河口大闸高性能砼管道间一次性浇筑成型施工

摘要：曹娥江大闸管道间工程采用一次性整体成型浇筑管道间砼的方法，成功实现了在外观质量、工期、成本、防裂、防腐等方面的突破，河口建闸史上箱型结构施工技术的一个新的实践。

关键词：高性能砼；一次性浇筑；支撑；防裂

曹娥江大闸枢纽位于浙江省绍兴市，钱塘江下游右岸主要支流曹娥江江口，是国内第一大闸，列入国家重大水利基础设施项目。其中管道间工程，中孔跨径22米，边孔跨径23米，底宽6.6米（上口宽8.0米），高4.5米，箱内断面为5.4米×3.5米，底板、侧墙、顶板厚度均为50cm。其施工采用一次性整体成型浇筑管道间砼的方法，成功实现了在外观质量、工期、成本、防裂、防腐等方面的突破，成为河口建闸史上箱型结构施工技术的一个新的亮点。

一 、工艺原理

1.1 模板支撑系统

1.1.1 管道间底模支撑系统

钢模底部支承采用φ168钢管（壁厚4.5mm）钢管立柱，高度7.190m。钢管顶纵向铺设

[25b@500，槽钢顶横向铺设[10@500槽钢。钢管每间隔3m采用60×5角钢斜撑。

1.1.2 管道间顶模支撑系统

管道间顶模支架采用Φ48×3.50脚手架钢管搭设，底板砼以下支架采用Φ25钢筋。顶模底部铺设100×100方木，间距25cm。脚手架高度为3.4m，搭设具体尺寸为：立杆的横距 b= 0.50 m，立杆的纵距 = 1.00m，立杆的步距 h= 1.50 m。

1.1.3顶模钢管支架底部支撑

采用一次性浇筑成型方法，悬空脚手架底部支撑钢支架考虑砼浇筑完毕后留在底板中。支架底部采用同强度等级砼连接作为底座，以防钢筋直接与模板面接触，达到防腐标准。支架上口于底部采用Φ16钢筋焊接固定，使其成为两端固定型立杆。

1.2砼入仓及振捣原理

管道间内顶模采用定型小钢模板，先预留0.8m×0.8m的孔洞，间距5m。底板砼从预留孔中通过溜筒入仓，待底板混凝土浇筑完毕后，封闭洞口。预留孔位置模板外楞与其余部位独立，并具有安装简单的的功能。

二、 施工工艺流程及操作要点

2.1 施工工艺流程

脚手架搭设安装钢管立柱系统铺设底模系统的槽钢模板制作安装

钢筋制作安装清理、冲仓、验收砼浇筑养护。

2.2 操作要点

2.2.1 安装钢管立柱系统

钢管安装时要严格按照设计间排距布置，在初步调整垂直后，钢管之间用角钢联接。

钢管可按一端固定、一端铰支受压考虑。根据钢管承载能力计算钢管数量和布置形式。

长细比计算

式中 λ-钢管的长细比值；

L-钢管的计算高度；

i -钢管回转半径。

2.2.2铺设底模系统的槽钢

槽钢抗弯强度验算按以下公式计算

式中 -弯曲应力计算值（N/mm2）；

M-最大弯矩（N.mm）；

W-截面模量；

-钢管抗弯强度设计值（为205N/mm2）。

底部[25b槽钢安放时，要根据支撑杆中心轴线布置，并保证立面垂直，槽钢排之间用连接杆件固定。上部[10槽钢保持与底部槽钢垂直方向布置，间距严格按照50cm控制。槽钢排间用连接杆件固定。

2.2.3模板制作安装

1 模板制作

1） 定型钢模板

2） 模板工程采用的材料及制作、安装等工序的成品必须进行质量检查，合格后，才能进行下一工序的施工。

3） 模板刚度控制：砼表面平整度“

2 模板安装

1） 总体要求

① 按设计图纸测量放样，并通过模板顶部摆放的小棱镜架，用全站仪用检查校正。

② 模板安装过程中，安装足够的临时固定设施，以防倾覆。

③拉条：采用Φ16拉杆，拉杆采用 “H型拉杆”。利用“H型拉杆”，一可方便拆模，二可以利用其中的锥形螺帽作模板内支承，卸除H形螺帽后还可以形成矩则的孔洞，不用凿除砼就可以直接进行拉条孔修补。

2.2.5 砼浇筑施工

1 砼坍落度控制

经过我们多次试验，对于高性能混凝土来说，60mm的坍落度是工程外观质量与混凝土工作度最佳的结合点，若低于60mm，混凝土工作度与混凝土的施工强度均得不到保证，混凝土表面的气泡因粘聚性过大也不能排除，若大于60mm，混凝土极易产生分离和过振，也会在混凝土侧面产生大量的水气泡，同时也在混凝土表面产生大量浮浆，导致混凝土表面产生龟裂。

2 砼分层

单个管道间最大面积为153m2，按层厚30cm计算，每层混凝土方量为46m3 左右，砼入仓速度为16～20m3/小时，每层浇筑时间基本在3小时，满足本工程管道间高性能混凝土初凝时间4～5小时要求。采用薄层满仓平铺法施工，确保同一层混凝土基本保持水平，可以提高外观质量。

3 砼浇筑

1） 砼采用溜筒下料，控制其自由下落高度不超过1m，以避免溅起的水泥浆污染模板和骨料发生离析现象。

2） 砼采用φ70插入式振捣器振捣，并采用二次振捣工艺，第一次振捣完毕，在铺第二次料前先将混凝土再振捣一遍，这样可以更有效地排除混凝土气泡，减少混凝土的塑性裂缝的产生。

4 砼的养护

砼终凝后，立即覆盖一层塑料膜，再加盖土工布保温层；炎热天气砼表面先覆盖草袋，并加强洒水养护，使砼在浇筑完毕10天内有足够的养护水份。

三、 质量控制措施

3.1 模板的质量控制

定型模板安装前，首先要进行底部砼面找平，这是管道间模板安装施工中至关重要的一个工序，找平高程允许偏差必须控制在0～+5mm内。大型模板每拼装一层就必须进行平面和垂直度校正。

3.2 管道间砼的质量控制

3.2.1从原材料上把关，砼拌制时，原则上选择同一批黄砂、同一批号的水泥、矿渣和粉煤灰，以确保砼表面色泽一致，减少色差。

3.2.2 严格控制水灰比，砼配合比必须经验收后方可拌和。

3.2.3 采取挂溜筒的砼入仓措施，限制砼下料入仓高度不超过1m，以免砼飞溅至模板表面时间过长硬化引起麻面。同时每班派人对模板表面进行检查，及时清理飞溅砂浆。

3.2.4 合理布点，确保下料均匀，及时振捣，不得漏振、过振。

3.2.5 砼采用二次振捣，增加密实性，排除砼表面气泡。

3.2.6 拆除模板时，砼必须达到规定强度，拆模时必须小心仔细，不得损伤表面及棱角。

3.2.7对于预留洞孔的表面修补，派专人进行。修补后做到与砼表面颜色基本一致，表面光滑，不收缩开裂，达到美观的效果。

3.2.8指定专职施工人员专门从事砼浇筑层次和顺序的安排，严格控制铺筑层的厚度和仓内平仓及振捣的质量。

3.2.9 加强现场砼养护，保证砼表面湿润。

四、结语

河口大闸高性能砼管道间一次性浇筑成型的施工工法具有施工工期短、周转材料转移快、机械设备利用率高、砼成型美观，并且在实施过程中有效解决了高性能砼的一些色差、防裂等难题，是值得推广的一种施工工艺。

参考文献：

[1] 冯乃谦.高性能 昆凝土结构[M].北京：机械工业出版，2004.

[2] 中华人民共和国国家经济贸易委员会，DL/T 5144―2001水工混凝

土施工规范[s].北京：中国电力出版社，2002.