南水北调天津干线输水箱涵某标段施工技术

南水北调天津干线输水箱涵某标段施工技术【摘要】南水北调长距离输水箱涵在我国尚属首次采用，本文就施工环节的原材料、配合比、施工技术等方面结合具体情况，精心组织，科学管理，保证了施工质量和进度，为以后类似工程的开展积累了经验、奠定了基础。【关键词】南水北调；输水箱涵；施工技术；研究1.南水北调天津干线箱涵工程概况南水北调中线一期工程天津干线全长155.352Km，天津干线共分为6个设计单元。该标段以现浇混凝土箱涵为主，为有压输水3孔4.44.4m钢筋混凝土箱涵。2.混凝土配制强度配合比设计要求根据混凝土设计要求，结合具体的施工条件，确定混凝土性能的具体要求如下：2.1抗压强度等级为C30。2.2抗渗等级为W6，抗冻等级为F150。2.3混凝土要求具有抗冲磨能力和抗裂能力。2.4在满足上述条件的前提下，应尽可能地降低水泥用量，以降低水化热和干缩性。配制的泵送混凝土流动性要好。针对第2.1点到第2.3点，主要通过增加水泥用量、掺用外加剂和掺合料实现，为了保证第4点和一定的经济效益，又要求尽量减少水泥用量，这就对配合比设计提出了更高地要求。本文通过大量试验，从材料和配制参数两方面着手配制出满足工程需要的混凝土，调整后正式用于施工，效果良好。3.原材料的质量检验3.1水泥检验。每批水泥应有厂家的品质试验报告，承包人应按国家和行业的有关规定，对每批水泥进行取样复检。检测取样以500t同厂家、同品种、同标号水泥为一个取样单位，不足500t时也应作为一个取样单位。检测的项目应包括：水泥强度、凝结时间、体积安定性、碱含量等试验。袋装水泥则不超过200t。3.2混合材料检验。粉煤灰的检测取样以每200t为一个取样单位，不足200t时也作为一取样单位。每批必须按规范要求检验相应指标等。3.3外加剂的检验。（1）混凝土所使用的各种外加剂均应有厂家的质量证明书，并由监理人同意签认。承包人应按国家和行业标准进行试验鉴定，贮存时间过长的应重新取样，严禁使用变质的、不合格外加剂。（2）外加剂的检测分批以掺量划分。掺量大于或等于1%的外加剂以100t为一批，掺量小于1%的外加剂以50t为一批，掺量小于0.01%的外加剂以1t2t为一批，一批进场的外加剂不足一个批号数量的，应视为一批进行检验。3.4水质检查。拌和及养护混凝土所用的水，除按规定进行水质分析外，应按监理人指示进行定期检测。3.5骨料质量检验。骨料的质量检验应分别按下列规定在拌和场进行：3.5.1骨料的质量检测取样以每400m3为一个取样单位，不足400m3时也作为一取样单位。检测项目包括各种骨料的超逊径、针片状、含泥量和砂的细度模数、砂的饱和面干吸水率等。3.5.2在拌和场，每班至少检查两次砂和小石的含水率，其含水率变化应分别控制为0.5%（砂）、0.2%（小石）范围内；当气温变化较大或雨后骨料含水量突变的情况下，应每两小时检查一次；当含水率变化超过0.2%时，需调整混凝土配合比。此外，每季度应对骨料进行一次全分析检查。4.采用的配合比（1）由于温度环境及原材料的波动，试验室配比在现场最突出的问题就是泌水，我们从泌水基理结合泌水后可能导致混凝土出现的一些问题，从各个方面（包括水胶比，砂率，粉煤灰掺量等）对原配合比结合现场实际情况进行微调优化，为了现场更好的操作，我们要求外加剂厂家把减水剂的引气组分降低，通过改变引气剂的掺量对含气量进行控制。（2）混凝土配合比计算采用体积法，骨料以饱和面干状态为基准。二级配石子2040mm与520mm石子选用质量比为6：4。C30W6F150常态混凝土试拌混凝土采用PO42.5等级水泥，级粉煤灰，细骨料为天然河砂中砂，粗骨料为人工碎石，粒径为520mm、2040mm二级配石子，外加剂为聚羧酸高效减水剂GK-3000（液体）、引气剂GK-9A（膏状）。（3）分别采用两种外加剂拌制混凝土，并控制混凝土的坍落度在140160mm的范围，同时测定混凝土坍落度及坍落度经时损失；混凝土含气量及含气量经时损失；3d、7d、28d的抗压强度。配合比见表1，混凝土各项性能见表2。5.箱涵混凝土施工箱涵混凝土施工采用钢模台车，采用布料机和泵送混凝土入仓两种方案。箱涵混凝土浇筑分两期进行，一期箱涵混凝土浇筑至箱涵底板面上0.9m的墙体位置，二期从箱涵墙体与顶板一同浇筑。5.1混凝土拌制。该工程采用HZS60型混凝土拌和站拌制，电子称量设备控制混凝土各种原材料的相对数量。拌和设备投入混凝土生产前，按经批准的混凝土施工配合比进行最佳投料顺序和拌和时间的试验。拌制现场混凝土时，严格遵守经监理人批准的混凝土配料单进行配料施工。定期校核拌和站称量设备的精度。对所有称量、指示、记录及控制设备设置防尘装置，确保称量设备的准确。混凝土组成材料的配料量以重量计。称量的允许偏差详见图表3。每台班开始拌和前，检查拌和机叶片的磨损情况。在混凝土拌和过程中，定时检测骨料含水量，必要时加密检测。混凝土掺合料采用干拌法，确保拌和均匀。外加剂溶液中的水量，在拌用水量中扣除。拌和站进行二次筛分后的粗骨料，其超逊径控制在要求范围内。因混凝土拌合及配料不当，或因拌和时间过长而报废的混凝土弃置在指定的场地。5.2混凝土运输及入仓。采用8m3混凝土搅拌车沿施工主干道进行水平运输至仓面附近，采取以下两种方式入仓：（1）浇筑方案：8m3混凝土搅拌车水平运输至浇筑现场布料机副皮带机布料机主皮带机缓降器入仓。该方案为输水箱涵（包括通气孔下部结构、公路涵、倒虹吸）混凝土的主要浇筑方式。布料机浇筑示意图见图1。（2）浇筑方案：8m3混凝土搅拌车水平运输至浇筑现场混凝土输送泵入仓。该方案主要用于施工段较短、场地狭窄地段、建筑高度较高（通气孔上部结构）等条件下的混凝土浇筑方式。箱涵施工工艺见图2。5.3混凝土浇筑。（1）凝土浇筑仓块划分：每节箱涵分两次浇筑，第一次浇筑到底板八字以上50cm。第二次浇筑箱涵侧墙和顶板。（2）混凝土浇筑方式及平仓振捣：混凝土浇筑根据仓面大小及混凝土拌和运输能力布置，箱涵底板厚度为5560cm，采用阶梯式浇筑方式，层铺料厚度30cm，梯级宽约2.5m；箱涵墙体厚度为4555cm，采用分层布料浇筑，按阶梯方式上升，控制浇筑速度，分层厚度为30cm；顶板厚度为55cm，混凝土浇筑采用分层阶梯法浇筑，分层厚度为30cm。（3）混凝土浇筑时混凝土上升速度按50cm/h控制，层间间隔时间按不大于4h控制，混凝土浇筑速度为限制性浇筑，主要是为防止因浇筑速度过快墙体出现温度裂缝。（4）施工缝部位每次混凝土浇筑前，先在混凝土施工缝上铺设厚度为23cm的同标号水泥砂浆，根据浇筑速度的快慢，随铺随浇。（5）混凝土平仓以人工为主，在模板边角和设有止水的部位，人工用铁锹选取细骨料给予补充，在箱涵混凝土浇筑过程中，侧墙钢筋插入面层钢筋以下较深，必须在插筋两侧同时下料振平，不得形成陡坎高差。混凝土铺料厚度根据振捣器性能按30cm控制。（6）混凝土振捣采用50型电动软轴插入式振捣棒振捣配合70型风动振捣器振捣，经平仓后的混凝土必须再用振捣器顺序依次振捣，间距不超过振捣器有效半径的1.5倍，振捣时间以混凝土水气已经排出，不再出现明显水气泡和混凝土下沉情况为止。振捣器不得接触止水和其它预埋件。边角处辅以人工铁铲捣固密实。混凝土覆盖前的间歇时间以试验成果为准，根据不同水泥标号和浇筑温度一般控制在34小时左右，保证混凝土上下层良好结合。（7）混凝土浇筑过程中，模板、钢筋和止水等有关工种均派专人值班，及时对模板、钢筋和预埋件进行检查维护，防止结构变形、走样或损坏。特别是承重模板结构，有专人在顶板底部巡回检查，发现问题及时处理。5.4混凝土抹面。为提高混凝土表面的早期强度，防止混凝土表面收缩裂缝，混凝土浇筑完毕，对混凝土面采用刮杠找平，管顶混凝土出面时采用真空吸水（注：温度较低时），人工木抹子搓平压实，需压光部位再用铁抹子人工三遍压光出面。5.5混凝土养护。混凝土浇筑完毕后，早期为避免太阳直接暴晒，在混凝土表面及时用草袋遮盖。在混凝土浇筑完毕后适宜时间进行洒水养护，表面覆盖塑料薄膜、草帘等保湿等措施。6.小结南水北调工程是国家“十二五”期间的重点工程，工程质量问题是关