顧青林

(安陽(yáng)市幸福渠管理處， 河南 安陽(yáng) 455000)

洪河倒虹吸施工流程與質(zhì)量措施探析

顧青林

(安陽(yáng)市幸福渠管理處， 河南 安陽(yáng) 455000)

洪河倒虹吸是安陽(yáng)市南水北調(diào)配套工程38號(hào)線的大型穿河工程之一，全長(zhǎng)129m。結(jié)合工程實(shí)際及洪河水文情況，從工程概況、圍堰導(dǎo)流、鋼筋混凝土施工、鋼管安裝、焊接和防腐等多個(gè)方面提出處理措施，工程關(guān)鍵是鋼筋混凝土施工和鋼管焊接，本文詳細(xì)探討了工程不同工序的施工特點(diǎn)，充分強(qiáng)調(diào)事前控制和事中控制的重要性，更好保證了洪河倒虹吸的施工質(zhì)量。

倒虹吸； 施工； 質(zhì)量； 探析

1 工程概況

洪河倒虹吸是安陽(yáng)市南水北調(diào)配套工程38號(hào)線的大型穿河工程之一，采用鋼管外包C25鋼筋混凝土，管道中心線與河道中心線交角為83.29°。進(jìn)出口各設(shè)一個(gè)檢修閥井，樁號(hào)分別是6+929.378和7+085.678。倒虹吸總長(zhǎng)129m，管段分12節(jié)，分節(jié)長(zhǎng)度分別為2m長(zhǎng)2節(jié)、10m長(zhǎng)2節(jié)、12m長(zhǎng)1節(jié)、13m長(zhǎng)5節(jié)、14m長(zhǎng)2節(jié)。進(jìn)口管中心標(biāo)高56.46m，出口管中心標(biāo)高56.46m，管徑2.0m。管底基礎(chǔ)為10cm厚C10混凝土墊層、管枕，管道外包為C25鋼筋混凝土。河道兩岸護(hù)坡為M7.5漿砌石，橫向15m設(shè)一伸縮縫，護(hù)坡底部設(shè)土工布、級(jí)配碎石反濾層。主要工程量：土方開挖1.01萬(wàn)m3，土方回填0.89萬(wàn)m3，混凝土903.56m3，鋼筋22.37t，漿砌石481.03m3，鋼管DN2000(壁厚20mm)安裝長(zhǎng)度129m。

2 倒虹吸工程施工工序

測(cè)量放線→導(dǎo)流圍堰施工→基坑開挖→基礎(chǔ)混凝土墊層澆筑→基礎(chǔ)管枕鋼筋混凝土澆筑→倒虹吸鋼管安裝→外包鋼筋混凝土澆筑→閥井豎井鋼筋安裝及混凝土澆筑→土方回填→護(hù)坡砌筑。

3 圍堰及導(dǎo)流明渠

根據(jù)地理情況及河流水流量大小，本著經(jīng)濟(jì)適用、就地取材的原則，采用縱向圍堰，上下游橫向圍堰封閉，先施工河道北岸大部分工程(長(zhǎng)約90m)；此部分完成后，開挖導(dǎo)流明渠，封堵原河道，施工河道南岸剩余倒虹吸工程采取開挖基坑土方填筑圍堰，在渠道內(nèi)迎水面采用黏土填筑，表面鋪設(shè)土工膜或塑料布防滲。一期、二期縱向橫向圍堰及導(dǎo)流明渠平面布置如圖1、圖2所示。

圖1 一期圍堰示意圖

圖2 二期圍堰示意圖

3.1 導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)及導(dǎo)流建筑物設(shè)計(jì)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘查，導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)采用非汛期20年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)流建筑物級(jí)別按5級(jí)考慮，導(dǎo)流流量按15m3/s計(jì)算，在河道設(shè)上下游圍堰，利用導(dǎo)流明渠導(dǎo)流，進(jìn)行倒虹吸工程的開挖及混凝土施工，施工結(jié)束后對(duì)導(dǎo)流明渠進(jìn)行回填。施工圍堰均采用梯形斷面，堰頂寬度為5m，堰頂高程采用非汛期20年一遇洪水最大水深加安全超高值確定，迎水面、背水面坡度均為1∶2。導(dǎo)流明渠參考原河道非汛期流量標(biāo)準(zhǔn)，采用梯形溝槽斷面，邊坡1∶1.5，明渠底寬4.5m、深3.5m。

3.2 導(dǎo)流建筑物施工

圍堰施工的上升速度應(yīng)滿足安全擋水的施工要求，并保證圍堰斷面在各種運(yùn)行工況下處于穩(wěn)定和安全狀態(tài)。施工圍堰采用導(dǎo)流溝及倒虹吸開挖土料填筑，圍堰填筑采用進(jìn)占法施工，推土機(jī)推料平整，20t振動(dòng)碾碾壓，圍堰每層碾壓厚度不超過(guò)0.3m，碾壓3～4遍，用環(huán)刀取樣。

導(dǎo)流明渠用1.2m3反鏟挖掘機(jī)開挖，圍堰填筑之前實(shí)施，自卸汽車運(yùn)輸至棄土區(qū)和填筑擋水圍堰。按照施工計(jì)劃，主體施工完成后，先拆除臨時(shí)擋水建筑物，再封閉、回填導(dǎo)流明渠。

穿河工程結(jié)束后，需要對(duì)導(dǎo)流明渠進(jìn)行回填，將圍堰拆除。圍堰拆除采用1.2m3反鏟挖掘機(jī)挖裝，開挖土料用于填筑導(dǎo)流明渠或由10～15t自卸汽車運(yùn)輸運(yùn)至指定棄土區(qū)。

4 鋼筋混凝土施工

4.1 鋼筋

鋼筋按其在結(jié)構(gòu)中的作用分為受力鋼筋、分布鋼筋、箍筋等。受力鋼筋在混凝土構(gòu)件中可以承受拉、壓、彎等，從而滿足構(gòu)件的不同功能要求。鋼筋施工常見(jiàn)的缺點(diǎn)有鋼筋銹蝕、鋼筋彎曲處發(fā)生斷裂或裂紋、光圓鋼筋端頭未做彎鉤或彎鉤不滿足規(guī)范要求、電弧焊縫質(zhì)量不合格、鋼筋間距不均勻(偏差過(guò)大)、鋼筋保護(hù)層厚度不足或過(guò)大等。為了避免或控制這些現(xiàn)象的發(fā)生，應(yīng)對(duì)鋼筋技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)交底，同時(shí)在施工前或施工過(guò)程中加強(qiáng)鋼筋加工或施工人員業(yè)務(wù)培訓(xùn)，使之熟悉建筑工程鋼筋施工規(guī)范；所有焊工人員持證上崗，采取措施保證周圍溫度在焊接允許條件內(nèi)，并嚴(yán)格控制焊接在允許電流范圍內(nèi)作業(yè)。

其做法是將鮮菊花瓣浸泡洗凈后，再放入加有明礬的水中漂洗一遍，撈起瀝干備用。在火鍋中加入雞湯或肉湯之類的湯汁，煮沸后先將雞片、肉片、魚片等等生料投入，過(guò)1分鐘左右投入菊花瓣，再煮片刻然后就可以蘸汁食用了。芬芳撲鼻，別具風(fēng)味，被視為火鍋家庭中之上品。

4.2 模板

模板的設(shè)計(jì)、制作和安裝除滿足施工圖紙和施工規(guī)范的要求外，還應(yīng)保證模板結(jié)構(gòu)有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，能承受混凝土澆筑和振搗的側(cè)向壓力和振動(dòng)力，防止產(chǎn)生移位；確?；炷两Y(jié)構(gòu)外形尺寸準(zhǔn)確，并應(yīng)有足夠的密封性，避免漏漿。

4.3 混凝土澆筑

混凝土澆筑涉及混凝土配合比、運(yùn)輸、振搗等，特別應(yīng)考慮大體積混凝土施工中會(huì)產(chǎn)生水化熱而引其裂縫，故采用隔節(jié)跳倉(cāng)澆筑方式施工，保證該倒虹吸混凝土施工質(zhì)量。

a.管底基礎(chǔ)混凝土澆筑?；踊炷翂|層經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格后,在混凝土墊層表面彈線，確定鋼筋位置及間距，綁扎基礎(chǔ)、管枕處鋼筋，模板支護(hù)，經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格后，進(jìn)行基礎(chǔ)混凝土澆筑。

兩管節(jié)之間均按設(shè)計(jì)圖紙?jiān)O(shè)垂直止水、底板上面設(shè)水平止水，伸縮縫填閉孔板?；炷翝仓群箜樞?yàn)楦艄?jié)跳倉(cāng)澆筑，分1序、2序澆筑?；炷翝仓葷仓购缥乃蕉?，從下坡段向上坡段方向跳倉(cāng)澆筑，澆筑時(shí)嚴(yán)格控制鋼管底部混凝土澆筑高程，避免超高影響鋼管安裝。管底基礎(chǔ)混凝土跳倉(cāng)澆筑如圖3所示。

圖3 跳倉(cāng)澆筑示意圖

b.管身外包混凝土澆筑?；A(chǔ)混凝土澆筑完成,經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格后,安裝鋼管，再進(jìn)行管身鋼筋的制作安裝及模板安裝，經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格后即進(jìn)行混凝土澆筑,仍采用跳倉(cāng)澆筑，澆筑順序同基礎(chǔ)一樣，四邊墻體整體分層連續(xù)對(duì)稱澆筑。管身外包混凝土高度和寬度均為3m，其混凝土澆筑層厚度應(yīng)考慮振搗棒的有效振搗范圍，澆筑層厚度一般不大于振搗棒作用部分長(zhǎng)度的1.25倍，常用插入式振搗棒作用有效長(zhǎng)度大于450mm，故混凝土連續(xù)澆筑的層厚為300～500mm，在下一層混凝土初凝之前,必須進(jìn)行上一層混凝土的澆筑,防止出現(xiàn)施工冷縫；若時(shí)間間隔超過(guò)初凝時(shí)間，層面按施工縫處理。

5 鋼管施工

5.1 管道安裝

5.2 鋼管焊接

焊條存放地點(diǎn)應(yīng)符合焊材對(duì)溫度、濕度的要求，并對(duì)焊條的外觀、直徑、質(zhì)量、藥皮強(qiáng)度、偏心度、耐潮性等進(jìn)行檢查；焊條、焊劑使用前按說(shuō)明書進(jìn)行烘烤；并加強(qiáng)施焊環(huán)境檢測(cè)，保證焊接所需溫度和焊工技能不受影響。為提高管道接頭焊接質(zhì)量，采用V形坡口(坡口形式取決母材厚度、焊接方法和工藝要求)，焊接過(guò)程分為管節(jié)對(duì)口、管節(jié)點(diǎn)焊、管節(jié)接頭焊。

a.管節(jié)對(duì)口與點(diǎn)焊。管節(jié)對(duì)焊前應(yīng)先修口、清根，管端端面的坡口角度、鈍邊、間隙應(yīng)符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，且不得在對(duì)口間隙夾焊幫條或用加熱法縮小間隙施焊。管道對(duì)口完成后應(yīng)進(jìn)行點(diǎn)固焊，應(yīng)對(duì)稱施焊；點(diǎn)固焊后，立即進(jìn)入下道焊接工序，不得長(zhǎng)時(shí)間停留。

b.管節(jié)接頭焊。

?引弧及滅弧。引弧如圖4所示A點(diǎn)坡面上引弧至間隙內(nèi)，使焊條在兩鈍邊作微小橫向擺動(dòng)，當(dāng)鈍邊熔化鐵液與焊條熔滴連在一起時(shí)，焊條上送，此時(shí)焊條端部到達(dá)破口底邊，整個(gè)電弧的2/3將在管道接頭板縫內(nèi)燃燒；滅弧要干凈利落，不要拉長(zhǎng)弧，滅弧與接弧的時(shí)間間隔要短，滅弧頻率大體為仰焊和平焊區(qū)段每分鐘35～40次，立焊區(qū)段每分鐘40～50次。在前半圈起焊區(qū)(即A點(diǎn)—6點(diǎn)區(qū))5～10mm范圍，焊接時(shí)焊縫應(yīng)由薄變厚，使形成一斜坡；而在平焊位置收弧區(qū)(即12點(diǎn)—B點(diǎn)區(qū))5～10mm范圍，則焊縫應(yīng)由厚變薄，使形成一斜坡，以利于與后半圈接頭。

?仰焊及下爬坡部位焊接。仰焊及下爬坡部位焊接應(yīng)壓住電弧作橫向擺動(dòng)運(yùn)條，運(yùn)條幅度要小，焊條與管子切線傾角為80°～85°左右。隨著焊接向上進(jìn)行，焊條角度變大，焊條深度慢慢變淺。在7點(diǎn)位置時(shí)，焊條角度為100°～105°，這時(shí)約有1/2電弧在管內(nèi)燃燒，橫向擺動(dòng)幅度增大，在坡口兩側(cè)稍作停頓。到達(dá)立焊時(shí)，焊條與管子切線的傾角為90°。

?上爬坡和平焊部位焊接。上爬坡的焊條角度與管切線夾角為85°～90°，平焊時(shí)的夾角為80°左右，在B點(diǎn)收弧。為了便于接頭，在焊前半圈時(shí)，仰焊的起焊處和平焊的收尾處都應(yīng)超過(guò)管道垂直中心線5～10mm。

圖4 引(滅)弧、焊接示意圖

5.3 鋼管防腐

鋼管安裝檢測(cè)合格后，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)安裝焊縫兩側(cè)未涂裝的鋼材表面和安裝過(guò)程中表面涂裝損壞的部位進(jìn)行徹底打磨，使表面粗糙度達(dá)到圖紙及有關(guān)規(guī)范要求，按鋼管生產(chǎn)廠家提供的涂裝工藝和材料進(jìn)行防腐，同時(shí)滿足規(guī)范要求。

鋼管外防腐采用環(huán)氧煤瀝青加玻璃布，涂層中加入玻璃布，起增強(qiáng)增厚作用，結(jié)合地質(zhì)勘探報(bào)告地下水和土壤防腐性評(píng)價(jià)，確定鋼制管道外防腐等級(jí)，五油三布，涂層總厚度不小于0.6mm。鋼管內(nèi)防腐采用水泥砂漿襯砌，內(nèi)襯使用內(nèi)部焊接鋼絲網(wǎng)非收縮水泥砂漿襯砌，水泥砂漿襯砌厚度20mm。

6 結(jié) 語(yǔ)

洪河倒虹吸工程涉及諸多工程工序，施工項(xiàng)目?jī)?nèi)容多，需要考慮洪河的導(dǎo)流及度汛方案，同時(shí)又要考慮倒虹吸施工時(shí)的降排水等因素，工程施工難度較高，加之對(duì)工程精度、質(zhì)量要求較高，所以在施工過(guò)程中施工技術(shù)也較復(fù)雜。正因如此，洪河倒虹吸工程在具體的施工過(guò)程中，充分結(jié)合工程前期的實(shí)際勘測(cè)情況，制定嚴(yán)格施工組織設(shè)計(jì)，細(xì)化施工流程，加強(qiáng)安全及質(zhì)量監(jiān)督管理，在確保工程的施工質(zhì)量前提下，提前完成了施工任務(wù)，為南水北調(diào)配套工程早日貫通打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

[1] 李輝,王利文,劉海歐,等.45°傾斜管固定焊操作要點(diǎn)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2013(32).

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[7] 潘志明.淺談?wù)駴_碎石樁施工方法[J].水利水電施工，2003(3).

Discussion on inverted siphon construction process and quality measures in Honghe River

GU Qinglin

(AnyangXingfuCanalManagementOffice,Anyang455000,China)

Honghe inverted siphon is one of large-scale water crossing works in No.38 line of Anyang South-to-North Water Diversion Supporting Project. It has whole length of 129m. Project practice and hydrological situation of Honghe River are combined to propose processing measures in the aspects of project overview, cofferdam diversion, reinforced concrete construction, steel pipe installation, welding and anticorrosion, etc. Reinforced concrete construction and steel pipe welding are keys in the project. In the paper, the construction features of different procedures in the project are discussed in detail, the importance of feed-forward control and in-process control are emphasized fully, the construction quality of Honghe River inverted siphon is better guaranteed.

inverted siphon; construction; quality; discussion

10.16616/j.cnki.11- 4446/TV.2017.03.003

TV551.1

A

1005-4774(2017)03- 0007- 04