渠道倒虹吸混凝土施工设计

【摘要】倒虹吸施工是水利工程中的重要部分，在倒虹吸工程中混凝土浇筑有很大的工程量。混凝土的浇筑施工的好坏与否，对于如何确保施工质量，如何减小或杜绝渠道渗漏的发生，保证渠道安全，有着极为重要影响。所以，要进行科学合理的施工组织和施工优化设计，施工过程中要提高施工技术，加强施工监督与控制，确保水利工程的质量。

【关键词】渠道；倒虹吸；混凝土；施工设计

1、工程概况

某渠道工程，设计渠道与高速公路交叉建筑物为三孔一联箱形钢筋砼结构倒虹吸。

2、施工工艺

依据设计伸缩缝分缝，每节管身长度14m。经过方案比选，管身砼分两期施工，即底板为一期浇筑块，侧墙和顶板为二期浇筑块施工。一期砼采用定型钢模板，二期采用液压钢模台车进行施工。砼均采用移动门架式布料机入仓。

3、施工程序

测量放线→垫层砼浇筑→底板钢筋安装→底板模板安装及砼浇筑→侧墙、顶板钢筋安装→侧墙、顶板台车就位及砼浇筑。

4、施工方法

4.1 移动门架式布料机就位

地基处理结束后，根据建筑物中线布设布料机的轨道并进行门机架组装。移动门架式布料机两支腿间距31m，其宽度可满足倒虹吸结构尺寸、外模的安拆、模板的支撑及施工架的安设空间。在门架水平横梁上安装80cm宽输送皮带，有效利用宽度40—50cm，运转速度0.8m/s，输料长度10—15m。扣除行走移动等各种时耗，按照2/3有效时间计算，布料强度可达70m3/h以上。根据不同浇筑部位，在水平皮带两侧设置多个卸料口，由卸料口把砼送入缓降串筒，再由串筒把砼拌合物卸至需浇筑的位置，能够充分满足砼入仓速度要求。布料机平行于总干渠轴线位移，可满足不同部位的砼浇筑要求。

4.2 垫层砼浇筑

基础面验收合格后，进行垫层砼浇筑，垫层砼由砼拌和站集中拌和，8m3砼罐车运输，砼罐车直接溜放料入仓，人工平仓，平面板振动器振捣。垫层砼浇筑完毕并达到3天龄期后，进行钢筋、模板、预埋件、止水等安装。

4.3 钢筋制安

钢筋在加工厂统一制作，制作完成后运输至现场进行安装，钢筋制安严格按照规范要求进行。由于钢筋型号较多，在安装过程中要严格依据图纸进行过程检查控制，安装完成后按照验收程序验收合格后方可进入下一工序施工。

4.4 止水带、填缝材料施工

倒虹吸管身伸缩缝设两道环形止水，迎水侧的橡胶止水宽度为350mm，厚度不小于10mm，带两道遇水膨胀线的中心变形型橡胶止水。外侧设置厚度不小于1.2mm，宽度为490mm的环形紫铜片止水。

（1）橡胶止水的固定：采用Φ6钢筋制作“∪”型止水带架，并按照1.5m的间距焊接在合适的架立筋上面。然后将止水带卡在其中。可解决其固定和上浮的问题。

（2）铜止水的固定：铜止水下部（或另一侧）端头模板安装好以后，将其固定在模板上面，再安装上部（或另一侧）端头模板夹在中间即可。

止水安装时，特别注意钢筋遇止水须绕开或弯折，严禁破坏止水带。所有止水连结点制作时，必须保证焊接、粘合严密完整，埋设牢靠，保证不透水。止水带周围的砼应振捣密实，以确保砼与止水带紧密结合，避免周围形成空穴。

4.5 填缝材料施工

倒虹吸管身段管节间施工缝宽20mm，迎水侧采用30mm厚双组份聚硫密封胶封堵，缝间全部采用密度为120±5kg/m3的闭孔泡沫塑料板充填，接缝面两侧砼与闭孔泡沫塑料板挤紧。

砼拆模后，伸缩缝迎水侧采用密封胶填充处理，施工时清除伸缩缝迎水面2.0×3.0cm槽内污物、灰尘，保证被粘表面干燥、平整，然后涂双组份聚硫密封胶，涂胶时应防止气泡混入，保证缝内填平压实。

4.6 模板施工

（1）管身段一期底板砼浇筑，模板设计采用大块定型钢摸，分为外侧模板和下部拐角模板两种类型，外侧模单块尺寸为1500*2200mm，单块重量305kg。下部拐角模板单块尺寸为1500*900mm，单块重量189kg，两侧设计10*80法兰连接。大块模板采用人工配合移动门架式布料机安装和拆除。

（2）二期浇筑中墙、边墙和顶板。均采用液压钢模台车进行施工。台车车架设计总长15.2m，分为两节，单节长7.6m，两节连节板采用螺拴连结，以方便模板拆装作业。

4.7 管身段砼浇筑

管身段砼浇筑均采用移动门架式布料机输送砼，布料机沿布置于基坑内的轨道移动至合适位置，尽量缩短与浇筑仓面的距离，出料口设置缓降漏斗，以降低砼拌合物自由下落高度。布料机上搭设雨棚，防止砼水分散失。砼浇筑采用台阶法和平铺法施工。

插入式振捣棒配合附着式平板振捣器振捣，砼浇筑完成后及时覆盖并洒水养护。

砼小时拌制和浇筑强度的验算

（1）最大的单仓浇筑工程量

一期底板浇筑方量655.3m3。二期墙、顶板浇筑方量975.8m3。

（2）验算拌制和入仓的浇筑强度参数

①最大浇筑仓面积：25.6×14.368=367.8（m2）

②铺料厚度按0.4m每层浇筑一个循环方量为：374×0.4=150（m2）

③两台拌合站同时拌制小时供料能力：理论120m3/h，实际60m3/h

④按平铺法铺料完成一层铺料循环时间：150m3÷60m3/h=2.5（h）

（3）浇筑允许间歇时间（P0水泥）：环境温度在10℃时为4.0小时，在20℃时为3.0小时，按允许间歇时间3.0小时和铺料循环时间2.5小时比较：3.0小时≧2.5小时×1.2（系数）。可满足入仓要求。

5、倒虹吸管身砼质量控制

砼浇筑时，由下而上，对称下料，保持砼浇筑平衡连续进行。砼下料倾落自由高度不宜过大；每层浇筑层厚为30cm；在砼浇筑过程中，观察模板、支架、钢筋、预埋件的情况，若发现有变形、移位时，及时采取措施进行处理；底板和顶板砼采用插入式及平板振捣器振捣；侧墙采用软轴插入式振捣器振捣。振捣时以砼不再显著下沉，不出现气泡，并开始泛浆为准，避免过振、漏振和欠振。振捣器距模板的垂直距离不小于振捣有效半径的1/2。每层浇筑厚度不大于振捣器有效半径的1/2，且每层浇筑厚度不大于40cm。为保证侧墙、顶板砼施工质量，尽量减少砼面气泡，采用二次复振的方法，即在砼正常振捣30min后再进行一次振捣，以排除砼的气泡，保证砼表面光洁度。

结语

该工程倒虹吸管身段采用液压钢模台车和门架式布料机施工方案，实现了模板安装和砼入仓的自动化、机械化，减少了人员及设备投入，改善了施工人员作业条件，提高了施工安全系数，较组合钢模板施工，液压钢模台车整体自动化运行，台车和布料机施工效率高，且浇筑的砼面光滑平整，外观质量及实体质量均得到保障。

参考文献：

[1]马述江。南沙河倒虹吸结构预应力混凝土技术和设计方法研究[J]。水利规划与设计，2014（12）：13-16.

[2]韦亚琳。南水北调中线沙窝沟河道倒虹吸水力设计及模型试验研究[J]。水利规划与设计，2014（12）：27-30.