豆云霞

(中國(guó)水利水電第十一工程局有限公司, 河南 鄭州 450000)

?

南水北調(diào)東線泗陽(yáng)泵站混凝土施工技術(shù)

豆云霞

(中國(guó)水利水電第十一工程局有限公司, 河南 鄭州 450000)

在南水北調(diào)東線泗陽(yáng)泵站工程建設(shè)中，通過(guò)優(yōu)化混凝土施工方案，較好地解決了混凝土澆筑、質(zhì)量控制等方面的問(wèn)題，促進(jìn)了工程進(jìn)度。本文對(duì)該項(xiàng)目中混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用作了詳細(xì)介紹。

泗陽(yáng)泵站； 混凝土工程； 施工技術(shù)

1 工程概況

泗陽(yáng)泵站是南水北調(diào)東線一期工程江蘇省第4座梯級(jí)提水泵站，為大型泵站，年運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)機(jī)組的綜合社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益、運(yùn)行安全穩(wěn)定性要求很高。泗陽(yáng)泵站設(shè)計(jì)調(diào)水流量為164m3/s，共裝機(jī)6套。其中混凝土工程量約4萬(wàn)m3。

2 施工總體規(guī)劃

2.1 主體工程施工順序

工程主要施工內(nèi)容包括泵站站身及其上部結(jié)構(gòu)、上下游翼墻、上下游護(hù)坦、上下游引河護(hù)坡、下游清污機(jī)橋、廠房、控制樓及道路、室外地坪、室外電纜溝、室外排水溝等。工程總體施工順序見(jiàn)圖1。

圖1 施工順序

2.2 混凝土運(yùn)輸、入倉(cāng)

混凝土水平運(yùn)輸：在使用混凝土泵進(jìn)行澆筑時(shí)，由混凝土攪拌運(yùn)輸車(chē)運(yùn)送混凝土；采用布料機(jī)、塔機(jī)澆筑時(shí)采用自卸汽車(chē)運(yùn)料。

混凝土入倉(cāng)：泵站底板及流道混凝土以履帶式布料機(jī)入倉(cāng)為主、塔機(jī)輔助；廠房上部結(jié)構(gòu)、安裝間、副廠房混凝土入倉(cāng)采用泵送、結(jié)合塔機(jī)吊臥罐的方法；上下游引河護(hù)坡、上下游連接段翼墻采用混凝土泵進(jìn)行澆筑。

2.3 鋼筋、模板、埋件安裝

在進(jìn)水一側(cè)布置一臺(tái)C7050建筑塔機(jī)進(jìn)行鋼筋、模板、埋件的吊裝，人工配合安裝(見(jiàn)圖2)。

圖2 異型模板加工

2.4 模板

流道混凝土采用噴塑木模，墻體、梁、板、柱采用竹膠模板，橋墩采用定型鋼模板(見(jiàn)圖3)。

圖3 流道模板制作

2.5 混凝土施工的分塊分層原則

澆筑時(shí)，以結(jié)構(gòu)縫進(jìn)行分塊，以有利于混凝土溫控防裂、有利于模板安裝、有利于混凝土澆筑質(zhì)量為原則，進(jìn)行分層，且盡量減少施工分層接縫。

3 混凝土拌和系統(tǒng)

3.1 混凝土澆筑強(qiáng)度計(jì)算

泗陽(yáng)泵站混凝土總量約4萬(wàn)m3，混凝土施工時(shí)段共19個(gè)月，自2010年9月—2012年3月，月平均強(qiáng)度2105m3，混凝土澆筑高峰集中在2010年10月—2011年5月，高峰月澆筑強(qiáng)度為3700m3/月。工程最大倉(cāng)號(hào)為泵站底板，尺寸為36m×28.3m，底板厚度1.3m，混凝土1370m3。采用臺(tái)階法從一端向另一端推進(jìn)澆筑。為減少臺(tái)階覆蓋的方量，需沿底板短邊向長(zhǎng)邊方向推進(jìn)澆筑。但由于該底板順?biāo)鞣较?長(zhǎng)邊方向)中間低、上下游高，混凝土不能從高向低澆筑，因此無(wú)法沿短邊先澆筑，最終選擇沿長(zhǎng)邊先澆筑后向短邊方向推進(jìn)。臺(tái)階寬度取2.5m，分三層澆筑，臺(tái)階每層覆蓋混凝土量為：36×2.5×1.3=117m3，在混凝土摻加緩凝減水劑情況下其初凝時(shí)間控制在4h以上，混凝土澆筑強(qiáng)度不小于117/4=29m3/h。

3.2 拌和設(shè)備選擇

根據(jù)以上計(jì)算，設(shè)計(jì)拌和強(qiáng)度不小于43m3/h(29×1.5)，因此選用HZS60E型拌和站1座，另配0.5m3拌和機(jī)一臺(tái)作為備用。該工程水泥采購(gòu)為散裝和袋裝水泥，選用150t水泥罐2個(gè)，100t粉煤灰罐1個(gè)，水泥庫(kù)及拆包車(chē)間200m2，水泥儲(chǔ)存能力不少于400t。

該工程砂石骨料為外購(gòu)，砂石骨料儲(chǔ)存能力按正常澆筑強(qiáng)度3d以上考慮，并不小于最大倉(cāng)號(hào)的需求量1.5倍，按3500m3考慮。

4 混凝土施工準(zhǔn)備及模板安裝

4.1 施工準(zhǔn)備

混凝土施工前的準(zhǔn)備工作充分與否，是決定混凝土施工能否連續(xù)順利進(jìn)行的關(guān)鍵，施工前對(duì)設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)、原材料的儲(chǔ)備、對(duì)施工人員的技術(shù)交底、施工過(guò)程中的技術(shù)服務(wù)與保證都要做到心中有數(shù)；落實(shí)水泥、煤灰、骨料等原材料供應(yīng)情況；對(duì)基礎(chǔ)清理進(jìn)行驗(yàn)收，測(cè)量人員應(yīng)嚴(yán)格按照?qǐng)D紙及有關(guān)規(guī)范的要求，準(zhǔn)確地測(cè)放出結(jié)構(gòu)的邊、中、高程線及各種預(yù)埋件、埋管、止水和模板的位置線，并控制測(cè)量誤差在允許范圍內(nèi)，為混凝土澆筑過(guò)程中連續(xù)施工奠定基礎(chǔ)。

4.2 混凝土澆筑前倉(cāng)內(nèi)準(zhǔn)備

混凝土澆筑施工前檢查倉(cāng)內(nèi)滿(mǎn)足施工所需要的設(shè)備、器具、材料、人員等是否到位，是否處于正常狀況；對(duì)混凝土料的分區(qū)、標(biāo)號(hào)、高程、收倉(cāng)高程以及埋件位置等用紅漆標(biāo)注清楚，便于倉(cāng)內(nèi)人員操作；倉(cāng)面進(jìn)行充分濕潤(rùn)，以保證新老混凝土或混凝土與巖石結(jié)合良好；鋼筋材質(zhì)和焊接(機(jī)械連接)經(jīng)檢測(cè)合格，鋼筋制作和安裝滿(mǎn)足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求；開(kāi)倉(cāng)前倉(cāng)面總指揮對(duì)操作人員進(jìn)行詳細(xì)布置、交底，做到分工合理、協(xié)調(diào)到位；需鋪筑砂漿的部位提前備料，均勻鋪筑。

4.3 模板

4.3.1 平面模板

構(gòu)筑物平面采用大型竹膠模板外輔以腳手架鋼管和方木做橫豎圍囹支撐體系，非外露面采用木模，流道模板及閘墩端部等曲面模板預(yù)先在加工廠加工成型后運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拼裝加固，鑲止水處的方木在木加廠特別處理，使其能將止水固定牢固且不損壞止水。

4.3.2 流道異型模板

流道模板采用木模板，在木加廠提前加工、拼裝，流道曲面模板制安要控制好設(shè)計(jì)、加工拼裝、安裝固定三道工序，在設(shè)計(jì)上要符合設(shè)計(jì)的曲面形體，沿流道空間中心線間隔30～50cm切垂直斷面作為模板支撐弧帶的放樣依據(jù)，支撐弧帶和面板的強(qiáng)度和剛度滿(mǎn)足要求，模板在斷面上采用整體式設(shè)計(jì)，在安裝條件允許的前提下盡量減少模板的分節(jié)，嚴(yán)格控制支撐弧帶和面板的加工精度，支撐弧帶按設(shè)計(jì)的位置準(zhǔn)確定位后固定面板，面板表面釘寶麗板(見(jiàn)圖4)。流道模板在加工廠驗(yàn)收合格后運(yùn)往工地，安裝前先在倉(cāng)號(hào)內(nèi)測(cè)放出安裝位置線、在流道模板上標(biāo)識(shí)出與安裝位置線相對(duì)應(yīng)的控制線，現(xiàn)場(chǎng)用吊車(chē)配合人工安裝就位，因流道模板的整體剛度滿(mǎn)足要求，現(xiàn)場(chǎng)安裝主要進(jìn)行定位、加固，采用鋼頂托和拉桿進(jìn)行固定(見(jiàn)圖5)。

圖4 流道異型模板設(shè)計(jì)

圖5 流道模板施工樣板

由于進(jìn)水流道模板重量大，塔吊無(wú)法整體吊裝，所以在模板中部位置分成兩段，在入倉(cāng)吊裝后再進(jìn)行接縫處理。

模板拆除時(shí)，在混凝土強(qiáng)度達(dá)到其表面及棱角不因拆模而損傷時(shí)，對(duì)不承重側(cè)面模板進(jìn)行拆除；墩、墻和柱部位在其強(qiáng)度不低于3.5MPa時(shí)進(jìn)行拆除；底模在混凝土強(qiáng)度達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后進(jìn)行拆模。

5 混凝土主要施工方法

5.1 主泵房混凝土

根據(jù)施工總進(jìn)度計(jì)劃，泵房的混凝土施工處在關(guān)鍵線路上，在安排施工時(shí)優(yōu)先進(jìn)行主泵房的防滲、降水、開(kāi)挖等工作，并盡快安裝C7050塔吊。當(dāng)其他部位的混凝土施工與泵房混凝土施工有矛盾時(shí)，優(yōu)先保證泵房混凝土的澆筑，以盡快具備橋吊的使用條件。

5.2 封底及底板混凝土

封底混凝土為10cm厚，在沉降縫的位置分兩塊進(jìn)行澆筑，每塊順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)38.5m，寬28.3m，方量約109m3，主要采用混凝土攪拌車(chē)運(yùn)輸，在上下游方向布置皮帶機(jī)入倉(cāng)，平板振搗器振搗。

5.3 流道混凝土

流道及中部混凝土仍按圖紙要求的沉降縫分兩塊澆筑，泵房底板為一個(gè)澆筑層，出水側(cè)流道下空箱分三層澆筑，流道分兩層澆筑：流道底板一層、邊墻及頂板一層。

中部及流道混凝土屬于大體積混凝土，倉(cāng)面面積較大，對(duì)于倉(cāng)面小于200m2的倉(cāng)號(hào)采用分層澆筑，鋪層厚度為0.3～0.35m；在流道翼墻混凝土澆筑過(guò)程中嚴(yán)格控制澆筑速度，每小時(shí)不超過(guò)1m，避免因澆筑過(guò)快導(dǎo)致混凝土側(cè)壓加大造成漲?；蚺苣?；對(duì)于倉(cāng)面大于200m2的倉(cāng)號(hào)采用臺(tái)階法澆筑，鋪層厚度為0.4～0.5m。由于流道混凝土屬于大體積混凝土，混凝土采用履帶式布料機(jī)入倉(cāng)。

混凝土振搗采用佛山100型振搗棒與φ50、φ75軟軸振搗棒。混凝土施工時(shí)嚴(yán)格控制廊道、預(yù)留孔的位置與止水的埋設(shè)，在相鄰塊施工時(shí)妥善保護(hù)止水帶，嚴(yán)防損壞。

5.4 廠房上部混凝土

廠房上部為框架結(jié)構(gòu)的梁柱混凝土，包括牛腿及吊車(chē)梁混凝土。

混凝土按4m左右分層，梁柱混凝土模板采用木模板，模板通過(guò)圍囹組成一個(gè)整體。圈梁、牛腿、吊車(chē)梁等模板均采用承重腳手架支撐。

混凝土采用攪拌運(yùn)輸車(chē)運(yùn)輸,主要使用塔吊吊1～2m3混凝土罐入倉(cāng)，與混凝土泵相配合，插入式軟軸振搗器振搗，薄層攤鋪澆筑，每層厚度為30～40cm，澆筑時(shí)多個(gè)框架柱輪流下料，避免下料速度過(guò)快。

5.5 清污機(jī)橋混凝土施工

下游清污機(jī)橋的頂部高程為16.00m，橋面寬8.5m,清污機(jī)橋的底板寬(順?biāo)鞣较?13m，長(zhǎng)(垂直水流方向)63.82m，每孔寬3.97m，兩邊墩厚0.9m，中墩厚0.6m，兩縫墩厚0.59m，共12孔。清污機(jī)橋的底板分為兩塊，6孔一聯(lián)，單塊底板長(zhǎng)31.91m，中間設(shè)沉降縫。底板頂高程5.00m，底板板厚1.0m。攔污柵采用傾斜布置，與底板水平面夾角75°，配回轉(zhuǎn)式清污機(jī)12臺(tái)套，并配置皮帶輸送機(jī)。清污機(jī)橋及岸、翼墻的混凝土澆筑均使用混凝土泵泵送入倉(cāng)。

5.6 進(jìn)、出水池混凝土施工

泵站進(jìn)水池位于進(jìn)水引渠和泵房之間，在平面上呈長(zhǎng)方形，長(zhǎng)度為14m，進(jìn)水池由平直段和斜坡段組成，分別長(zhǎng)7m，平直段底高程為5.00m，斜坡段底高程由5.00m逐漸降到3.58m。

泵站出水池位于出水引渠與泵房之間，總長(zhǎng)25.0m，平面上呈喇叭口擴(kuò)散，為平直段，與出水引渠相接，底高程為11.55m。

混凝土主要包括墊層混凝土(C25鋼筋混凝土厚60cm，C25素混凝土10cm)、底板(護(hù)坦)混凝土、擋土墻混凝土和護(hù)坡混凝土。

5.7 混凝土表面抗沖蝕部位的施工要求

為避免高速水流引起空蝕，施工中嚴(yán)格控制過(guò)水混凝土表面不平整度，混凝土表面要求光滑。閘室進(jìn)出口結(jié)構(gòu)混凝土面與施工圖所示理論線的偏差不得大于3mm/1.5m；閘門(mén)底檻及臨近閘門(mén)底檻混凝土面與施工圖紙所示理論線的偏差不得大于3mm/1.5m。對(duì)于局部不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求部位，采用打磨方法，使混凝土面形成不大于1∶20的斜度。

6 特殊季節(jié)施工措施

當(dāng)日平均氣溫低于3℃或最低氣溫低于-3℃時(shí)，應(yīng)采取低溫季節(jié)施工措施，開(kāi)倉(cāng)前，及時(shí)掌握當(dāng)?shù)靥鞖忸A(yù)報(bào)，了解氣候的變化情況，準(zhǔn)備好應(yīng)對(duì)措施。寒潮來(lái)臨前，對(duì)已澆筑混凝土面及時(shí)采用5cm的保溫被覆蓋，當(dāng)采取的臨時(shí)保溫措施不能滿(mǎn)足以上溫度要求時(shí)，停止施工，對(duì)已澆的混凝土面進(jìn)行臨時(shí)保溫或永久保溫。拆模時(shí)間選擇在晴天午后，避開(kāi)霜凍天氣。低溫季節(jié)施工期間，特別注意混凝土澆筑溫度檢查。

高溫時(shí)段混凝土施工，重點(diǎn)考慮降低混凝土的澆筑溫度和水化熱溫升，在施工中主要采取優(yōu)化混凝土配合比、采取溫控措施、控制澆筑層厚及間歇期、通水冷卻等措施。

7 混凝土質(zhì)量控制措施

對(duì)混凝土原材料、配合比、施工各主要環(huán)節(jié)及硬化后的混凝土質(zhì)量，進(jìn)行全程控制與檢查。在混凝土施工中，及時(shí)進(jìn)行過(guò)程質(zhì)量檢查，掌握質(zhì)量動(dòng)態(tài)信息，采用質(zhì)量管理因果表進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，及時(shí)制定改進(jìn)與提高質(zhì)量的措施。同時(shí)，建立和健全質(zhì)量管理和保證體系，配備相應(yīng)的技術(shù)人員和必要的檢驗(yàn)試驗(yàn)設(shè)備，制定必要的技術(shù)管理與質(zhì)量控制制度。

8 結(jié) 語(yǔ)

泗陽(yáng)泵站施工歷經(jīng)寒暑、攻堅(jiān)克難，目前已全部完成，并于2014年6月順利通過(guò)完工驗(yàn)收。運(yùn)行期間，通過(guò)對(duì)各部位的監(jiān)測(cè)和檢驗(yàn)，各項(xiàng)指標(biāo)均符合設(shè)計(jì)及驗(yàn)收規(guī)范的要求，證明該工程混凝土施工所采用的施工方法和技術(shù)措施是得當(dāng)?shù)?，在保證質(zhì)量的前提下，加快了施工進(jìn)度，為同類(lèi)地區(qū)的混凝土施工提供了可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

Concrete construction technology of Siyang Pumping Station in east line of South-to-North Water Diversion Project

DOU Yunxia

(SinohydroBureauNo.11Co.,Ltd.,Zhengzhou450000,China)

Problems in the aspects of concrete pouring, quality control, etc. are better solved, and project progress is promoted through optimizing concrete construction plan in engineering construction of Siyang Pumping Station in east line of South-to-North Water Diversion Project. The application of concrete construction technology in the project is intraduced in detail in the paper.

Siyang Pumping Station; concrete engineering; construction technology

10.16616/j.cnki.11- 4446/TV.2016.11.002

TV544

B

1005-4774(2016)11- 0011- 04