黄家湾水利枢纽坡老寨3#渡槽施工方案研究

刘国中

(贵州省水利投资集团有限责任公司，贵阳 550001)

0 引 言

施工方案保障工程最终的实施质量。制定科学、合理的施工方案对工程施工质量及进度控制有较大的影响[1-4]。引水工程是重要的民生工程，其工程建设质量对工程效益的发挥有重要的作用。因此，其施工方案的制定和执行是十分重要的。结合黄家湾水利枢纽坡老寨3#渡槽工程，对渡槽施工的主要工作内容进行分析。

坡老寨3#渡槽位于紫云县格凸河镇沙锅村坡老寨组，桩号为水塘K1+366m-K1+603。设计流量Q设=0.915m3/s,加大流量Q加大=1.160m3/s,纵向坡度i=1/1500,渡槽糙率n=0.015，渐变段糙率n=0.015。渡槽为连续拱跨式，双跨，L=70.28m,f=14.056m,L/f=1/5，跨越S209和猴场河。离地高度板拱最高(跨河)20.5m,排架最高16m(12#)(见图1)。

图1 3#渡槽纵剖面图

1 支撑系统施工方案

项目脚手架采用碗扣式脚手，剪刀采用钢管架，要求壁厚>2.7mm。

1.1 拱圈施工

该建筑物设计两跨拱圈，一是跨河二是跨省道209，为解决施工导流，拱下分别采用钢筒与贝雷架组合架空形成通道，解决导流和施工交通。跨河段设置8排共48m贝雷架，贝雷架支点由横向3根ф450钢筒(壁厚8mm)作为竖向支撑，高度6m，伸入河床约6m(至土石分界线以下)。钢筒上部设2根56a工字钢作为贝雷架基础，单跨贝雷架设11排，上部横向设16工字钢，作为脚手架支点，见图2(单位：mm)。钢筒内灌满砂，增大自身刚度，钢筒外包(壁厚3mm)钢板，已防止飘浮物倒挂，影响支架稳定，高度至992m高程。

图2 脚手架支撑点

跨公路段通道设计，主要支撑长度6m,高度5.8m,进出口延长防护棚各2m。两侧采用ф600钢筒(壁厚8mm)3根作为竖向支撑，高度6m，钢筒下部设C20现浇钢筋混凝土条形基础，顶宽1.0m，底宽1.2m,高1.2m，长6.0m(见图3)。公路上新浇混凝土前应铺上牛毛毡，以利拆除，贝雷架设12片。

图3 跨公路通道设计

第1跨下施工通道施工形式同跨公路设计，拱下其余段脚手架基础根据渡槽工程所处的位置、地形、地质条件的特点，原地面不能作为脚手架基础，必须对基础进行处理，以保证脚手架的整体稳定。基础处理：采用机械将原地面覆盖层挖除，根据地形将两岸斜坡段开挖成台阶(高度0.6m的倍数)，立面采用浆砌石砌筑台阶挡墙，平面采用石碴进行换填(挖掘机碾压)，建基面浇筑C20混凝土(0.15m厚)作为脚手架下受力基础。沿混凝土边线外侧修建排水沟，有序排走地表水。

脚手架主要由立杆、横杆(垂直渡槽轴线方向，含顶端弧形杆)、纵向横杆(顺渡槽轴线方向)、剪刀撑、扫地杆、扣件、上下托及上下木枋组成。

纵向(横向)剪刀撑在架体外侧每隔6.0m设置一道，且沿架高连续布置。垂直平面，每8m高设一道水平剪刀撑，底层和顶层要设一道。

第2跨下未使用贝雷架段支撑系统宽度分为3段，从2#拱座向中墩方向0-20m宽6.0m，20-30m宽6.4m，30-35m宽7.8m。

拱下两端压应力较大，增加架管斜撑和钢绞线稳固，具体方案见图4。

图4 管斜撑和钢绞线稳固方案

2.2 排架施工

根据设计图h1高度为4.0m，按6段定型钢模进行拼装，每一浇筑段施工缝留在联系梁以上0.417m处。模板的爬升稳定：在进行设计时，取一段(0.417m)，在顶面向下2cm处横向对称预留两个孔，孔径为ф25，在进行每一段混凝土浇筑时，将0.6m长ф20的钢筋平放在顶面，外露5cm，作为模板爬升的支点，采用钢管架从四周进行垂直井字作为模板水平稳定支撑，四面剪刀撑上顶，四角斜撑。拱上部分在浇拱圈时预埋部分钢筋桩，作为架管抗滑支点，搭设井字架完成排架支模工程排架施工的支撑系统脚手架采用井字型搭设，双层，四面设抛撑，背部预留Ф16插筋，长30cm，外露5cm，距排架1.2m，一侧预埋4个支点，作为上部支撑架稳定支点，按井字型搭设双层。

待拱圈封拱强度达到设计50%要求后可以进行排架施工，施工顺序可以不分先后。拱上中部3跨因高度小，采用满堂脚手架支撑。

图5 模板爬升方案

3 模板及混凝土工程施工方案

3.1 模板工程

3.1.1 基础混凝土模板

基础模板采用标准钢模，拱座模板采用胶合，中墩混凝土量较大，胶合板外坚向侧垫木枋(50×50cm)，间距30cm，木枋外水平向采用钢管架(间距0.6cm)固定，除外侧斜撑外增加Ф20钢筋对拉，对拉间距1.0m，梅花型布置。

3.1.2 板拱模板

底面和两侧采用胶合板(厚15mm)，侧高度1.5m一次安装，胶合板外坚向侧垫木枋(50×50cm)，间距30cm，木枋外水平向采用钢管架固定，中间设双根架管，用Ф14钢筋对拉，对拉间距0.8cm，上下各一根纵向架管，外侧竖向设1根架管，上下采用十字扣件下水平向拉杆锁在一起(见图6)。

图6 板拱施工支模剖面图

板拱背部采用木模板(20×500×1000cm)，随混凝土浇筑高度上升逐层上加，模板安装在锁口架管下部，用三角形木块加固楔紧，混凝土浇筑8小时后可以脱离作2次利用。

3.1.3 排架模板

排架模板采用定型模板进行施工，模板按2m高一套制作，联系梁段50cm高同联系梁一起加工成一套。

3.1.4 槽壳模板

槽壳内外模均在厂家加工，外模制作成1.0m/块。内模直墙段与圆弧段分开，圆弧段可分成2块，长度与外模一样(1.0m/块)，在圆弧与直墙交界处留下料和振捣窗口(40×40)，间距2.5m，在内外槽壳底部预留Ф28孔，用于安装(Ф25)对拉钢筋，间距1.5m。拉杆采用定型钢模制作，人行走道板模板采用胶合板施工。模板内侧左右(窗口高度)各安装一排附着式振动电机，型号0.55KW电机，间距2m。

3.2 混凝土施工

3.2.1 拱圈混凝土施工

拱圈混凝土拟采用二级配混凝土施工。

拱圈按要求进行分段浇筑混凝土，浇筑顺序按设计顺号由小到大，单跨拱圈设4个间隔槽，分段混凝土强度达到75%后可进行间隔槽混凝土浇筑，先浇筑上部2个预留间隔槽，对温度无要求。封拱位置设在下排2个间隔槽，拱圈全部混凝土强度达到设计强度后进行施工，浇筑温度15°-20°之间，封拱混凝土坍落度控制在5cm。各分段接触面必须进行凿毛，用压力冲洗干净，刷一层素水泥纯浆，浓度1∶1为宜。浇筑顺序见图8。

图7 渡槽端头模板支护图

图8 拱圈混凝土分段浇筑图

两跨浇筑时必须对称、同步、均匀上升，以避免产生偏心荷载导致拱架失稳、中墩偏心受压，左右两节段混凝土的浇筑重量偏差不超过15%(支撑系统满足)。

3.2.2 排架混凝土施工

排架因分段混凝土浇筑量较小，可4排同时施工，同拱圈一样采用二级配施工，塔吊和吊车解决垂直运输，按一周进行一次爬升浇筑。

3.2.3 槽身混凝土浇筑

槽体混凝土浇筑前应先对支架、模板、钢筋、对拉杆等进行认真的检查，经监理工程师检查确认后才能进行混凝土的浇筑。

混凝土开仓前对各工序进行班前教育，做到思路清晰，方法正确，安全施工。对混凝土进行试配、分析，随气候变化进行调整。严格控制砂石骨料质量，按规范要求，杜绝不合格材料进行施工现场。

拌和站选用HZS750(25m3/h)混凝土搅拌机1台，使用散装水泥，采用自动控制计量系统，使用混凝土运输罐车配合塔吊浇筑。

拱上排架的施工顺序可大致按照拱圈的施工顺序进行(详见施工方案图)。

槽壳混凝土拟采用一级配施工。

3.2.4 预埋件混凝土施工

渡槽两端采用钢板代替支座，预埋钢板的制作与安装符合设计要求，重点注意上游为固定端，下游侧为活动端(详见附图)。

因槽壳空间太小，顶部拉杆采用第二次浇筑方式施工，在进行槽身混凝土浇筑时，先预埋好与设计相符的钢筋，待脱模后再搭接。渡槽顶部两侧栏杆可在混凝土浇筑时预埋钢筋，作为焊接固定端。槽壳两端内侧按设计要求预埋好螺栓(M10×18)。

4 结 论

黄家湾水利枢纽坡老寨3#渡槽工程所在区域地质环境较为复杂，工程施工难度较高。渡槽工程施工需跨越S209道路和猴场河，对施工方案要求较严格。主要从支撑系统施工方案、模板工程施工方案、混凝土工程施工方案3个大方向对该渡槽施工方案进行分析。在现场实施过程中需要严格按照设计以及施工方案要求进行，保证工程施工质量。