鱼刺式串筒在袁冲暗涵工程中的应用

(湖北水总水利水电建设股份有限公司，湖北 武汉 430000)

鄂北地区水资源配置工程是湖北省主导建设的水利工程，是172项节水供水重大水利工程之一，其中位于老河口市的袁冲暗涵工程长8.85km，采用双孔箱涵结构，过流净断面尺寸为2×4.5m×5.5m(孔数×宽×高)，设计流量38m3/s。袁冲暗涵Ⅱ标(10+350～14+850)长4.5km，暗涵结构形式采用C25钢筋混凝土双孔暗涵结构，底板、顶板、边墙结构厚度为1.2～0.8m，设0.4m×0.4m倒角。暗涵纵向每15m设永久缝，缝宽2cm，缝间设紫铜止水。暗涵具有埋深大、占线长，工作面分散、入仓强度高，设备移动频繁等特点，同时暗涵最大开挖深度达24.6m，地面为岗波状平原，起伏高差达18m以上，为适应不同埋深要求，暗涵外尺寸宽度设12.4m、11.8m、11.3m等多种不同截面形式。

针对暗涵施工的特点，混凝土浇筑采用龙门布料机进行，混凝土垂直高度约8～12m，特别是底板混凝土，高差达11m，钢筋密集，采取普通的串筒浇筑混凝土，其垂直下落速度快，混凝土易出现离析现象。在施工过程中，通过改进串筒形式，增加鱼刺式钢板，同时末端增加橡皮串筒，减缓混凝土下落速度，有效改善了混凝土离析现象。

该方案使用布料机输送混凝土手段简单、快速、成本低廉，同时又能解决高落差产生的混凝土离析问题，保证混凝土质量，值得推广使用。

1 施工方案介绍

该施工方案主要为布料机配置鱼刺式串筒施工工艺，其工况见图1。

图1 鱼刺串筒浇筑暗涵底板工况示意图

布料机配置鱼刺式串筒浇筑混凝土，鱼刺式串筒由长1m的串筒和串筒焊接螺旋鱼刺式钢板组成，在混凝土垂直运输过程中，通过串筒中增设的鱼刺缓冲混凝土的垂直下落速度，有效控制混凝土的骨料离析现象。

在浇筑底板过程中，鱼刺串筒按设计要求进行安装，串筒随布料机收料斗的移动而移动，同时底部设置橡胶串筒，在混凝土下落过程中，通过串筒鱼刺的阻挡，减缓混凝土的垂直下落速度，促进混凝土的骨料结合，在串筒底部增设一节橡胶串筒，更加有效地减缓混凝土的下落速度，有效控制混凝土的离析。

鱼刺式串筒适用于混凝土垂直运输高度为8～15m，不方便直接入仓的混凝土浇筑工程，该方案科学地利用了鱼刺串筒的施工简便性，有效控制混凝土离析现象，节省了水泥用量，降低了施工成本。

施工工艺流程见图2。

图2 鱼刺式串筒混凝土入仓施工工艺流程

鱼刺式串筒混凝土入仓施工工艺有以下优点：

布料机配置鱼刺式串筒浇筑混凝土，解决了混凝土8～15m垂直运输过程中的混凝土离析，有效减少混凝土砂浆用量，减少单位体积水泥用量。

串筒拆卸方便，组合简单，在施工过程中可有效减少人工数量，减少仓面人工数量，节约施工成本。

在布料机配置浇筑混凝土过程中，可根据混凝土浇筑高度，随时进行拆卸，拆卸操作方便，实用性强。

该施工方案选择常态混凝土，其坍落度为70～90mm，泵送混凝土其坍落度为140～170mm，可有效降低混凝土水化热。

2 鱼刺式串筒的设计

串筒单个长度为1m，重合段为20cm，有效长度为80cm，串筒的上口径为40cm，下口径为30cm，中间采用3t的吊环连接，两侧安装钢丝绳连接，确保串筒在施工过程中的安全。在其上口段35cm处锚固长5cm的鱼刺(4mm厚的钢板于串筒内侧锚固，锚固侧焊接φ14钢筋，保护锚固螺栓)，顶部布置集料斗，端部采用橡胶串筒连接。

2.1 材料选择

串筒铁皮厚1.2mm，确保其可以焊接，吊耳为φ8的圆钢，两侧为φ8钢丝。鱼刺为厚4mm的钢板。

2.2 串筒制作

鱼刺钢板厚4mm，其倾角小于45°，锚固采用耐磨螺栓，保护钢筋要求焊接缝饱满，确保焊接质量，防止在混凝土浇筑过程中鱼刺脱落，堵塞串筒。两块鱼刺对立安装，高差为20cm。

2.3 串筒连接

串筒单个重量为8.9kg，串筒堵塞后加上混凝土重量为350kg，全部堵塞的情况下，串筒数量为12个，其重量为4.2t。同时加上混凝土下落的冲击力以及1.2的安全系数，采取3t的吊环(两个吊环受力)，两侧采取钢丝进行连接，确保串筒安全。鱼刺串筒制作过程见图3。

图3 鱼刺串筒制作过程

3 鱼刺式串筒施工

3.1 串筒连接安装

在仓面处理结束后，进行串筒安装，串筒安装在布料机出料口下部50cm处，连接部位采取4t的吊环连接。施工过程中在上、中、下三个位置设3节鱼刺形缓冲串筒，末端设1节橡皮溜筒；浇筑顶板墙身时，上部在台车桁架上设溜斗缓冲；溜筒距钢筋面层最大距离不得超过0.3m；底板钢筋网上铺设铁皮缓冲，以减少对钢筋和模板的冲击，避免离析现象产生；串筒两侧均采用钢丝绳连接，以确保安全；施工过程中工人需来回移动串筒，防止堵管情况发生。

3.2 混凝土浇筑

钢筋、模板、止水及其他埋件安装完毕并验收合格后进行混凝土浇筑作业。在仓面验收前检查串筒安装的牢固性，如有松动及时更换。

混凝土浇筑前，串筒用水洒湿。在混凝土浇筑过程中，串筒随布料机收料斗移动，在浇筑过程中，控制混凝土入仓速度，混凝土最大入仓速度为40m3/s，避免因下料速度过大，造成串筒堵塞。根据混凝土的高度上升，随时拆卸串筒。

混凝土浇筑过程中，如果出现堵筒现象，立即停止布料机的运行，人工清理串筒中的骨料，在清理过程中，安全员要全程进行跟踪，时刻防范事故发生。在布料机进行移动的过程中，串筒通过底部捆绳进行人工移动，串筒移动过程中，底部不能有施工人员。在骨料清理完毕后，布料机试运行一段时间后，再进行正常的混凝土浇筑。

混凝土浇筑过程中时刻观察串筒的牢固性，发现其鱼刺脱落以及串筒吊环不牢固的及时进行修复或更换。

3.3 串筒的拆除及养护

在混凝土浇筑完成后，及时进行布料机部位的串筒拆除，并清理，确保串筒的清洁，以便下次使用。在清洁过程中，可以同移动布料机一起挪至施工范围外进行清水冲洗，确保串筒清洁。施工污水及时抽排至集污坑，确保环保安全。

4 鱼刺式串筒施工过程注意事项

4.1 制作安装

制作安装过程中注意鱼刺设置的部位，确保其可以有效减缓混凝土的垂直下落速度，同时对鱼刺做好防护，防止脱落。

4.2 串筒安装

此过程分为底板混凝土浇筑和暗涵边墙混凝土浇筑两种工况，在安装过程中，串筒两侧必须使用钢丝绳连接，增加混凝土浇筑过程中串筒的二次安全。

a.底板混凝土浇筑：搭设操作平台，串筒底部高出底板50cm。浇筑混凝土过程中，串筒随布料机的布料小车进行移动，移动时，下部禁止站人。

b.边墙及顶板混凝土浇筑：此部位混凝土浇筑串筒，固定在钢模台车的顶部支架位置，其布料串筒分为两段，即钢模台车上部和钢模台车下部串筒，钢模台车下部串筒随混凝土浇筑升高而拆卸。

4.3 混凝土浇筑

混凝土浇筑前在串筒部位进行洒水，同时控制下料速度，防止下料过快，堵塞串筒。

浇筑过程中，出现堵塞，立即停止运行，人工进行清理，之后按照操作规程进行维护。同时时刻观察串筒吊环的牢固性，防止意外事故发生。

4.4 串筒的拆除及养护

混凝土浇筑结束后，及时进行串筒的污物清理，并堆放整齐，对于破损的串筒进行修复，以便下次重复利用。

5 结 语

改进的鱼刺式串筒通过在袁冲暗涵工程的应用，相对于一般的串筒来说，在暗涵底板和边墙的混凝土浇筑施工过程中节约了混凝土平仓振捣时间和骨料分离处理的时间，减少了砂浆掺和量，改善了离析问题，同时减缓了入仓混凝土对模板和钢筋的冲击，保证了工程质量，取得了良好的经济效益，值得在类似工程项目中推广应用。