黄水河支渠道倒虹吸满堂脚手架施工优化

贺成，夏晓君

(中国水利水电第五工程局有限公司第一分局，四川双流，610225)

1 工程概况

黄水河支渠道倒虹吸工程位于河南省辉县市高庄乡孙村东南约300m，北距辉县市～上八里公路约400m。黄水河支渠道倒虹吸进口渐变段起点桩号为总干渠Ⅳ97+403.3m，出口渐变段终点桩号为总干渠Ⅳ97+764.3m，建筑物总长361m，其中管身水平投影长230m。

黄水河支渠道倒虹吸由进口渐变段、进口检修闸、管身段、出口节制闸和出口渐变段组成，倒虹吸管身段，包括进口斜管段、水平段和出口斜管段三部分。其中，管身水平段长98m，进口斜管段长为60.8m(水平投影长)，出口斜管段长为73.2m(水平投影长)。倒虹吸管身横向共4孔，两孔分为一联，共两联，采用箱形钢筋混凝土结构，单孔过水断面6.5×6.7m(宽×高)。

2 原管身钢筋混凝土施工方案

2.1 管身施工程序

根据施工组织设计及倒虹吸混凝土浇筑方案，管身混凝土单节施工采用三次浇筑，第一次浇筑管身底板(混凝土浇筑至下倒角以上50cm处)，第二次浇筑墙体(混凝土浇筑至顶板倒角以下100cm处)，第三次浇筑顶板。管身段混凝土浇筑程序见图1。

图1 倒虹吸管身浇筑分仓示意(单位:mm)

管身段模板全部采用组合钢模板，分为底部模板、墙体模板和顶部模板三大部分组成。施工时，首先支好底部模板，等底板浇筑完成(浇筑至倒角以上50cm)且混凝土强度达到3.5MPa后，拆除底部模板，然后搭设满堂脚手架;在满堂脚手架搭设完成后，进行墙体模板支立(浇筑顶板倒角以下100cm处)，墙体混凝土浇筑完成且混凝土强度达到3.5MPa后，拆除墙体模板;最后支好顶部模板，进行顶部混凝土浇筑。等混凝土强度达到75%后，拆除顶部模板及满堂脚手架，进入下一节管段的施工。

2.2 管身顶板施工方案

顶板模板采用的模板规格根据倒虹吸管身段尺寸，采用800×1200mm、1000×1200mm、1200×1500mm钢模板组合使用，顶部倒角部位采用定型钢模板。在钢管脚手架每根立杆上设可调顶丝，在顶丝上横向铺设10×10cm方木做为主龙骨，然后沿纵向铺设次龙骨(10#槽钢)，间距600mm，在其上再铺设钢模板。

2.2.1 脚手架布置参数

根据计算顶板模板支撑脚手架布置参数见表1。

表1 满堂脚手架参数单位:m

2.2.2 施工工期和使用人工分析

经计算，钢管脚手架总重约70t，搭设需20人，连续工作7天;顶板模板安装(吊车配合)16人，连续工作2天，顶板钢筋绑扎3天;浇筑混凝土2天，混凝土等强7天;拆除顶板模板10人，连续工作3天，拆除脚手架20人，连续工作3天，模板周转一次需要27天时间。

2.2.3 上述施工方案存在的问题

(1)重复的拆卸、搭设脚手架需要大量的劳动力，效率低下;

(2)受目前物价上涨、南水北调中线工程全线开工、劳动力紧缺等因素影响，重复拆卸、搭设脚手架大大增加了劳动成本;

(3)在拆卸、搭设过程中，扣件容易损坏缺失，脚手架管容易变形，也相应增加了施工成本;

(4)脚手架在搭设、拆卸过程中，需设专职安全员监督，并增加相应的安全保护措施，且重复的搭设、拆卸存在安全隐患。

3 管身顶板施工优化方案

针对原方案中存在的问题，对满堂脚手架搭拆方案优化，在不改变原钢管脚手架结构的前提下，在顶板模板下落后，使用千斤顶将满堂脚手架顶起5cm左右，安装行走装置(短钢管上套滚珠轴承)，使用手动葫芦牵引整个钢管脚手架移动，形成一个简易台车，操作简单、省时、省力，不仅解决了钢管脚手架重复搭设、拆卸问题，而且还解决了钢管脚手架上模板的拆安问题。简易台车布置见图2。

图2 满堂脚手架改造后(简易台车)的结构示意

3.1 优化的施工方案

混凝土浇筑完成，且达到拆模时间后，将调节顶丝松开达到顶板脱模效果，缓慢收缩丝杠使顶托平稳下降，带动模板下降，使模板与顶板混凝土脱离;然后采用从后往前逐排使用5个千斤顶将钢管脚手架顶起，安装传动装置(采用1m长的短钢管套上内径为48mm滚珠轴承，然后用扣件固定在脚手架立柱上)后，再落下千斤顶，安装钢丝绳和手动葫芦，钢丝绳固定在钢管脚手架的2/3处(见图1所示)和预埋固定点上;最后人工两侧同时拉动手动葫芦，使钢管脚架与顶板模板一起缓缓向前移动，当钢管脚手架到达预定位置后，使用千斤顶将其顶起，拆除传动装置，且在钢管脚手架立杆下垫上垫板，完成钢管脚手架移动。钢管脚手架就位后，调动调节顶丝，调整顶板模板至设计位置。

3.2 优化后的工期和人工分析

优化后脚手架移动到位需要16人，连续工作2.5天;模板调整需要16人，工作1天;顶板钢筋绑扎3天，浇筑混凝土2天，混凝土等强7天。模板周转一次需要15.5天时间。

3.3 优化后的不利因素及预防

因满堂脚手架均由钢管搭接而成，采用十字式扣件连接，其整体的刚性较差，为确保施工过程中的安全性，原方案施工前采取了荷载加载试验，对其最大承载力进行了试验论证。试验得知，该满堂脚手架能满足施工安全性要求。

施工优化后脚手架在移动过程中，传动装置安装、拆卸、移动拉力的大小及快慢都有可能引起脚手架整体变形。为预防此类变形的产生，主要采取以下几种措施:(1)在原有脚手架结构上，加密纵向及横向剪刀撑、增加扫地杆、加固主次梁交接部位及顶托自由端，检查扣件是否扣紧;(2)在满堂脚手架移动过程中，两侧拉动手动葫芦的工人，尽可能力量相当，同时发力，确保两端的拉动力相等，同时脚手架移动速度应控制在每小时0.5m以内;(3)在满堂脚手架移动到位后，为防止扣件在移动过程中松动，需派专人对脚手架扣件进行检查，以保证脚手架的使用安全。

4 优化施工方案实施效果

优化方案的采用，简化了钢管脚手架搭设、模板安装的施工程序，降低了施工难度，减少了大量人工费用，同时加快了施工进度。

原方案施工程序中的脚手架、钢筋、模板等工序均占直线工期，采用优化施工方案后，脚手架的搭设、拆卸改为脚手架移动，缩短了工期，同时顶板施工时，缩短了模板安装时间。将优化前后工期相比，优化后每节管身施工工期节约了11.5天，节约人工约206工日，为黄水河支渠道倒虹吸按时完成合同目标提供了保证。

5 结语

黄水河支渠道倒虹吸管身顶板混凝土移动式满堂脚手架优化施工方案的实施，加快了施工进度，保证了南水北调中线辉县五标项目合同目标按时实现，且通过近一年的施工总结分析，移动满堂脚手架施工方案运行正常，效益明显。