它不仅能消除混凝土表面的气泡、砂线、砂斑

等混凝土质量通病，从而使混凝土形成致密表面，提高混凝土表观质量；而且能进一步提高混凝土性能，改善混凝土耐久性（防止碳化、减少氯离子渗透），提高混凝土耐磨性、抗冻性、和表面抗拉强度。混凝土透水模板布的结构分为表层、中间层、黏附层。混凝土透水模板布的工作原理：浇注混凝土后，在混凝土内部压力、混凝土透水模板布的毛细作用及震捣棒等共同作用下，混凝土中的气泡以及部分游离的水分由混凝土内部向表面迁移，并可通过混凝土透水模板布中间层排出，并产生以下效果：