浅谈平原区输水建筑物底板快速施工技术

赵华勇

（中国葛洲坝集团第一工程有限公司，湖北 宜昌 443002）

1 工程概况

南水北调保定市2 段长15.085km，共1038 节，除了特殊建筑物外，其余箱涵分别按不同长度分节进行施工。箱涵全部采用一联3 孔净空尺寸为4.4m×4.4m 的现浇普通钢筋混凝土结构，单节箱涵底板长15m、厚0.65m，边墙宽0.55m，中墙宽0.45m，结构混凝土强度等级采用C30W6F150。本工程段输水规模为：设计流量50m3/s，加大流量60m3/s。

2 研究应用背景

1） 箱涵底板橡胶止水带和模板安装过程中，若橡胶止水带固定不牢固，在混凝土浇筑过程中，橡胶止水带上部模板容易出现涨模偏移，橡胶止水带会随模板一起发生移位，从而影响橡胶止水带的密封质量，造成输水箱涵接缝处渗漏。

2） 箱涵底板外侧竖向模板，由于加固限位措施不完善，浇筑箱涵底板混凝土时，外侧模板容易出现涨模、跑模等现象，跑模容易发觉，可及时采取措施补救；涨模一般不易被发现，当混凝土浇筑完成拆模后才发现，需投入大量的人力、物力进行处理，且处理后的外观质量不佳。

3） 箱涵混凝土垂直入仓方式若采用龙门有轨移动式皮带机，施工全过程不够灵活，成本高，施工时间长、难度大、工艺要求高，而且对混凝土配合比、粗细骨料的粒径和级配、水泥用量、混凝土坍落度有一定要求，不能较好的保证工程的实体质量。

3 主要研究内容及技术创新

1） 箱涵底板止水带加固限位技术研究。通过设置的加固限位装置，配合斜撑、固定管、地锚和固定卡中的一种或多种组合，以较低的成本确保底板橡胶止水带固定牢固，保证箱涵底板实体质量，减少了因橡胶止水带偏移而进行的修复和纠偏等措施，节省了工程施工成本，保证了橡胶止水带的防渗漏作用。本工程中采用的加固限位装置由直径48mm×壁厚3.5mm 的钢管依据底板堵头外侧模板结构尺寸制作而成，其它工程项目施工中也可采用角钢或其他型钢制作加固限位装置。

箱涵底板止水带加固

浇筑成型的箱涵底板止水带

2） 箱涵底板外侧模板加固技术研究。底板外侧模板上侧设置的拉紧螺杆一端连接竖杆，竖杆的上下端分别连接第一卡杆和第二卡杆，通过第一卡杆和第二卡杆可以实现对外侧模板上侧的拉紧螺杆的限位以及所处位置横向钢管的固定，第一卡杆、第二卡杆以及竖杆可以采用钢筋废料焊接制作，节能环保，效益突出；设置的止水片，可以防止拉紧螺杆处渗水；设置的钢筋条，可以使拉紧螺杆与混凝土更好的结合，增强混凝土对拉紧螺杆的握紧力。

底板模板安装加固

3） 底板混凝土垂直入仓技术研究。通过研发牵引式胶带机，革新传统混凝土垂直入仓方式，实现输水建筑物底板混凝土快速施工。采用牵引式胶带机进行箱涵底板混凝土垂直入仓施工，浇筑速度可通过喂料速度和皮带机转速进行控制，且输送的混凝土一般采用常态混凝土，混凝土中的水灰比、粗骨料粒径、砂率等参数允许一定波动区间，在保证混凝土浇筑速度的同时，还能有效保证成型输水箱涵实体强度。

牵引式胶带机喂料系统

底板混凝土浇筑施工

4 研究成果与现有技术比较

1） 已公布的一种混凝土箱涵变形缝防水构造及其制作工艺，需在靠近变形缝的位置设置凹槽，涂刷粘合剂后方能使铺设在凹槽内的防水卷材与混凝土粘接，工艺复杂、效率低下，而且使用的模板为木模板，周转使用难度较大，成本较高。通过研发一种输水箱涵底板止水带加固限位装置及施工方法，通过设置加固限位装置，配合斜撑、固定管、地锚和固定卡中的一种或多种组合，能够可靠地将加固限位装置固定，避免了橡胶止水带随模板一起发生移位，确保了施工质量，降低了施工成本。

2） 在箱涵底板模板安装施工中，尤其是外侧竖向模板，由于加固限位措施不完善，当浇筑箱涵底板混凝土时，外侧模板容易出现涨模、跑模等现象，跑模容易发觉，可及时采取措施补救，而涨模一般不易被发现，当混凝土浇筑完成拆模后才发现，需投入大量的人力、物力进行处理，但处理后的外观质量不佳。通过研发一种箱涵底板外侧模板加固装置，避免了浇筑底板混凝土时底板外侧模板的涨模、跑模等情况的出现，保证了施工质量；设置的止水片，可以防止拉紧螺杆处渗水；设置的钢筋条，可以使拉紧螺杆与混凝土更好的结合，增强混凝土对拉紧螺杆的握紧力。

3） 在平原地区线形布置长距离输水工程底板混凝土施工过程中，混凝土垂直入仓施工经常采用遥控臂式混凝土泵车。遥控臂式混凝土泵能一次完成混凝土的短距离水平和垂直运输，但要求输送的混凝土必须是大塌落度、高流态泵送混凝土料，对混凝土配合比、粗细骨料的粒径和级配、水泥用量、混凝土坍落度有严格要求。遥控臂式混凝土泵的缺点影响工程进展，增加工程建设成本等，需开发研究新型的混凝土垂直入仓手段进行优化。

5 研究成果应用效果

1） 保定市2 段工程内有27 个监测断面，根据专项安全监测报告分析：箱涵建设期和运行期状态基本正常，变化过程线相对平缓、数据变化情况符合施工期一般变化规律，监测资料所反映的建筑物状态与施工期特性相吻合。

2） 本工程6 个特殊部位的箱涵变形缝水密性检验全部合格。

3） 南水北调中线干线工程正式通水以来的运行实践证明，工程运行安全平稳，输水水质全面达标，在保障受水区居民生活用水、修复改善生态环境、促进库区和沿线治污环保、应急抗涝等方面，均已取得了显著的社会、经济、生态综合效益，工程基础性、战略性地位与作用日益显现。

6 研究技术应用情况及推广前景

本技术研究成果在南水北调保定市2 段工程建设中的成功应用，解决了保定市2 段工程建设要求高、工期紧的难题，缩短了工程建设工期，保证了工程建设质量。本项目研究核心技术已形成多项专利技术，有力的促进了平原地区输水建筑物底板半机械化施工技术的发展，社会效益和经济效益显著，可在南水北调西线及其他类似工程中进行应用，推广应用前景广阔。