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1、左岸排水倒虹吸工程快速施工 宋戰銳，高海成，王愛生1、工程概況：南水北調中線干線工程渠道段總干渠交叉布置的排水建筑物多為左岸排水式倒虹吸結構,工程一般包括進口段、管身水平段和斜坡段、出、口段三部分，進出口段為圓弧導水墻或扭曲漸變結構，管身段體形為兩孔一聯或者三孔一聯的箱形薄壁混凝土結構，內孔凈尺寸為3.03.5米3.03.5米，體形簡單而且有規律，便于現場的施工組織。但是由于左岸排水倒虹吸工程的進度直接制約著下一階段渠道施工進度，如何保證“快速，高效,經濟”的完成左岸排水倒虹吸的施工，是施工考慮的首要問題。2、我們在南水北調中線干線工程渠道段左岸排水倒虹吸混凝土施工中，不斷優化左岸排水倒虹吸施2、工方案，成功地使用了龍門式混凝土布料機澆筑技術，底板整體掖角模板、邊墻頂拱鋼模臺車快速移動技術，為攻克左岸排水倒虹吸工程施工難關奠定了堅實的基礎；針對整個施工流程和重點部位的施工進行了認真的研究，主要以下幾個制約工程進度的主要因素進行了優化：2.1.改進混凝土入倉手段，提高施工生產效率。根據本標段倒虹吸的結構特點我們開發研制了左岸排水倒虹吸工程專用的輕型龍門式混凝土布料機，現場布置見圖1：布料機系統由三部分組成，一條長28米寬、650mm的主輸送皮帶，一條長8米、寬500mm的副輸送皮帶和一套可伸縮式溜桶，布料機行進速度為10米/分,主皮帶運轉速度為1.25米/秒, 副皮帶速度1.0米/秒，理3、論布料強度為80立方/小時,布料機可全面覆蓋所有倉號。伸縮式溜桶共設置5串，對應于三個墻體和兩條過水道，用鋼絲繩固定在主梁上，澆筑過程中隨著斜坡變化可隨時自由升降溜桶，避免了溜桶的反復拆裝工作，簡化了施工工序，節約了時間。2.2管身混凝土施工分底板和墻體頂板兩次進行澆筑，底板澆筑至掖角以上30厘米處，墻體和頂板一次澆筑成型。通過本標段倒虹吸工程的施工，其澆筑速度快、連續性強，布料均勻方便等優點發揮出了較大的功能，保證了施工質量，提高了澆筑速度，大大縮短了工期。管身段典型剖面圖見圖2:2.3.底板模板整體掖角模板的應用結合倒虹吸底板形狀單一的特點,孔內掖角模板改為整體式，并革新了模板加固方式：上4、部加長模板豎向圍檁，在澆筑混凝土收面以上5厘米處設置對拉桿,對拉桿采用鋼筋頭焊接絲桿加工成相應尺寸，并且能反復周轉使用的定型拉桿,每次拆除模板時可以完全回收；外側模板底部采用在墊層上相應位置鉆孔插筋、豎圍檁外側以方木或者槽鋼及木楔加固。避免了拉桿的一次性投入及拉桿孔修補費用,每個倉號節約拉桿鋼筋約60公斤，降低了材料消耗。2.4.墻體頂板模板采用可移動式鋼模臺車墻體頂板的施工周期是倒虹吸工程工期的關鍵，我們將墻體頂板模板制作成可移動式全鋼模板臺車，其特點如下：臺車骨架所用材料為全型鋼結構，面層模板組合鋼模板，整體拼裝完成后，可在三個倒虹吸工程和每一倉號通用，省去了反復安拆腳手架及模板，降低了勞5、動強度，每次臺車拆模移動至下一倉號調整到位，僅需12人即可完成，每個循環需要6天（夏季5天）工期，同時消除了模板接縫處錯臺現象；臺車下部設有人行通道，避免了現場材料堆放，安全文明施工大大得到了改善。本次共制作四節臺車，每個孔內布置各二節，各組成兩個澆筑區段（臺車稱為1、2號臺車）。每區段從管身中間向兩頭同時施工。通過三個倒虹吸施工實踐，特別是在斜坡段的應用，運行靈活輕便，安全可靠，大大減輕了勞動強度，降低了消耗，縮短了工期。3、合理調配人力資源，提高人力資源利用率根據渠道開挖期間渠道襯砌混凝土澆筑量少的情況，集中優勢力量進行倒虹吸的施工，投入施工人員約100人，包括主要施工人員75人，施工管理6、鋼筋加工，混凝土表面處理等約25人，實行兩班連續作業。集中力量先進行管身段底板混凝土的施工，底板澆筑完成后，現場人員分成兩部分：一部分轉入進出口導流墻施工；一部分從中間向兩頭進行墻體頂板的交替施工，充分利用了頂板混凝土成型到拆模的時間進行其他頂板的倉號準備和澆筑，實現了交替連續作業，大大減少了人員窩工，提高了人力資源利用率。4.工藝流程基礎開挖布料機軌道安裝布料機系統安裝基礎驗收墊層混凝土澆筑底板及墻體豎向鋼筋安裝底板模板安裝底板混凝土澆筑鋼模臺車安裝及定位安裝墻體及頂拱鋼筋安裝堵頭外側及模板邊墻頂拱混凝土澆筑脫模出臺車（邊墻頂拱澆筑下一循環）鋼模臺車定位安裝墻體及頂拱鋼筋安裝堵頭及外側模板7、邊墻頂拱混凝土澆筑脫模出臺車4.1.底板跳倉施工與墻體頂板臺車快速移動法則（以野頭倒虹吸工程為例見附圖3）：為了避免倉號之間的相互影響，底板各個倉號全部跳倉進行，保持兩個倉號同期準備的同時，合理安排錯開混凝土的澆筑時間，有利于所有人員的全部投入施工，減少窩工現象，保證底板的快速有序施工，為墻體頂板的施工創造條件。底板施工順序如下：3133214222331415鋼模臺車在底板施工期間抽調人員在距倒虹吸較近選定場地進行拼裝，根據現場已有的25T汽車吊性能，僅拼裝頂板部分的模板，利于吊裝。在進水口一端底板混凝土全部施工結束后，清理干凈過水道內所有雜物，25T汽車吊先將臺車臺車放在1底板上，利用裝載8、機配鋼絲繩牽引，依靠臺車自重緩緩將其行走至指定位置后，即可進行墻體部分模板的拼裝。兩套臺車運行順序分別為：1號臺車：3231414252號臺車；22211由于臺車為一節整體結構，在水平段到斜坡段過程中需要完全拆除重裝，耗時費工，所以33段墻頂板倉號我們作為調節倉號，在41臺車脫模后，利用滿堂腳手架和散模拼裝進行施工。4.2.底板施工：測量放線精確彈出建筑物各邊墨線底層鋼筋布設焊接架立筋及齒槽鋼筋綁扎安裝面層鋼筋、外墻及堵頭模板拼裝，調整加固豎向鋼筋安裝斜筋綁扎掖角模板安裝調整加固模板測量聯合驗收清倉驗收抄平桿布設、澆筑混凝土養護 掖角模板安裝前要精確測量出混凝土面設計高程，焊接帶鋼筋的混凝土墊9、塊以控制模板底部高程；混凝土面與掖角模板下面交接部位，極易產生錯臺，抹面時要仔細檢查，細心操作，保證過水道的平整度；掖角部位澆筑時采用薄層布料，派專人加強振搗，消除混凝土表面氣泡。4.3 .墻體頂板施工倉內雜物清理墻體分布鋼筋綁扎臺車行走就位調整、測量驗收頂板鋼筋綁扎、堵頭模板安裝外墻大鋼模安裝模板調整加固清倉驗收混凝土澆筑養護、等強人員轉入另一臺車施工臺車就位前在已澆筑混凝土與墻體頂板模板相接部位切除寬23厘米，高12厘米混凝土，利于剛模接縫嚴密，不錯臺，無露漿；斜坡段臺車就位后在底板上鉆孔插筋以固定臺車，插筋不小于25，臺車后部以鋼斜撐加固，防止施工中臺車下滑位移；倉號澆筑到最后一盤混凝土10、時，成型標準試驗混凝土塊兩組，與頂板混凝土同條件養護，以試塊強度確定臺車脫模的準確時間，避免以經驗估計脫模時間而產生的誤差，保證工程的安全。已完成的情況評述（管身段）：周漢河坡水區左岸排水倒虹吸工程過程：06年5月16日31底板首倉開盤澆筑，06年7月17日1墻體頂板澆筑收盤，完成倉號澆筑26個，混凝土1788立方，歷時63天。野頭坡水區左岸排左岸排水倒虹吸工程過程：06年9月23日32底板首倉開盤澆筑，06年11月8日5墻體頂板澆筑收盤，完成倉號澆筑19個，混凝土1307立方，歷時47天。永安坡水區左岸排左岸排水倒虹吸工程過程：06年10月31日24底板首倉開盤澆筑，06年12月31日1墻體11、頂板澆筑收盤，完成倉號16個，混凝土1669立方，歷時43天。5、經濟分析；5.1澆筑手段選定就目前中線已開工的項目的左岸排水倒虹吸工程項目的混凝土澆筑主要有以下四種施工方法：一是利用混凝土泵澆筑方案。二是利用現場地勢采用溜槽加人力手推車澆筑方案。三是利用龍門式混凝土布料機澆筑方案。四是采用塔吊吊罐或汽車吊吊罐澆筑方案。第一種混凝土泵車澆筑方案：優點是快速簡單便于現場的施工組織；缺點是水泥用量較大，混凝土成本增加，而且薄壁混凝土后期容易出現混凝土裂縫。第二種是利用現場地勢采用溜槽加人力手推車澆筑方案：優點是澆筑投入的設備較少；缺點是方法落后，澆筑時使用人員較多、混凝土塌落度損失較大、混凝土澆筑12、質量不容易控制。第三種是利用龍門式混凝土布料機澆筑方案：優點澆筑速度快、連續性強，布料均勻方便等。缺點是需要在現場布置專用龍門式混凝土布料機澆筑平臺，前期投入大。第四種是采用塔吊吊罐或汽車吊吊罐澆筑方案：優點是澆筑手段簡單，易于施工，對于施工現場組織有很大的幫助。缺點是前期投入大，需要布置專用基礎，大風大霧天氣不利于使用。左岸排水倒虹吸施工澆筑方案經濟比較如下：表1 左岸排水倒虹吸澆筑方案分析表 澆筑形式費用（萬元）總工期（d）備 注前期攤銷泵車80840汽車移動泵車溜槽加人力手推車55.090龍門式混凝土布料機481.547LMD-80汽車吊7066025t結論：根據以上比較選用第三種龍門式13、混凝土布料機澆筑方案。5.2.模板系統選定模板系統主要采用以下兩種施工方法：一是底板采用散模，邊墻頂拱采用搭設滿堂腳手架后拼裝小鋼模。二是底板采整體模板，邊墻頂拱亦采用可移動式鋼模臺車。第一種方法由于整個倒虹吸邊墻頂拱搭設滿堂腳手架并拼裝小鋼模，既費工、費時、成本高，施工又不安全、表面質量差、工期長；第二種方法邊墻頂拱采用可移動鋼模臺車方案，表面質量好、質量得到了極大的提高。施工安全、方便施工，大大減少了施工工序、縮短了工期，單人工費一項就減少了許多，目前已施工完畢的三個左岸排水倒虹吸的混凝土表面光滑平整，得到了監理和業主的好評。左岸排水倒虹吸施工模板方案對比見表2表2 左岸排水倒虹吸模板方案14、分析表項目模板形式重量（t）工期（d）備注單重總重分部總體1底板全部散模3172585邊墻頂拱全部散模1460包括腳手架支撐系統2底板整體掖角模板3192047邊墻頂拱鋼模臺車1627結論：根據上述情況，選用第二種模板系統。6.在施工中應該注意的幾個細節：6.1布料機堅持定期檢修、保養：每次澆筑后都要派專人及時進行檢查維護保養，清理布料機上粘結的混凝土以及溜桶內壁已粘附的砂漿，保證機械完好，為連續施工創造條件。6.2鋼模臺車臺車每次行走就位后進行表面清理打磨、涂刷脫模劑，保證混凝土外觀的光滑。6.3鋼筋防污染革新，一般底板澆筑完成后苗子筋上都粘附上好多水泥漿，墻體頂板施工時需要投入大量的人員和磨光機具進行處理，耗時費工。我們利用工程以往廢舊風水管在倉號開盤前用扎絲綁扎到易受污染的鋼筋上，澆筑收盤后及時回收清理，減少了鋼筋的污染，省掉了處理的費用和時間。7.結語：通過這三座左岸排水倒虹吸工程的施工，我們掌握了倒虹吸工程的快速施工工藝，同時也摸索出一套適用于南水北調中線干線上左岸倒虹吸快速施工的最佳資源配置和施工技術，縮短了現場施工作業周期，有效地控制了施工成本，取得了較好的經濟效益和社會效益。