淮水北调工程北沱河至新汴河段整治工程施工方案分析

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（安徽三洲水利建设有限公司，安徽 宿州234000）

0 引言

我国水利工程建设的步伐正在逐渐加快，工程施工质量的控制正在逐渐受到重视。水利工程的规模在一般情况下均较大，工程施工质量一旦没有控制好将造成不可估量的损失[1～2]。工程施工单位在施工过程中也需要考虑自身的利益，需要采取合理的手段、方法保证工程施工质量、工程工期以及工程投资[3～4]。结合北沱河地下涵工程建设，对水利工程施工要点进行分析，该工程建设过程中，需要进行大量的混凝土浇筑，在施工过程中控制混凝土浇筑质量是非常重要的。

1 工程概况

北沱河地下涵工程属于淮水北调工程的重要组成部分。北沱河地下涵呈倒虹吸布置，为3 孔×3.5 m 的箱涵，下穿北沱河段长83.0 m，斜坡段长122.0 m，与娄宋沟相接水平段长64.0 m，与胜利沟相接水平段长91.0 m，共分为40 节，地下涵址处北沱河规划河底高程为18.5 m，宽度不小于35 m，两侧边坡1∶2.5，地下涵轴线与北沱河走向夹角27.507°。进口控制段底板高程为18.2 m，出口段底板高程为18 m，北沱河河槽以下洞身段底板高程12 m，共9 节，涵洞底板、顶板厚度均为0.6 m，边墙厚度0.6 m，中墙厚度0.5 m，总布置宽度12.7 m。

2 施工难点及清水混凝土配比

2.1 施工难点及原因分析

1）单块面板表面粗糙、存在裂缝、不平整[5]。主要形成原因：①在混凝土浇筑过程中，没有采取有效的高程、平整度控制措施，或者控制点设置较少，难以做到提前预防控制；②由于混凝土浇筑面积较大，人工收面难以及时完成，形成遗留问题；③混凝土配比控制不严格以及后期缺乏养护也是造成混凝土浇筑质量不良的主要原因。

2）块与块之间不平整、接缝不平直、存在一定偏差[6]。主要形成原因：①块与块之间的接缝处的填缝板厚度存在一定差距，且安装不牢靠，局部存在变形、翘曲现象；②填缝板安装高于先浇板表面的高度；③在混凝土浇筑完成后不细心找平。

3）分段施工时施工缝不平整，严重时出现错台现象[7]。主要原因：①模板及加固的围檩刚度较低；②模板之间连接方式可靠性低，尤其是使用大模板并在局部配合使用小模板的情况。

4）混凝土表面起砂[8]。形成原因：①采用竹胶模板后，模板吸水性差，泌水后排除不及时；②模板接缝不严密，漏浆后形成麻面；③模板螺栓孔眼漏浆形成麻面；④混凝土下料高度大，砂浆溅至模板上硬化后形成麻面；⑤柱模板使用不当，采用传统的角模，易在柱拐角漏浆。

针对混凝土浇筑过程中容易出现的问题及原因，在施工过程中应该采用预防与控制相结合的方法，严格把控模板、浇筑过程、混凝土配比等施工过程质量，保证最终成果。

2.2 清水混凝土配比设计及浇筑试验

2.2.1 混凝土配比方案设计

混凝土配比是影响最终浇筑质量的重要因素之一。因此，通过科学的方法确定混凝土配比是十分必要的。

本工程清水混凝土的主要材料为：石子、砂、粉煤灰、外加剂和水泥。外加剂采用减水剂和抗裂防水剂。石子的粒径在1.0 cm～2.0 cm 之间，石子颗粒的压碎值在7%左右，针片状为1.3%；砂中含泥量为0.9%，细度模数为2.7；粉煤灰I 级；水泥参数为标准稠度0.26 需水量。

根据室内正交试验[9～10]，确定该工程适宜的清水混凝土配比（质量比）为石子∶砂∶粉煤灰∶减水剂∶抗裂防水剂∶水泥∶水=1000∶115∶2∶8∶35∶285∶180。

2.2.2 混凝土浇筑试验

目前，主要有两种方法用来验证清水混凝土浇筑效果。一为浇捣工艺比选[11]，二为混凝土硬化性[12]分析。

（1）浇捣工艺主要是通过项目现场多次、反复试验采用二次振捣方法，可以降低清水混凝土浇筑后由于振捣不充分导致的均匀性差、接缝差等不良现象，对混凝土表面气孔、麻面等现象的防治具有较好地效果，有助于提升混凝土浇筑质量。提高混凝土的美观性和耐久性。

（2）混凝土硬化性，通过多次试验，混凝土收缩率为1.09×10-4，强度也满足要求，平均强度为41.5 MPa，最小值为40.3 MPa，试验段混凝土表面完整性较高，强度高。因此，采用该配比的混凝土是可行的。

图1 混凝土浇筑效果

3 工程施工方案分析

3.1 清水混凝土模板设计

清水混凝土模板设计应满足以下要求：清水混凝土模板现场接缝数量应尽可能少，接缝位置选取必须具备一定的规律性，隐蔽性，接缝部位不能出现跑浆现象。模板连接部位必须按照节点设计，不同的情况需要绘制不同的节点图，保证模板连接的可靠性，作为施工时的依据，防止现场随意施工，模板连接部位刚度必须满足要求，模板相对挠度应不大于2 mm，绝对挠度不大于4 mm。

本工程主要特点是工程量大、工期紧，清水混凝土模板在满足要求的情况下应尽量选择经济、工期方面的因素。因此，采用平面为2440 mm×1220 mm×18 mm 的覆膜竹胶板，采用50 mm×50 mm×5 mm 的角钢加工成框架，使用φ8 平头螺丝拼接框架与竹胶板。异形模板使用厚度为3 mm 的钢板加工定型。针对特殊部位的异型模板，若需要进行多次周转则可以采用钢框外覆竹胶板，周转次数少则可以利用木板配制外覆铁皮或三合板。同时，使用新模板便于拆卸和安装。工程规模较大，需要使用多块模板进行拼接，因此，模板缝的位置必须具有一定的规律性且满足横平竖直的要求，模板缝设计必须满足不能漏浆的要求。

图2 涵身底板施工模板示意图

3.2 板面错台解放方法

针对北沱河地下涵工程特点，可采用两种方法解决板面错台的现象。首先需要调整两块模板连接处的连接件，采用φ10 螺丝，螺丝孔设置预留2 mm 的空间，为φ12 mm。在模板与钢框架之间塞入楔形的铁片，保证模板连接处的光滑、平整。

由于地下涵工程高度较大，墙体浇筑需要分两次进行，两次浇筑混凝土容易形成错位，针对这种情况，在第一次立模板时，保证竖向龙骨与模板均高于混凝土浇筑面不小于20 cm，在浇筑高程采用三角形压条，且第二次立模板时不拆除第一次立的模板，直接与第一次立的模板进行拼接继续向上立模，充分利用已经浇筑的混凝土的原有拉杆的箍紧作用，保证模板不漏浆，上下不错位，在拆模时，凿除水平压条，形成水平直缝。

3.3 模板加固措施及拆除时间

为了对模板进行加固，使用2 根φ48 的钢管作为模板的竖向龙骨，并固定于样架上，使用10#槽钢作为横向围檩，在槽钢上钻孔，钻孔位置与对销螺栓一致，对销螺栓材质使用φ16 钢筋，中间穿一根和混凝土断面尺寸一致的黑铁管，水平穿越两边的横向围檩，同时使用铁板垫片加螺丝固紧。设置对销螺丝水平间距为60 cm，竖向间距为122 cm，各模板之间采用φ10螺丝连接，间距设置为35 cm。

模板拆除时间必须满足施工图纸要求，同时需要保证不承重模板拆除时，不会损坏混凝土表面的平整性以及棱角的完整性的情况下方可拆除。具有承重作用的墩、墙和柱等部位需要满足混凝土强度大于3.5 MPa 时方可拆除模板，底模拆除需要满足表1 的要求。

表1 底模拆除要求

4 结论

北沱河地下涵工程需要浇筑大量的清水混凝土，在施工过程中遇到主要难点包括：单块质量差、块与块之间不平整、错台、起砂等，通过室内试验确定混凝土质量配比为石子∶砂∶粉煤灰∶减水剂∶抗裂防水剂∶水泥∶水=1000∶115∶2∶8∶35∶285∶180，结合现场检验满足要求，并从模板设计、错台解决及加固、拆模时间几个方面对施工工艺进行剖析，可为类似工程施工提供参考。