陰起盛

（晉中市水利建筑工程總公司 山西晉中030600）

1 工程概況

陽城羊泉潛流灌區(qū)位于陽城縣正西北蘆葦河上游丘陵山區(qū)，設(shè)計灌溉面積667hm2，續(xù)建工程途經(jīng)六個村莊，分有壓和無壓管輸水，有倒虹吸工程，隧洞及溝埋管工程，工程設(shè)計最大引水流量0.2m3/s，總計長6.086km，其中倒虹吸工程12座，總計長2.66km；其余采用2.0m長的無壓混凝土管輸水。

倒虹吸工程設(shè)計為有壓混凝土管引水，采用由河南洛陽富興水泥制品廠生產(chǎn)的φ600mm預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管，其設(shè)計抗?jié)B壓力0.6MPa，抗裂壓力1.16MPa，管每節(jié)長5.0m，接頭為承插式，承口端內(nèi)徑770mm，接口采用O型橡膠圈止水。倒虹鎮(zhèn)墩處采用φ600mm鋼彎管（δ=6mm）連接，并且外包C15混凝土（最小包厚50cm），鎮(zhèn)墩寬2.0m，六面采用φ8mm規(guī)格30cm×30cm的方格網(wǎng)鋼筋制安，鎮(zhèn)墩底鋪設(shè)10cm厚的碎石砂墊層。倒虹吸工程進(jìn)出口設(shè)C20鋼筋混凝土水池，倒虹吸底部設(shè)排空閥門和檢修孔，相關(guān)部位設(shè)有取排水裝置。

工程所經(jīng)地段的地質(zhì)地基主要大部分為第四系周口店期淺紅色黏性土，其上部局部地段殘留有定期黃土，黏土的結(jié)構(gòu)較為緊密，但柱狀節(jié)理比較發(fā)育。

2 倒虹吸工程施工工藝

2.1 施工測量

根據(jù)技術(shù)交底交樁及技設(shè)圖紙設(shè)計情況，在監(jiān)理的配合下，進(jìn)行細(xì)致系統(tǒng)的工前測量放線，精確地確定了相關(guān)建筑物諸如進(jìn)、出水池和鎮(zhèn)墩及分段管路的相關(guān)位置。

2.2 基槽施工

由于倒虹吸工程地處山川溝壑，大型土石方施工機(jī)械很難派上用場，故只能用人工進(jìn)行施工開挖，有部分段為風(fēng)化石和沙礫地基的開挖采用弱藥松動爆破或風(fēng)鎬開挖，嚴(yán)禁擾動地基的完整性?？紤]工程的整體結(jié)構(gòu)受力，倒虹吸工程基礎(chǔ)應(yīng)避免填方，最好為挖方基礎(chǔ)，在原地基基礎(chǔ)上進(jìn)行再夯實，確保土基礎(chǔ)的夯實系數(shù)大于等于0.95，管槽的基坑坡度符合設(shè)計要求，并且平整順直。

2.3 管道運輸安裝

2.3.1 預(yù)應(yīng)力混凝土管運輸安裝

采用重型運管車將訂購合格的預(yù)應(yīng)力混凝土管道根據(jù)工程需管數(shù)量運卸到各座倒虹吸工程附近，然后采用拖拉機(jī)式的鋼管三角架運管車配以人工運到倒虹的安管處。根據(jù)倒虹上下游的長度及安裝管道數(shù)量，將混凝土預(yù)應(yīng)力管采用人工配置鋼管三腳架擬用兩點兜身吊的形式吊入倒虹吸的基槽，不得采用穿管心法吊卸，應(yīng)小心勿使管受到碰撞和損壞，再用自制鋼絲繩絞磨機(jī)將混凝土管兜身牽移基本就位，然后采用經(jīng)緯儀測量進(jìn)行管道安裝軸線的精確定位。首根管道的安裝定位時采用人工與三腳架兜身吊起管，使其軸線順管槽設(shè)計底坡線平行并臨時固定，再將橡膠O型圈套入依次待安管插頭端，采用環(huán)鏈?zhǔn)职夂J將待插管牽引平行慢移插入首安管的承接口端，然后依次順序工法由最低處向高處進(jìn)行預(yù)應(yīng)力管的安裝。要求所安的管道必須順直與設(shè)計軸線坡比相符，其中所有的承接口端逆坡向上，這樣有利于預(yù)應(yīng)力管運行時受力下移插口緊密不致脫落漏水。預(yù)應(yīng)力管道伸入鎮(zhèn)墩混凝土的部分應(yīng)安設(shè)計留足搭接長度。所安裝的橡膠O型圈入槽應(yīng)順直壓實，不得有松動、扭曲、翻轉(zhuǎn)和斷裂的現(xiàn)象。所安的混凝土預(yù)應(yīng)力管的管底必須貼臥于堅實的底基上，不得空虛或墊石塊。

對于倒虹吸管線外露的陡坡土基段，沿管線15～20m位置修筑砌石截水墻，預(yù)防倒虹吸運行期間雨水沖毀陡坡管基，影響工程的運行。對于需經(jīng)過泄洪的主河槽的倒虹吸段，為預(yù)防汛期洪水沖毀及徑流掏刷管基，采取了用漿砌石砌筑加護(hù)混凝土管的措施。

2.3.2 鋼彎管制安

根據(jù)設(shè)計加工圖及實際彎管長度采用規(guī)格為1000mm×2000mm且δ=6mm的太鋼產(chǎn)的鋼板，用規(guī)格為20mm×2000mm的人工滾筒式卷板機(jī)進(jìn)行鋼桶制作，采用電焊機(jī)進(jìn)行接縫破口法焊合。

鋼管的運輸視其重量及長度、彎曲度采用機(jī)械車輛或人工運輸即妥。

安裝時根據(jù)實際情況采用三腳架吊裝或人工直接安裝，要求鋼彎管插入混凝土管深度不少于10cm，并且該接縫處增設(shè)接口材料膨脹水泥止水，填塞接縫有效深度不小于8cm，應(yīng)分層填實，表面平整嚴(yán)密，濕養(yǎng)護(hù)1～2d。

2.4 混凝土鎮(zhèn)墩的施工

混凝土鎮(zhèn)墩依據(jù)設(shè)計是在倒虹吸管線突變處設(shè)置，根據(jù)實際鋼彎管的長度確定混凝土鎮(zhèn)墩的長度，其寬度定為2.0m。由于工程的地處山川溝壑的客觀特性，管坡及管線拐彎角度均有可能出現(xiàn)不同程度的調(diào)整變化，而混凝土鎮(zhèn)墩的位置及長度形狀也可能隨之變化。

2.4.1 鎮(zhèn)墩的鋼筋制安及支模

鎮(zhèn)墩內(nèi)的鋼筋為φ8mm30cm×30cm方格網(wǎng)的溫度筋和鋼管的環(huán)向加固筋。根據(jù)鎮(zhèn)墩的實際尺寸進(jìn)行加工，先將盤條鋼筋調(diào)直，然后裁接制作歸類，現(xiàn)場綁扎安裝，確保鋼筋5cm的保護(hù)層厚度。需將墩頂?shù)匿摻罹W(wǎng)片預(yù)留混凝土澆筑入倉口。鎮(zhèn)墩支模時依據(jù)設(shè)計規(guī)格尺寸采用鋼模與木模相結(jié)合穩(wěn)固支設(shè)，另需將鎮(zhèn)墩上下游兩端的支模嚴(yán)密且不漏漿，確保鎮(zhèn)墩與混凝土預(yù)應(yīng)力管的搭接部分有效長度不小于50cm。

2.4.2 鎮(zhèn)墩混凝土的攪拌和運輸

鎮(zhèn)墩C15混凝土的原材料為當(dāng)?shù)睾细竦?2.5級的礦渣水泥，當(dāng)?shù)禺a(chǎn)的5～20mm、20～40mm和40～80mm三級配碎石，董封產(chǎn)水洗粗砂。在管線途經(jīng)的交通、水電便利的地方設(shè)置混凝土攪拌站，采用350L滾筒式攪拌機(jī)，人工配合進(jìn)行攪拌?；炷吝\輸時采用1t三輪自卸車運輸，人工予以配合。應(yīng)注意嚴(yán)格掌握混凝土的配合比，尤其是混凝土的水灰比，另外要對三輪機(jī)動車車槽進(jìn)行防漏漿處理，行車要穩(wěn)當(dāng)，避免使混凝土離析失水。

2.4.3 、鎮(zhèn)墩澆注

混凝土入倉前關(guān)鍵檢查倉內(nèi)鋼彎管與混凝土管接頭處的止水處理不得有裂縫或松動現(xiàn)象，支模堵頭必須嚴(yán)密，溫度筋綁扎合乎規(guī)范，搭接的混凝土管進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)鑿毛處理等?；炷琳駬v采用15kW柴油發(fā)電機(jī)供電，插入式振搗棒振搗。鎮(zhèn)墩混凝土入倉時注意要從墩頂鋼筋網(wǎng)片預(yù)留口進(jìn)料，避免混凝土受鋼筋阻隔骨料和砂漿分離，混凝土澆注時應(yīng)由低處向高處，先管肚底后管兩側(cè)。入倉混凝土嚴(yán)格掌握分層厚度，每層30～40cm為宜，澆注至管底時，為確保管底的密實，需分段進(jìn)行管底澆注，每段60～100cm為宜。通常情況下不允許將混凝土從鋼管單側(cè)進(jìn)料平倉振搗，實際需要時要掌握混凝土的澆注毗鄰高度，防止鋼彎管受混凝土澆筑側(cè)向壓力擠壓導(dǎo)致接頭變形，接口處止水材料裂縫或接頭脫落。個別鎮(zhèn)墩混凝土無法直接入倉時可將運到的混凝土傾倒于有防溢流的鐵皮上（即鐵皮四周用鋼模圍卡止漏設(shè)防），將混凝土進(jìn)行入倉前的二次攪拌，必要時添加相同水灰比的水泥素漿，確?；炷恋暮鸵仔圆⑷菀兹雮}，采用鐵鍬扣按的方式將混凝土人工入倉。有些鎮(zhèn)墩地處深溝或陡坡，則采用負(fù)壓式溜槽入倉。

2.4.4 混凝土鎮(zhèn)墩的養(yǎng)護(hù)

混凝土鎮(zhèn)墩澆注后12h及時安排專人進(jìn)行至少14d的灑水養(yǎng)護(hù)，視鎮(zhèn)墩所處的養(yǎng)護(hù)條件也可以用塑料薄膜進(jìn)行圍遮養(yǎng)護(hù)，或者采用濕潤的土砂進(jìn)行至少30cm的覆蓋養(yǎng)護(hù)，確保混凝土鎮(zhèn)墩的表面濕潤。

2.5 倒虹吸的土方回填

以配合倒虹吸試壓水的情況分次進(jìn)行土方回填，首次填土至混凝土預(yù)應(yīng)力管的管身過半，壓水試驗正常不滲漏時再一次填土完畢?；靥钔?xí)r應(yīng)從混凝土管兩側(cè)平行分層20～30cm回填，要注意回填土除掉亂石，打夯機(jī)打夯，確?；靥钔粮扇葜夭恍∮?.6g/cm3，遇耕作層區(qū)的埋管保護(hù)層需在0.6～1.0m之間。

3 倒虹吸工程管道的主要質(zhì)量檢驗

倒虹吸工程所用的預(yù)應(yīng)力混凝土管屬業(yè)主混凝土預(yù)應(yīng)力管成品供貨，在出場前即進(jìn)行了產(chǎn)品的質(zhì)量合格檢驗。在每批管進(jìn)場時，根據(jù)管材的單管編號的廠家質(zhì)量文件與現(xiàn)場監(jiān)理及業(yè)主代表進(jìn)行驗收，從管道外觀檢查是否有裂紋、接口掉塊現(xiàn)象，混凝土管身蜂窩麻面面積是否超出規(guī)范規(guī)定的范圍。所附帶的橡皮O型圈外觀是否表面光潔、質(zhì)地緊密、順直規(guī)整、無脫皮掉塊等現(xiàn)象，不得有空隙氣泡和油漆，不得堆放在陽光下暴曬，以確保該中間產(chǎn)品的質(zhì)量。鋼彎管要求購置的原材料按規(guī)定批量檢驗合格，鋼管的焊縫質(zhì)量除要符合常規(guī)規(guī)范要求外，按規(guī)范規(guī)定進(jìn)行充水打壓，要達(dá)到由工作壓力（保持10min）升至試驗壓力（保持5min）再降至工作壓力（保持30min）而其焊縫處不滲水和無異常現(xiàn)象的合格標(biāo)準(zhǔn)。

在每座倒虹吸的主體工程結(jié)束后即可安排充水排氣，在充滿水48 h后即進(jìn)行水壓試驗，此步驟為檢驗工程質(zhì)量最終合格的關(guān)鍵所在。進(jìn)行閉水檢測時，按照規(guī)范要求分段試壓長度不宜超過1000m，本工程12座倒虹吸試壓長度符合規(guī)定，擬采用工作壓力0.6mPa，試驗壓力0.9mPa，壓水時間保持30min，允許滲水量不超過依據(jù)公式q=0.14D0.5計算所得的值（式中：q—每千米長的管道總允許滲水量，L/min；D—管道內(nèi)徑，mm）。試壓期間安排專人分段沿倒虹管線進(jìn)行關(guān)鍵部位的觀察，重點檢查每節(jié)倒虹吸管的承插處和倒虹吸管與鎮(zhèn)墩的連接處以及混凝土鎮(zhèn)墩的底部四周等部位是否有滲漏水現(xiàn)象，檢查觀測長距離倒虹吸管的接頭是否有明顯的脫移和土基上的管道下沉位移現(xiàn)象，如有滲漏水處或管道脫落位移下沉明顯的現(xiàn)象要進(jìn)行標(biāo)志記錄并及時分析原因完善處理，直至達(dá)到質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)為止。

通過壓水試驗，1#和2#倒虹吸管的滲水量超標(biāo)，就其原因是該兩座倒虹吸的個別鎮(zhèn)墩存在滲水現(xiàn)象，個別管接頭也有滲水現(xiàn)象。經(jīng)分析系這兩座倒虹吸的個別管基發(fā)生不均勻沉降，O型橡膠止水圈受力擠壓不均所致；鎮(zhèn)墩內(nèi)鋼彎管與混凝土管接頭發(fā)生壓力滲水，經(jīng)振搗不密實的混凝土發(fā)生繞滲。后經(jīng)對滲水管道地基進(jìn)行打夯壓實，對接頭O型橡膠止水圈進(jìn)行更換標(biāo)準(zhǔn)安裝，混凝土鎮(zhèn)墩進(jìn)行鉆孔注漿，解決了相應(yīng)的滲水超標(biāo)的質(zhì)量隱患。

4 結(jié)束語

通過精心地組織施工，結(jié)合工程實際，科學(xué)合理地優(yōu)化倒虹吸工程的施工方法和工藝，為確保工程安全、質(zhì)量方面取得了令人滿意的效果，為工程的良好運行奠定了堅實的基礎(chǔ)。