新型砼预制板制作工艺在南水北调穿渠埋涵工程中的应用-论文

1 / 6 新型砼预制板制作工艺在南水北调穿渠埋涵工程中的应用（崔庆瑞 赵文明 李成俊） 1 概述 1.1 工程概况 南水北调东线工程是南水北调工程的重要组成部分，穿黄河工程是南水北调东线工程从东平湖至黄河以北输水干渠的一段输水工程，是南水北调东线的关键控制性项目。该工程按一、二期结合过水 100m3/s 的规模进行建设，为 等工程，主要建筑物为 1 级，次要建筑物为 3 级。工程主要由出湖闸、南干渠、埋管进口检修闸、滩地埋管、穿黄隧洞、出口闸及连接段、穿引黄渠埋涵及连接明渠等建筑物组成。穿黄河工程分南、北两区进行建设，其中穿 引黄渠埋涵及连接明渠工程长 580m。 穿引黄渠埋涵桩号 7+207.446-7+597.446，长 390m，纵坡 1/1625，为两孔无压箱型断面，单孔净断面尺寸为 55m ，采用现浇钢筋砼结构；连接明渠桩号为7+597.446-7+787.446，长 190m，纵坡 1/1300。其中：与埋涵相接的 50m 为扭面段，断面由矩形渐变为梯形，底板采用现浇钢筋砼结构，两侧为浆砌石扭面挡墙；明渠标准段长140m，底宽 16m，边坡 1:3，梯形断面，采用预制砼板砌护。 1.2 预制砼板 连接明渠段采用的预制板为 C30F150 一级配 素砼板，形状为正六边形，上口对边长 423mm，下口对边长 433mm，厚2 / 6 80mm，上口有 55mm 的抹角。分 A、 B 两种体型板，其中 B体型板中间有 50 的排水孔。明渠边坡及底板四周用半板护砌，半板分沿对角线、对边切割两种类型，板与板之间 3cm的缝隙用 M10 砂浆填充。 模具制作 .1 模具材料 连接明渠段预制砼板近 4 万块，数量较多，模具需要反复利用，因此，模具材料选用钢板，厚度 8mm；把手选用 32的空心钢管。 .2 模具尺寸 模具制作完全按照设计尺寸下料、焊接，保证模具不变形。在 B 体型板模具中心，焊接用车床车出的 50 实心钢柱。将边坡、底板四周用的两块半板模具焊接在一起，两半板模具间留出 2cm 的缝隙。预制时，模具倒放，填充砼，振捣密实后反倒，成型砼预制板。 .3 模具试验 模具制作完成后，按照试验室提供的配合比，现场制作C30F150 砼进行试验，结果显示：振捣后的砼倾倒困难、倾倒后砼边角不齐、表面不光滑。 .4 模具改进 针对模具试验过程中出现的问题，经过反复研究，多次试验，分析了模具存在的问题，并对模具进行改进。 3 / 6 .4.1 原因分析 砼振捣密实后，因模具内外存在压力差，厚度方向又有75mm 的直段，致使砼倾倒困难，倒出的砼 边角不整齐；同时，振捣后的砼顶面与模具接触，为节省时间，提高工作效率，不能保证每次刷脱模剂，部分砼粘结在模具上，导致预制砼板表面不光滑。 .4.2 模具改进 为消除砼振捣密实后模具内外压力差，在模具的顶面钻孔，孔径 8mm，行间距均为 10cm，梅花形布置。征得监理、设计同意，结合工程实际情况，对明渠预制砼板进行调整，在保证上下口尺寸的前提下，上下口直接相连，将上口55mm 的抹角去掉，呈现一个微小斜面。同时，将 B 体型板模具中间 50 的实心钢柱车成圆台形，下口直径不变，上口变为 45 ，这样也形成了一个微小斜面。两 半板中间留有2cm 的宽缝，加上两个模具钢板厚度，两半板间有 3.6cm 的缝宽。改进后，预制砼板倾倒十分顺利，解决了振捣后砼倾倒困难、边角不整齐的问题，两半板 间的缝隙保证了半板倾倒时不会连到一起。 为减少刷脱模剂的次数，保证预制砼板表面光滑，在模具顶部铺上形状相同的地板革，地板革光面朝向预制砼板顶面。模具制作时，适当考虑地板革的厚度，保证砼预制板的厚度满足设计要求。砼板预制前，将地板革用水浸泡，预制4 / 6 后 24h 将地板革揭掉，可保证预制板表面光滑；预制过程中，保证模具内干净，避免因石子、砂浆存留，导致预制砼板表面不平 整。 砼配比调整 按照试验室提供的配合比，预制砼的塌落度为 75-90mm。开始时，严格按照配合比要求进行砼拌制，但预制板反倒后，因砼塌落度较大，无法保证预制砼板的上下口尺寸。为此，经现场监理工程师同意，适当调整砼配合比，减少用水量，降低预制砼的塌落度。通过试验，选择适宜的塌落度，保证预制砼板的成型尺寸和倾倒。 振台制作 振捣是预制砼的重要一步，直接影响预制砼的质量，因此，振台的制作成为砼板预制的关键。 .1 振台制作 振台为长方体，长 160cm、宽 60cm、高 70cm，长度、宽度满足 3 块预制模具存放，并稍留余 量。振台分为上下两部分，下部分腿为较细钢管，直径为 80mm，安装高 40cm 的弹簧，上部分的腿为圆筒，套在下腿和弹簧上，为振动奠定基础。 .2 振台振动 为使振台振动均匀，振台上面底部安装有 1 台 ZW-10 三相附着式砼振动器。振动器安装在中间，与宽度方向一致，5 / 6 以便振动均匀。 .3 振捣 砼板预制时，将模具放置在振台上，在装料的过程中即开始振动，三块模具轮流上料，单块制作，达到振捣时间后，用制作的平钢板将上面抹平，然后倾倒成型。预制过程中，为防止脱模后砼预制板四周产生气泡，振捣前先将平钢板移开，接近振捣时间时迅速抹平 。 砼预制板排列 渠道边坡 1:3，底宽 16m，斜坡长 19.2m，砼预制板下面铺 10cm 砂垫层，沿长度方向每 19.48m 有一条分缝。渠道排水孔采用梅花形布置，底板每隔 3 块有一块型板，边坡顺水流方向每隔 3 块、垂直水流方向每隔 5 块有一块型板。为方便施工，使施工后边坡、底板预制砼板排列整齐、美观，施工前，在计算机上进行砼预制板模拟铺设，按照设计尺寸，在每块边坡、底板中心铺设第一块板，依次向左右上下延伸，四周用半板砌筑。当砼预制板铺设不合适时，适当调整缝宽，使缝