论文部分内容阅读
摘要： U形现浇渡槽槽身钢筋混凝土薄壁结构是渠系建筑物施工的控制难点，通过对广西桂中治旱乐滩水库引水灌区一期工程古塔1#渡槽槽身U型现浇钢筋混凝土施工关键工序的介绍，提出了施工过程中存在的问题及有关注意事项，并阐述了施工质量控制中的必须注意的几个要点，以期为后续国内外修建的其它U型渡槽施工提供参考。
关键词：U型渡槽；现浇混凝土；施工
中图分类号： TU37 文献标识码： A
1 工程概况
古塔1#渡槽是广西桂中治旱引水灌区一期工程众多引水渡槽中的一个，全长1626m，渡槽设计流量Qmax= 18.16 m3/ s，设计流速v=1.42m/s，设计水深h=3.09m，槽身内壁糙率n=0.014，渡槽纵坡坡度1/4000。槽身为C30W6F100钢筋混凝土U型薄壁槽身，单跨无应力简支结构，单跨跨径分为9m、15m两种，共计107跨106榀槽身， 其中1节槽身跨度为9 m， 其余槽身跨度为15 m。渡槽槽身净宽2.5m，净高4m， 槽身壁厚0.25 m， 槽底0.5m，过水半径R=2.5m。
槽顶设有矩形截面（0.2m×0.25m）的拉杆，间距为1.82m，混凝土强度等级为C25。在拉杆上设人行桥板，并设置护栏，护栏采用预埋钢筋于槽顶，后期浇筑混凝土的施工方案。渡槽顶部根据渡槽的形式、尺寸、构件重量、地形和自然条件等因素，采用渡槽槽身整体现浇法施工技术。模板采用定制成型钢模。
2 槽身模板
渡槽槽体施工采用整体立模，一次性浇筑。含端头封板、外侧模、底模和内模。设计采用端模包侧模，端模包底模方式。为确保混凝土浇筑时不会出现内模上浮、混凝土上下层挂帘、挂泪现象，应对内模支撑系统进行合理设计，确保反弧段得到有效的支撑。模板间采用螺栓连接。槽身模板采用现场25t吊车起吊拼装。
2.1槽身外模
槽身模板在模板厂加工，外模固定在角钢制成的支架上，分底模和侧模两种。外模板单块长度分1.5m和3m两种。每10组组成一跨槽身外模。根据工期要求，需制作2跨外模循环使用。外模采用桁架和对拉杆加固。
2.2 内模
内模单块长度按1.5m设计，模板和桁架分开制作，到现场后拼装成整体。施工时单节内模可整体吊装、整体立模、整体拆模以提高施工速度。
为确保混凝土施工质量，通过对国内其它U形渡槽模板设计研究后，通过对内模开设3排窗口（尺寸300mm×500mm）以解决混凝土下料、振捣的问题，下料窗口间距1500mm。
2.3 端头封板
端模是为解决槽身两端支撑部位的特殊面而设置的，端部扩散段与堵头钢板螺栓连接固定。
3 钢筋安装及混凝土保护层厚度
3.1 钢筋安装
外模验收合格后，组织人员进行钢筋安装。首先，在模板上按图纸要求划好间距，横断面弧形筋逐一分开。然后先穿纵向主筋，最后穿架立筋，隔一定间距将主筋与断面筋绑住，然后全面绑架主筋。双排主筋采取措施保持间距。注意主筋焊接位置按规范相互错开，且避开受控区。钢筋安装必须符合设计和规范要求，保护层采用预制混凝土垫块绑在钢筋上固定，保证保护层厚度。
钢筋工序验收合格后，立内模支架，安装固定成稳定整体，经验收合格后安装底弧段内模，边浇筑边往上搭接，逐步上升，一直到达槽口。
由于槽身一部分是弧形, 槽身两层钢筋之间的支撑定位钢筋,采用马凳形式易造成面层钢筋位置偏差, 使钢筋的混凝土保护层减小，达不到预期效果，另外, 保护层垫块绑扎在内层纵横钢筋的交叉点上, 不稳固, 易脱滑或移位。为此采用钢筋支架形式作为支撑定位钢筋, 两端加垫砂浆垫块, 砂浆块用小槽钢固定在定位筋上, 防止槽身内模在吊装过程脱滑、移位。
3.2 确保混凝土保护层厚度
对于施工初期制作的砂浆垫块应根据实际收缩情况及时调整, 预留一定的收缩厚度。砂浆块的强度应比槽身混凝土等级高一个级别, 并提前预制，按要求养护, 使用时其龄期不少于14d, 确保强度足够, 防止吊装内模后砂浆块被压碎。
4 槽身混凝土的运输入仓浇筑
4.1 混凝土原材料
由于现场自然条件的变化和原材料性能的波动,施工过程中, 根据实际情况对混凝土配合比及时进行调整, 使其符合设计和施工要求。进场原材料应做好细度、吸水率等的检测, 砂和碎石的含水率变化在拌和场每班检查2次。合理控制用水量,防止混凝土泌水; 砂细度变化时及时调整砂率。根据薄壁U 型结构的特点，以及对古塔1#渡槽施工中的经验总结，为减少混凝土收缩率和徐变，控制混凝土水灰土比不大于0.5，坍落度不大于5 cm，中砂的细度模数宜在2.4～3.0内，同时考虑到抗渗要求，砂的含泥量必须小于3 %，为保证混凝土的浇筑连续性，适量掺加缓凝外加剂延长混凝土初凝时间。
4.2 混凝土运输浇筑
渡槽槽身混凝土由混凝土拌合站集中拌合，混凝土罐车运输至作业现场，采用25t自行吊车垂直运输到进料平台，人工入仓。每跨槽身混凝土必须一次连续浇筑完成，混凝土浇筑强度为约6m3/h，浇筑时间尽量不超过9h，以免浇筑时间过长造成混凝土振捣困难。
由于槽身双层配筋且壁厚较小，振捣捧的插入与捣固困难较大，可使用∅30 mm 振捣捧进行振捣，对于槽身端部等混凝土可通过对∅50cm振动棒前段焊接∅20
钢筋50cm进行改造后使用，混凝土振捣时尽量不得触及外模，以免影響成型后的混凝土外观质量。钢模振捣时能产生共振，所以拆模后槽身表面光滑平整，线条平直，斜面部分气泡小而稀，且造型美观，若振捣触及钢模后使局部振动过大，容易出现混凝土表面穿裙及流泪现象。
槽身混凝土进料及振捣须对称进行，以避免支架变形或偏移。在浇筑底部混凝土时，下料要均匀而慢，多分几层，便于气泡逸出。
5 拆模及养护
5.1 拆模
混凝土浇筑完成后, 待强度达到设计强度的70%, 拆除内支撑排架及模板。夏季施工时, 一般内模2天可拆除, 拆除后应及时养护,采用草袋覆盖和塑料布覆盖等方法, 并且养护时间不低于21 d。
5.2 养护
在混凝土内模拆除后，应立即对渡槽混凝土面养护，本工程采用新型养护剂按要求兑水稀释后，喷涂在混凝土表面进行养护。
6 质量控制要点
U型薄壁渡槽大跨度结构特性，决定了混凝土原材料的要求比普通混凝土结构更为严格，必须达到规范要求，混凝土的配合比及混凝土半成品的各项指标必须经过试验确定。
模板的刚度必须达到设计要求，模板内模支撑应设计合理，避免因混凝土浇筑时浮模造成上下两层混凝土间流泪、裙边等现象。防止模板受力变形，接缝必须严密，内表面光洁。
混凝土浇筑时必须按照既定的方法进行混凝土入仓和振捣，要确保混凝土浇筑的连续性，浇筑前和浇筑过程中应随时注意钢筋的位置，确保钢筋间距和保护层厚度，不得留有质量隐患。
混凝土试块必须与槽身混凝土同期同条件养护，在进行各拆模工序前必须进行试块强度实验，在混凝土强度未达到相应拆模强度前严禁拆模。重视拆模后的混凝土养护，防止混凝土产生收缩裂缝。
7 结语
由于U形薄壁混凝土渡槽具有壁薄及跨度大等结构特点, 决定了其混凝土施工质量的控制难度更高。针对易出现的质量缺陷, 实施相应的控制对策, 做到防范于未然。总之, 通过对混凝土骨料选择、混凝土配合比设计、模板及支架设计、钢筋绑扎及混凝土浇筑工艺等的精心策划、精心施工及精心养护, 就可以达到理想的工程质量标准。
参考文献：
[1]曾小良.钢筋混凝土U型薄壁渡槽槽身施工技术[C]. 山西水利. 2006(02)
[2]胡艳军.双洎河特大型现浇混凝土渡槽施工技术[J]. 森林工程. 2013(05)
[3]陈彦玉，黄达海.大型渡槽温控防裂技术及发展趋势[J]. 水利水电科技进展. 2011(02)
[4]景强.移动模架整孔现浇大跨度混凝土箱梁桥的关键技术研究[D]. 长安大学 2010
[5]崔娜.U型拱式渡槽的优化设计研究[D]. 西北农林科技大学 2010
[6]梁国辉.U型薄壳大渡槽无对拉筋支撑、模板设计及混凝土浇筑施工技术[B].青海电力 2009
关键词：U型渡槽；现浇混凝土；施工
中图分类号： TU37 文献标识码： A
1 工程概况
古塔1#渡槽是广西桂中治旱引水灌区一期工程众多引水渡槽中的一个，全长1626m，渡槽设计流量Qmax= 18.16 m3/ s，设计流速v=1.42m/s，设计水深h=3.09m，槽身内壁糙率n=0.014，渡槽纵坡坡度1/4000。槽身为C30W6F100钢筋混凝土U型薄壁槽身，单跨无应力简支结构，单跨跨径分为9m、15m两种，共计107跨106榀槽身， 其中1节槽身跨度为9 m， 其余槽身跨度为15 m。渡槽槽身净宽2.5m，净高4m， 槽身壁厚0.25 m， 槽底0.5m，过水半径R=2.5m。
槽顶设有矩形截面（0.2m×0.25m）的拉杆，间距为1.82m，混凝土强度等级为C25。在拉杆上设人行桥板，并设置护栏，护栏采用预埋钢筋于槽顶，后期浇筑混凝土的施工方案。渡槽顶部根据渡槽的形式、尺寸、构件重量、地形和自然条件等因素，采用渡槽槽身整体现浇法施工技术。模板采用定制成型钢模。
2 槽身模板
渡槽槽体施工采用整体立模，一次性浇筑。含端头封板、外侧模、底模和内模。设计采用端模包侧模，端模包底模方式。为确保混凝土浇筑时不会出现内模上浮、混凝土上下层挂帘、挂泪现象，应对内模支撑系统进行合理设计，确保反弧段得到有效的支撑。模板间采用螺栓连接。槽身模板采用现场25t吊车起吊拼装。
2.1槽身外模
槽身模板在模板厂加工，外模固定在角钢制成的支架上，分底模和侧模两种。外模板单块长度分1.5m和3m两种。每10组组成一跨槽身外模。根据工期要求，需制作2跨外模循环使用。外模采用桁架和对拉杆加固。
2.2 内模
内模单块长度按1.5m设计，模板和桁架分开制作，到现场后拼装成整体。施工时单节内模可整体吊装、整体立模、整体拆模以提高施工速度。
为确保混凝土施工质量，通过对国内其它U形渡槽模板设计研究后，通过对内模开设3排窗口（尺寸300mm×500mm）以解决混凝土下料、振捣的问题，下料窗口间距1500mm。
2.3 端头封板
端模是为解决槽身两端支撑部位的特殊面而设置的，端部扩散段与堵头钢板螺栓连接固定。
3 钢筋安装及混凝土保护层厚度
3.1 钢筋安装
外模验收合格后，组织人员进行钢筋安装。首先，在模板上按图纸要求划好间距，横断面弧形筋逐一分开。然后先穿纵向主筋，最后穿架立筋，隔一定间距将主筋与断面筋绑住，然后全面绑架主筋。双排主筋采取措施保持间距。注意主筋焊接位置按规范相互错开，且避开受控区。钢筋安装必须符合设计和规范要求，保护层采用预制混凝土垫块绑在钢筋上固定，保证保护层厚度。
钢筋工序验收合格后，立内模支架，安装固定成稳定整体，经验收合格后安装底弧段内模，边浇筑边往上搭接，逐步上升，一直到达槽口。
由于槽身一部分是弧形, 槽身两层钢筋之间的支撑定位钢筋,采用马凳形式易造成面层钢筋位置偏差, 使钢筋的混凝土保护层减小，达不到预期效果，另外, 保护层垫块绑扎在内层纵横钢筋的交叉点上, 不稳固, 易脱滑或移位。为此采用钢筋支架形式作为支撑定位钢筋, 两端加垫砂浆垫块, 砂浆块用小槽钢固定在定位筋上, 防止槽身内模在吊装过程脱滑、移位。
3.2 确保混凝土保护层厚度
对于施工初期制作的砂浆垫块应根据实际收缩情况及时调整, 预留一定的收缩厚度。砂浆块的强度应比槽身混凝土等级高一个级别, 并提前预制，按要求养护, 使用时其龄期不少于14d, 确保强度足够, 防止吊装内模后砂浆块被压碎。
4 槽身混凝土的运输入仓浇筑
4.1 混凝土原材料
由于现场自然条件的变化和原材料性能的波动,施工过程中, 根据实际情况对混凝土配合比及时进行调整, 使其符合设计和施工要求。进场原材料应做好细度、吸水率等的检测, 砂和碎石的含水率变化在拌和场每班检查2次。合理控制用水量,防止混凝土泌水; 砂细度变化时及时调整砂率。根据薄壁U 型结构的特点，以及对古塔1#渡槽施工中的经验总结，为减少混凝土收缩率和徐变，控制混凝土水灰土比不大于0.5，坍落度不大于5 cm，中砂的细度模数宜在2.4～3.0内，同时考虑到抗渗要求，砂的含泥量必须小于3 %，为保证混凝土的浇筑连续性，适量掺加缓凝外加剂延长混凝土初凝时间。
4.2 混凝土运输浇筑
渡槽槽身混凝土由混凝土拌合站集中拌合，混凝土罐车运输至作业现场，采用25t自行吊车垂直运输到进料平台，人工入仓。每跨槽身混凝土必须一次连续浇筑完成，混凝土浇筑强度为约6m3/h，浇筑时间尽量不超过9h，以免浇筑时间过长造成混凝土振捣困难。
由于槽身双层配筋且壁厚较小，振捣捧的插入与捣固困难较大，可使用∅30 mm 振捣捧进行振捣，对于槽身端部等混凝土可通过对∅50cm振动棒前段焊接∅20
钢筋50cm进行改造后使用，混凝土振捣时尽量不得触及外模，以免影響成型后的混凝土外观质量。钢模振捣时能产生共振，所以拆模后槽身表面光滑平整，线条平直，斜面部分气泡小而稀，且造型美观，若振捣触及钢模后使局部振动过大，容易出现混凝土表面穿裙及流泪现象。
槽身混凝土进料及振捣须对称进行，以避免支架变形或偏移。在浇筑底部混凝土时，下料要均匀而慢，多分几层，便于气泡逸出。
5 拆模及养护
5.1 拆模
混凝土浇筑完成后, 待强度达到设计强度的70%, 拆除内支撑排架及模板。夏季施工时, 一般内模2天可拆除, 拆除后应及时养护,采用草袋覆盖和塑料布覆盖等方法, 并且养护时间不低于21 d。
5.2 养护
在混凝土内模拆除后，应立即对渡槽混凝土面养护，本工程采用新型养护剂按要求兑水稀释后，喷涂在混凝土表面进行养护。
6 质量控制要点
U型薄壁渡槽大跨度结构特性，决定了混凝土原材料的要求比普通混凝土结构更为严格，必须达到规范要求，混凝土的配合比及混凝土半成品的各项指标必须经过试验确定。
模板的刚度必须达到设计要求，模板内模支撑应设计合理，避免因混凝土浇筑时浮模造成上下两层混凝土间流泪、裙边等现象。防止模板受力变形，接缝必须严密，内表面光洁。
混凝土浇筑时必须按照既定的方法进行混凝土入仓和振捣，要确保混凝土浇筑的连续性，浇筑前和浇筑过程中应随时注意钢筋的位置，确保钢筋间距和保护层厚度，不得留有质量隐患。
混凝土试块必须与槽身混凝土同期同条件养护，在进行各拆模工序前必须进行试块强度实验，在混凝土强度未达到相应拆模强度前严禁拆模。重视拆模后的混凝土养护，防止混凝土产生收缩裂缝。
7 结语
由于U形薄壁混凝土渡槽具有壁薄及跨度大等结构特点, 决定了其混凝土施工质量的控制难度更高。针对易出现的质量缺陷, 实施相应的控制对策, 做到防范于未然。总之, 通过对混凝土骨料选择、混凝土配合比设计、模板及支架设计、钢筋绑扎及混凝土浇筑工艺等的精心策划、精心施工及精心养护, 就可以达到理想的工程质量标准。
参考文献：
[1]曾小良.钢筋混凝土U型薄壁渡槽槽身施工技术[C]. 山西水利. 2006(02)
[2]胡艳军.双洎河特大型现浇混凝土渡槽施工技术[J]. 森林工程. 2013(05)
[3]陈彦玉，黄达海.大型渡槽温控防裂技术及发展趋势[J]. 水利水电科技进展. 2011(02)
[4]景强.移动模架整孔现浇大跨度混凝土箱梁桥的关键技术研究[D]. 长安大学 2010
[5]崔娜.U型拱式渡槽的优化设计研究[D]. 西北农林科技大学 2010
[6]梁国辉.U型薄壳大渡槽无对拉筋支撑、模板设计及混凝土浇筑施工技术[B].青海电力 2009