泵站异型进水流道施工重点及难点控制分析

苏广明 刘文涛

摘要：本文将对睢宁二站泵站工程施工过程中的重难点技术展开探讨，并着重关注泵站工程流道层施工、模板制作安装及混凝土配合比设计等过程，借助有效的控制及优化手段，让泵站进水流道的混凝土浇筑质量可以实现理想的效果。同时，借助对于施工要点的总结，希望可以为后续相关工程的高效开展提供参考依据。

关键词：泵站;异型进水流道;施工重点;施工难点

引言：当泵站的进水流道呈现为体积较大、具有异型变截面的混凝土结构时，就容易导致裂缝的风险，影响进水流道的平整度，造成严重的蜂窝麻面问题。下面将以睢宁二站泵站工程为例，对该工程进水流道施工过程中的重点和难点问题展开分析，并提出有效手段予以控制，让泵站异型进水流道的混凝土施工质量得到切实保障。

一、工程概况

睢宁二站泵站地处江苏省徐州市睢宁县，站身底板于2011年11月22日浇筑完成，进水流道层施工即将全面展开。针对睢宁二站泵站进行施工，通常以下游肘型进水流道和上游空箱的形式呈现，可以用于洪水、抗洪、排涝和航运，该泵站以肘形流道施工和空箱钢筋混凝土施工为重点，并将其视作开展土建施工的主要节点。

该工程施工过程中的主要工作：进水流道层合计砼（C25，抗冻标号F100，抗渗等级W6）1722 m3，钢筋制安80T。

二、流道设计参数特征及要求

睢宁二站泵站通常以前置竖井贯流泵站的形式存在，主要由竖井进水流道、水泵段及出水流道等结构构成。在睢宁二站泵站的进水管道中，通常包含入口段、进口段和竖井段等结构，而该泵站中的出水流道则以扩散性直管的形式呈现，其横截面形状由圆形向方形逐渐过渡，可以在一定程度上提升进水流道和出水流道的能量性能及水力性能，提升进出口水流的均匀性和稳定性，具有十分稳定的流态，可以有效满足泵站的运行需要，切实提升其稳定性和可靠性。在设计施工阶段，有关人员综合泵站工程的各项基本情况，选择了导叶式混流泵的类型，并搭配肘型进水、虹吸出水流道，将机组的容量进行有效扩充，让水泵的调节范围得到了提升，有效改善了运行方式，其最终的流道控制尺寸结果如下：将水泵叶轮式入口处的锥角角度控制在9.7°，叶轮式入口直径设置为2.3m，将出水流道入口处断面的高度控制在12.5m，直径控制在3.3m，并将出水流道入口处的直径设置为3.3m[1]。

对于流道混凝土的质量具有非常高的要求，需要针对流道的外表面实施耐磨处理，借助放冲操作，让混凝土外表面的质量可以达到规范，有效避免漏筋现象的发生，切实保障流道的质量，合理控制混凝土的温度，在最大程度上避免裂缝的发生。无论是流道整体的平滑程度、中轴线的偏差还是流道的中心线高程都会对水泵造成一定的影响，并影响水泵的流场和液态反应，对水泵的运行效率造成很大程度的限制。基于此，不仅要提高对于模板制安的关注，还需要强化对于混凝土浇筑的关注，并据此展开对于混凝土质量的合理控制。

三、模板制安

1、模板设计制作

结合流道不同位置的特点，挑选相应的材料模板。例如，需要在进水流道的肘形部位使用木模，而在墩墙及空箱模板等部位使用竹胶模板。

在设计肘形进水流道的过程中，为了实施异形模板制作，需要在木厂加工厂开展工作，共计有4套异形模板。在木模制作时，通常以三等以上的木材为原材料，在木材加工过程中，需要以设计图纸为依据，将不同的断面样架片按照由31号到57号的标准进行排列并制作，在制作完成后实施编号操作，共计27个横断面。同时，需要在模板加劲板撑提前预留出一个进人洞，便于检查和加固。可以将线型样架分成上下两个结构，分别对肘形部分的上曲线和下曲线予以控制，在线型样架中分别包含具有不同编号的锯口，可以用于进行断面样架对接，并借助型钢骨的形式对样架予以支撑。在结束木模拼装后，为了让进水流道的光滑度得到有效保障，需要在完成模板验收工作后，以小木条为工具针对模板细缝实施嵌缝操作，并借助腻子将模板的外表面进行均匀涂刮，待全部流程结束后，通过两层油漆予以喷涂处理[2]。该操作中详细的施工流程图可见图1：：

2、模板安装

首先，需要在底板南部通过挖土回填的形式将其表面高程进行压实处理，并以此為前提，在底板的断面处建构槽钢钢筋支架，可以将该支架同于固定肘形模板。为了有效确保安装位置的准确性，可以借助线性样架的形式对支架予以校准，待校准的结果确保无误后，为保障支架的稳固性，需要将提前设置的钢筋头焊死，以发挥其固定作用。在实施肘形模板安装操作时，可以通过平板拖车将做好的4套模板进行转移，并通过专人予以指挥，借助70T吊车，让模板可以被吊入相应的位置，并慢慢落于支架之上。在模板安装的过程中，必须有项目部人员全程跟踪并展开合理控制，以保障安装的准确性。

3、模板安装检查

在木模加工厂制作结束后，需要针对流道异形模板展开断面中心点控制，排查倒角半径、检查点和断面周长之间的相对位置和距离，并将其绝对值误差和相对值控制在合理范围内，分别以5mm误差和10mm误差为界。待检查结束后，再到施工现场进行安装，并通过相应技术展开对于模板断面控制点的复核[3]。

四、混凝土浇筑

1、配合比优化

配合比委托江苏省水利建设工程质量检测站开展，该质检站具有甲级资质。在实施配合比设计时，需要尽量确保设计可以实现抗冻、抗压和抗渗等硬性要求，同时需要确保其在施工过程中的可行性。最后所设计的配合比如下：外加剂：引气剂：水泥：碎石：粉煤灰：砂：水=6.48：5.25：291：1115：59：730：157。在实施砼施工操作前，需要展开对于砂、石实际含水量的测定，并以此为依据计算调整相应的配合比。

2、混凝土浇筑方法

在实施浇筑处理时，可以借助平层法的形式保障一次成型，将每层混凝土的厚度控制在40cm，针对墩墙部位进行施工时，需要将每一层的浇筑时间控制在2小时左右（327.6×0.4/60=2.2h），以达到分层浇筑的目标;针对空箱顶板展开浇筑时，需要分两层进行浇筑，并将每层的浇筑时间控制在7h左右（33.5×31.8×0.4/60=7.1h）。

站身主体流道混凝土方量1722m3，预计浇筑30小时[4]。下图2为相应的浇筑模型。

3、入仓对策研究

借助人工平仓的形式实施砼浇筑操作，借助插入式振捣器进行处理，并将其匀速移动，将移动艰巨控制在0.3～0.4m左右，保持足够的振动时间，让砼可以得到充分捣实。直到前面的砼都被捣实后，方可增加新砼。针对止水铜片、预埋件等诸如此类的部位，需要予以详细检查，并在此基础上实施操作，要保障振捣棒之间的间隙，避免在振捣过程中触碰到钢筋及埋件。为了有效确保流道表面的平整度，在操作的过程中应尽量避免触碰到模板，并将距离保持在7～8cm左右。为有效避免因砼水化收缩而造成进水流道的外表面出现龟裂现象，需要在结束浇筑操作后，借助木抹压光表面的形式进行处理，在砼发生终凝反应前通过人工的形式进行铁抹抹光处理。

采用热水拌和时，需要改变加料顺序，将骨料与水先拌和，再加入水泥，拌和水温控制不得超过60℃。

4、流道收仓面控制分析

在进水口中通常具有一定的高度差，从流道地面开始倾斜，到下游位置达到最大倾斜角，必须确保混凝土收仓面的平整度。基于此，可以在面层钢筋上进行螺杆焊制，沿水流方向，每隔2米设置一个螺杆，通过水准仪将螺杆高度调整到合适的位置，采用高效的设计手段处理收仓面的高程。需要施工人员在开展混凝土浇筑时确保收仓面和螺母面在同一水平面上，并在振捣结束后拆掉螺母，实施收面处理[5]。

结束语：作为竖井式贯流泵站的关键，流道的某些结构非常狭窄，其中异型部位占据了一定比重，需要大量的混凝土进行浇灌处理。要求施工人员将模板制作和模板安装当作施工的关键点，在处理混凝土的过程中针对其配合比展开合理优化，通过模板制作及安装过程，展开施工设计，以保障流道施工过程中的施工质量，让混凝土的外观得以满足设计及规范的实际要求，为日后相似工程的开展提供有益的经验。

参考文献：

[1]傅勋德，郑良. 马家铺泵站肘形进水流道模板制安施工技术[J].水利建设与管理，2020， v.40;No.319（01）：52-56.

[2]杜鹏程.简析装配式钢模板在泵站肘形进水流道中的应用[J].工程建设与设计，2019， 406（08）：58-59.

[3]孙建星.木模板在主泵房簸箕型进水流道中的应用[J].黑龍江水利科技，2019， 047（006）：194-196.

[4]杨香东.大型泵站进水流道混凝土温控集成技术的运用[J].水利建设与管理，2018， 038（006）：57-59.

[5]谢华，黎臻，刘德祥，等. 基于三维数值模拟的柳港泵站肘形进水流道优化设计[J].中国农村水利水电，2019， 443（09）：133-136.