曾麗萍，郭競逸，高 奔

（湖北振東宏廈建筑有限公司，湖北 荊門 448000）

定型鋼模預(yù)制矩型渡槽施工技術(shù)

曾麗萍，郭競逸，高 奔

（湖北振東宏廈建筑有限公司，湖北 荊門 448000）

在大中型灌區(qū)，為了保證施工進(jìn)度和施工質(zhì)量，定型鋼模預(yù)制矩型渡槽工程技術(shù)逐漸得到推廣。介紹了以定型鋼模安裝施工技術(shù)為核心的地胎模制作、鋼筋制作安裝、定型鋼模安裝拆除、混凝土澆筑等主要槽身預(yù)制工序及操作要點(diǎn)，表明定型鋼模工藝在渡槽工程中的技術(shù)應(yīng)用日漸成熟。南橋渡槽和永圣渡槽拆除重建項(xiàng)目的應(yīng)用實(shí)例表明，定型鋼模預(yù)制法施工比現(xiàn)澆法施工的效益更好。

矩型渡槽；定型鋼模；施工工藝；效益比較

我國20世紀(jì)60、70年代建成的眾多大中型灌區(qū)，由于建設(shè)時(shí)期鋼筋和水泥等建筑材料匱乏，渡槽較多采用U型薄殼槽身。經(jīng)過50多年的運(yùn)行，混凝土碳化和鋼筋銹蝕嚴(yán)重，已無法滿足灌區(qū)安全運(yùn)行需要。渡槽的拆除重建大多是原址重建，開工時(shí)間多在年底，工期相對較短 （多為180d），并且要保證次年5月初灌區(qū)春灌任務(wù)，渡槽槽身預(yù)制吊裝是原址拆除重建的首選方案。

大中型灌區(qū)渡槽結(jié)構(gòu)不僅受到碳化、侵蝕、干濕循環(huán)等多種環(huán)境因素的破壞作用，還會受到自重、設(shè)計(jì)水位、人群荷載、風(fēng)荷載等多種影響的危害［1-2］。在等量水深條件下，截面高寬比的變化對渡槽結(jié)構(gòu)的振動和穩(wěn)定性有顯著影響，也會影響渡槽的抗風(fēng)能力設(shè)計(jì)［3］。因此，傳統(tǒng)的U型渡槽會存在一些弊端，不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)施工麻煩，槽身剛度也小，抗凍耐久性較差，一般用于小型渡槽［4］。而矩型渡槽在運(yùn)營過程中，除了水壓對渡槽的應(yīng)力和變形影響較大，風(fēng)載、人行荷載和車載對渡槽的應(yīng)力和變形影響都較小，水體對渡槽自振頻率影響也較小［5］。定型鋼模工藝在渡槽工程中的應(yīng)用解決了渡槽一次澆筑成形施工難度大的技術(shù)問題［6］。

雖然渡槽工程技術(shù)日漸成熟，但定型鋼模預(yù)制矩型渡槽的施工工藝研究領(lǐng)域還存在許多空白，本文通過對該工藝系統(tǒng)地介紹，可為灌區(qū)渡槽施工的發(fā)展和類似施工提供可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

1 工藝原理

槽身預(yù)制包括地胎模制作、鋼筋制作安裝、定型鋼模安裝拆除、混凝土澆筑等4個(gè)主要工序。根據(jù)工序?qū)⑹┕と藛T分為3個(gè)專業(yè)班組，即模板組、鋼筋制安組、混凝土澆筑組。下一工序跟進(jìn)施工，每道工序要求至少提前1d完成施工和驗(yàn)收，確保下一工序能順利進(jìn)行。

通過對定型鋼模的大分塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、地胎模方案優(yōu)化、混凝土配合比設(shè)計(jì)、坍落度控制和澆筑間歇時(shí)間的控制，有針對性地采取不同措施，以保證槽身混凝土達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

2 工法特點(diǎn)及操作要點(diǎn)

2.1 工法特點(diǎn)

2.1.1 適用范圍

定型鋼模預(yù)制矩型渡槽施工工法適用于灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造項(xiàng)目在原址拆除重建，河床較為寬闊平坦的預(yù)制簡支梁式渡槽施工，工期較緊。

2.1.2 工藝流程

定型鋼模預(yù)制矩型渡槽施工工藝流程和所需機(jī)械設(shè)備分別如圖1和表1。

圖1 施工工藝流程

表1 渡槽預(yù)制機(jī)械設(shè)備

2.2 操作要點(diǎn)

2.2.1 地胎模制作

（1）對預(yù)制場地清理、整平壓實(shí)后，采用C20混凝土對預(yù)制場地進(jìn)行硬化處理，硬化尺寸為17m×9m×0.15m（長×寬×厚，雙跨槽身預(yù)制場），近端距離渡槽中心線20m，其中17m為吊裝道路預(yù)留空間；地胎模制作從中部向兩端進(jìn)行，也可從進(jìn)出口一端和中部分別向另一端同向進(jìn)行。

（2）根據(jù)預(yù)制槽身底部設(shè)計(jì)斷面、外模底部超深、吊裝鋼纜預(yù)留孔及預(yù)起拱等情況，設(shè)計(jì)磚模高度及平面位置，采用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀精確放樣，并彈出墨線。

（3）梁、肋以外部位用M7.5水泥砂漿砌筑輪廓，頂部用M10砂漿粉刷，終凝后安裝木芯板作為模板面，以方便吊裝時(shí)槽身與地胎模的脫離。

2.2.2 鋼筋制作安裝

（1）鋼筋制作在場內(nèi)進(jìn)行。首先根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和所購鋼筋定尺，按規(guī)范要求計(jì)算接頭位置和鋼筋下料長度，下料后焊接件在加工場內(nèi)完成，直螺紋連接的在加工場加工直螺紋，檢測合格后運(yùn)至安裝現(xiàn)場進(jìn)行機(jī)械連接，按規(guī)范進(jìn)行扭矩和絲口出露等項(xiàng)目檢測。各種型號、規(guī)格、每批次下料數(shù)量要求滿足8跨以上槽身用量。

（2）根據(jù)成型鋼筋籠高度和安裝人員操作需求搭設(shè)腳手架，固定槽身頂部主筋和側(cè)墻受力筋，方便后續(xù)鋼筋安裝。

（3）鋼筋安裝。首先將槽身肋帶部位整體U型鋼筋就位，安裝上部主筋后固定在腳手架上；其次安裝兩側(cè)豎向受力筋及底部擴(kuò)大梁鋼筋；再次安裝各部位所有箍筋；最后自大而小按鋼筋規(guī)格穿插安裝其他縱橫方向水平鋼筋和頂部走道板鋼筋。

（4）調(diào)整保護(hù)層及鋼筋間距，確保澆筑時(shí)混凝土骨料均勻分布。

（5）三檢合格后報(bào)驗(yàn)，經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理檢查合格后進(jìn)入下一道工序。

2.2.3 模板設(shè)計(jì)

鋼模左右兩側(cè)內(nèi)外各3塊，總長1.497萬mm，兩端外模各長5685mm，單重3.36t；中間段外模長3600mm，單重2.11t；內(nèi)模長度與外模相等，重量分別為2.63，1.59t。

槽身底板以上不設(shè)置對穿模板接筋。外模由底部和上部的鋼模骨架采用拉筋和工字鋼固定，內(nèi)模頂部采用工字鋼固定，其他部位采用直型和X型撐桿固定。

模板陰角和陽角處壓拆成圓弧型，半徑7.5mm，豎肋處陰角采用結(jié)構(gòu)膠做成光滑圓弧面，防止脫模時(shí)因漿液卡在模板縫隙中出現(xiàn)掉角現(xiàn)象。

2.2.4 模板安裝

（1）外側(cè)鋼模首先就位，其外部采用槽鋼焊接的剛性支架，具有足夠的剛度和穩(wěn)定性，安裝順序?yàn)樽赃h(yuǎn)端向近端安裝（圖2）。鋼尺復(fù)測上下部位置后用水準(zhǔn)儀放樣，鋼木抄鍥調(diào)整高度，使外模符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求后固定。

（2）內(nèi)模自一端向另一端依次調(diào)整，在外模上安裝兩根承重鋼管，用手動葫蘆起吊并調(diào)整至設(shè)計(jì)位置，利用直型和X型撐桿將各部位調(diào)整就位并固定，同時(shí)上部采用工字鋼將內(nèi)模固定在外模骨架上；將承重鋼管移至另外兩塊內(nèi)模位置，重復(fù)上述過程，并全部固定。

（3）采用長鋼尺量測鋼模各位置，尺寸無誤后安裝端模。

（4）模板安裝完成自檢合格后，安裝倉面跳板、圍護(hù)欄桿、爬梯等，在外圍面掛安全網(wǎng)保證操作人員安全，之后清理倉面、報(bào)驗(yàn)。

（5）為防止模板間隙漏漿，在接頭處采用泡沫雙面膠粘貼。

圖2 定型鋼模內(nèi)外側(cè)安裝順序

2.2.5 混凝土澆筑

2.2.5.1 混凝土配合比

采用一級配C30W6F50混凝土，P.O42.5散裝水泥，細(xì)度模數(shù)大于2.6的黃砂，5～20mm粒徑的碎石，拌和水為清潔河水。為改善混凝土的和易性，保證抗?jié)B指標(biāo)并具有較高的早期強(qiáng)度，二級粉煤灰摻量根據(jù)規(guī)范取小值，選定為水泥用量的8%。根據(jù)現(xiàn)場試配情況調(diào)整減水劑，坍落度控制在110～130mm。開盤前通過試驗(yàn)檢測砂石料含水率，調(diào)整拌和水用量。對擬采用的骨料堿活性含量和氯離子含量進(jìn)行檢測，確保骨料符合規(guī)范對混凝土耐久性的要求。

2.2.5.2 混凝土拌制及運(yùn)輸

拌和設(shè)備采用具有自動計(jì)量配料裝置的強(qiáng)制式攪拌機(jī)。水和外加劑的摻量精準(zhǔn)，保證混凝土坍落度符合設(shè)計(jì)要求?？刂瓢韬蜁r(shí)間，較規(guī)定拌和時(shí)間延長10～20s。采用農(nóng)用車搭載2個(gè)1m3吊罐運(yùn)輸混凝土。

2.2.5.3 混凝土澆筑

采用吊車入倉，中間底板均勻布置4個(gè)溜斗，采用溜筒移動下料均衡布料。布料時(shí)自槽身一端向另一端勻速推進(jìn)，在接近底板高程時(shí)從側(cè)墻入料；混凝土從底板模板擠出后即向前移動布料。中間部位首先從底部橫肋的兩端，即底板與側(cè)墻交會處開始，將底部橫肋布滿后再從底板中部布料。倉內(nèi)混凝土面有一定坡度以利集中排除泌水。整個(gè)槽身底板均有混凝土，從槽身底板模板擠出后間歇1h。待已澆筑混凝土流動性較差時(shí)，再繼續(xù)從側(cè)墻布料澆筑，直至完成全部混凝土澆筑。適時(shí)提漿壓光，3遍成活，終凝后開始灑水養(yǎng)護(hù)14d。

2.2.6 拆模

（1）根據(jù)混凝土配合比實(shí)驗(yàn)結(jié)果，其早期強(qiáng)度上升較快，24h抗壓強(qiáng)度達(dá)到3.2MPa，72h抗壓強(qiáng)度達(dá)到16MPa?；炷两K凝后10～20h開始松模板緊固件（冬季取大值，夏季取小值），澆筑完成后約36h開始拆除模板。

（2）支撐緊固件全部拆除后，先拆除端頭模板，然后立即用吊車轉(zhuǎn)移到旁邊空地清理上油備用。所有模板拆除后均及時(shí)移至下一澆筑倉面空地打磨刷油備用。

（3）內(nèi)模采用手動葫蘆從一端的對應(yīng)兩塊開始加力，稍微松動后即可用吊車吊出。

（4）外模自一端開始均勻松動支撐底部的鋼木抄鍥，使整塊鋼模有1～2cm的下沉，再從鋼模上部向外逐漸施力，使得整塊鋼模脫出。

（5）其他5塊外模按相同方法逐一拆除。所有模板拆除完成后槽身如圖3。

圖3 預(yù)制渡槽成品

2.2.7 表面處理及養(yǎng)護(hù)

（1）底部模板拉筋用取芯器鉆入混凝土表面約1cm，再將拉筋周圍的混凝土鑿除，割除拉筋頭，最后用高標(biāo)號預(yù)縮砂漿粉平壓實(shí)。

（2）根據(jù)澆筑時(shí)段的氣溫，分別采用灑水、氈毯防凍、封閉覆蓋后加溫或蒸氣養(yǎng)護(hù)。

3 應(yīng)用實(shí)例

3.1 漳河灌區(qū)四干渠南橋渡槽拆除重建

漳河灌區(qū)四干渠南橋渡槽全長460m，為鋼筋混凝土矩型簡支結(jié)構(gòu)，下部結(jié)構(gòu)為混凝土灌注樁+承臺+排架，單跨槽身長14.97m（第31跨長10m），外圍斷面尺寸4.15m×3.10m，槽身內(nèi)部斷面尺寸3.25m×2.50m，設(shè)計(jì)流量12.97m3/s。工期183d，計(jì)劃開工時(shí)間2011年11月15日，計(jì)劃完工時(shí)間2012年5月15日。

該渡槽為原址拆除重建，其中預(yù)制槽身26跨，預(yù)制吊裝段排架最大高度17m，排架高度在14m以上的有19個(gè)。2011年11月13日進(jìn)場，12月21日開始原渡槽拆除及預(yù)制場硬化施工，2012年1月10日開始澆筑第一跨預(yù)制槽身混凝土。2012年3月30日完成全部26跨預(yù)制槽身混凝土澆筑。

南橋預(yù)制槽身時(shí)間除去雨雪天氣及春節(jié)假期僅用54d，基本保證了2d預(yù)制1跨槽身，從預(yù)制場地硬化、槽身預(yù)制混凝土澆筑完成到養(yǎng)護(hù)結(jié)束僅用時(shí)90d，保證了吊裝和整個(gè)渡槽施工按期完成，確保了灌區(qū)灌溉工作按期進(jìn)行。

3.2 漳河灌區(qū)四干渠永圣渡槽拆除重建

漳河灌區(qū)四干渠永圣渡槽全長570m，為鋼筋混凝土矩型簡支結(jié)構(gòu)，下部結(jié)構(gòu)為混凝土灌注樁+承臺+排架，單個(gè)槽身長14.97m，外圍斷面尺寸4.15m×3.10m，槽身凈空斷面尺寸3.25m×2.50m，設(shè)計(jì)流量11.2m3/s。工期180d，計(jì)劃開工時(shí)間2016年10月10日，計(jì)劃完工時(shí)間2017年4月7日。

永圣渡槽為原址拆除重建，其中預(yù)制槽身32跨，預(yù)制吊裝段排架最大高度23m，高度超過20m的排架共有16個(gè)。自2016年11月22日開始進(jìn)行地胎模制作，11月29日澆筑第一跨預(yù)制槽身，至2017年2月18日完成32跨預(yù)制槽身澆筑，用時(shí)89d，除去因降雨等停工，保證了開始澆筑后每2d澆筑1跨，為后期吊裝打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

3.3 效益分析

（1）現(xiàn)澆施工的類似項(xiàng)目工期往往在1年以上，對于原址拆除重建的項(xiàng)目無法滿足農(nóng)田灌溉任務(wù)的要求，預(yù)制渡槽施工的社會效益更明顯。

（2）現(xiàn)澆施工的渡槽需要大量的腳手架或貝雷梁，不僅耗時(shí)且人工、材料、機(jī)械投入較大，經(jīng)南橋渡槽和永圣渡槽拆除重建項(xiàng)目兩種方案比較（表2），預(yù)制吊裝比現(xiàn)澆施工節(jié)約成本分別為75.8萬元和131.8萬元，經(jīng)濟(jì)效益明顯。

表2 效益分析

（3）現(xiàn)澆施工的腳手架和高空作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)大，鋼筋、模板、混凝土澆筑均在高空進(jìn)行，機(jī)械設(shè)備和安全生產(chǎn)投入多。預(yù)制吊裝施工絕大部分工作在地面完成，避免了大量的腳手架搭建和高空作業(yè)，投入少，安全生產(chǎn)工作可控性高。

4 結(jié)語

（1）大中型灌區(qū)采用矩型渡槽槽身預(yù)制吊裝技術(shù)已成為保證矩型渡槽拆除重建工期控制的首選。本文詳細(xì)介紹了以定型鋼模安裝施工技術(shù)為核心的地胎模制作、鋼筋制作安裝、定型鋼模安裝拆除、混凝土澆筑等主要槽身預(yù)制工序及操作要點(diǎn)，表明定型鋼模工藝在渡槽工程中的技術(shù)應(yīng)用日漸成熟。

（2）以南橋渡槽和永圣渡槽拆除重建項(xiàng)目為應(yīng)用實(shí)例，對比定型鋼模預(yù)制法施工和現(xiàn)澆法施工。結(jié)果表明，預(yù)制吊裝比現(xiàn)澆施工投入少、工期短、安全生產(chǎn)工作可控性高。

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Research on construction technology of pre-formed rectangular aqueduct using shaped steel mould

ZENG Li-ping， GUO Jing-yi， GAO Ben
（Hubei Zhendong Hongsha Construction Co.Ltd， Jingmen 448000，China）

To guarantee the construction schedule and construction quality， engineering technology of pre-formed rectangular aqueduct using shaped steel mould is applied gradually in some large and medium-sized irrigation district.The main prefabricated process and operation points of aqueduct were presented，taking construction technology of shaped steel mould as the core， including fetal membranes production， reinforcement fabrication and installation， installation and removal of shaped steel mould，concrete casting.Research suggests that the application of shaped steel mould construction technology to aqueduct is maturing day after day.Demolition and reconstruction of Naoqiao aqueduct and Yongsheng aqueduct is given to be an example to show that construction of pre-formed shaped steel mould is better in efficiency than that of cast-in-place.

rectangular aqueduct； shaped steel mould； construction technology； efficiency comparison

TV672+.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1672-9900（2017）06-0020-05

2017-09-28

曾麗萍（1978-），女（漢族），湖北荊門人，工程師，主要從事水利工程施工管理工作，（Tel）15599718939。

尹健婷）